2. Основные понятия автоматики

Для того чтобы машина могла выполнять необходимые операции в ТП, ей нужно управлять, то есть осуществлять пуск, остановку, изменять режим работы, положение рабочих органов и выполнять другие операции управления и контроля путем воздействия на органы управления машины, механизма. Если управление осуществляется человеком, оно называется ручным, если техническим средством – автоматическим.

Для осуществления автоматического управления техническим процессом создается система, включающая управляемый объект (ОУ) 2 и управляющее устройство (АУУ) 1, или автоматический регулятор (рис. 1.1), состоящий из средств автоматики и телемеханики.

Рис. 1.1. Условное обозначение системы автоматики

Автоматическое управление  – это осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных (на основании определенной информации) и направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с целью его управления. Оно охватывает вопросы адаптации, самонастройки, автоматического выбора наилучших режимов и т. п.

Автоматическое регулирование – это поддержание постоянной или изменение по заданному закону некоторой выходной величины, характеризующей процесс.

Автоматический контроль – это контроль различных параметров, величин в объекте с целью установить, не вышли ли они за допустимые границы.

Возмущающие и задающие воздействия делятся на внешние и внутренние. Внешнее – это воздействие на автоматическую систему внешней среды или устройств, не являющихся частью этой системы. Внутреннее – это воздействие одной части системы на другую.

Для каждого объекта управления и автоматического управляющего устройства составляются алгоритм функционирования и алгоритм управления.

Алгоритм функционирования – это совокупность предписаний, правил или математических зависимостей, определяющих правильное выполнение технологического процесса в каком-либо устройстве. Он составляется на основании технологических, экономических и других требований без учета динамических искажений.

Алгоритм управления – это совокупность предписаний, определяющих характер управляющих воздействий на объект с целью осуществления им заданного алгоритма функционирования с учетом динамических свойств системы.

В общем виде элемент автоматики (рис. 1.2, a) представляет собой преобразователь, на вход которого подается сигнал (энергия) х, а на выходе возникает сигнал (энергия) у. Если возникает необходимость, чтобы энергия у была больше, чем энергия х на входе, в элемент вводится вспомогательный источник энергии (рис. 1.2, б), за счет которого осуществляется усиление сигнала х.

Рис. 1.2. Условное обозначение элементов автоматики

Величины х и у могут быть электрическими (напряжение, ток, сопротивление), механическими (перемещение, скорость и др.), пневматическими и гидравлическими (давление, расход и др.). В САУ используется большое число элементов, отличающихся друг от друга физической природой и конструкцией, принципом действия, схемой включения и т. д. Они имеют универсальное назначение или входят в унифицированные системы, такие как государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА), унифицированная система пневматических и электрических датчиков теплоэнергетических параметров и др. Каждый элемент автоматики выполняет определенную функцию.