Параметры и характеристики элементов систем автоматики. Элементная база систем автоматического управления
Системы автоматического управления (САУ) обеспечивают поддержание на заданном уровне выходных параметров механизмов и технологических установок (числа оборотов приводов, напряжения и частоты генераторов, температуры, давления и т. д.) за счет наличия в цепях обратной связи датчиков, контролирующих параметров, а также усилителей сигнала и регулирующих элементов. Связь между выходным (у) и входным (х) сигналами системы автоматического управления может быть линейной или нелинейной и записывается как:
y = ω(p)x, (1.1)
где
;
хо
и уо
– значения входного и выходного сигналов
в установившемся режиме; Dх
и Dу
– их приращения; ω(p)
– передаточная функция.
Техническая реализация САУ возможна на различной элементной базе: механической, электромеханической, электрической и электронной. В настоящее время, благодаря выпуску микропроцессорных контроллеров, САУ технологическими процессами n механизмами стала более надежной, более просто перестраиваемой на новый режим работы, более точной и быстродействующей.
Для удаленных объектов с большим числом датчиков появилась возможность выполнять системы с двухпроводным каналом связи.
Учитывая изложенное, рассмотрим структурную схему САУ, выполненную с использованием микропроцессоров, аналогово-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (АЦП и ЦАП), современных цифровых интерфейсов, индикаторов и программного обеспечения.
Обобщенная структурная схема микропроцессорной САУ, приведенной на рис. 1.1, состоит из микропроцессорного контроллера, драйвера, исполнительного устройства объекта управления, датчиков состояния объекта, преобразователя сигналов с выхода датчиков к параметрам входов микроконтроллера, модуля ввода команд и вывода информации о параметрах сигналов на входах и выходах микроконтроллера. Для программирования микроконтроллера используется ПЭВМ и программатор, подключаемый к их последовательным портам.
Программирование позволяет быстро изменять режим работы механизмов или ход технологических процессов без существенного изменения технических параметров оборудования САУ. Такая организация изготовления САУ и управления их работой снижает стоимость, время проектирования и внедрения, увеличивает их надежность, быстродействие и точность регулирования технологических процессов.
В качестве элементной базы для разработки и изготовления микропроцессорных контроллеров САУ используются процессоры фирм Intel, MOTOROLLA, ANALOG DEVICES, MICROCHIP, PHILIPS, SIMENS; датчики состояния объектов фирм ATMEL, ANALOG DEVICES, TEXAS INSTRUMENTS; силовые транзисторы драйверов фирм INTERNATIONAL RECTIFIER, PHILIPS, FUJI; преобразователи сигналов фирм TEXAS INSTRUMENTS, SHARP, SUNLIKE, твердотельные и электромагнитные реле фирм BESTAR, WANJIA, IR, а также стандартная логика, кнопки и клавиатура, индикаторы, источники питания и корпуса.
