4. Составные части автоматической системы, управляемый объект и управляющее устройство

Автоматическая система управления любой сложности состоит из:

• объекта управления;

• автоматического управляющего устройства.

В общем виде САУ можно изобразить следующим образом.

Состояние объекта характеризуется выходной величиной Х. В общем случае выходных величин несколько, и тогда состояние объекта характеризуется вектором Х.

От УУ на вход объекта поступает управляющее воздействие U.

Помимо управляющего воздействия к объекту приложено также возмущающее воздействие (возмущение, помеха) F, которое изменяет состояние объекта, т.е. Х, препятствуя управлению.

На вход управляющего устройства подается задающее воздействие (задание) G, содержащее информацию о требуемом значении Х, т.е. о цели управления. Переменные U,G,F в общем случае являются векторами.

В технике под объектом управления подразумевается техническое устройство или технологический процесс, некоторые физические параметры которого подлежат стабилизации или целенаправленным изменениям. Объект управления взаимодействует с внешней средой. Воздействие окружающей среды на объект управления называется возмущающим воздействием. Для того чтобы объект управления мог реагировать на внешние воздействия, он должен иметь орган управления, или регулирующий орган. Например, если объектом регулирования является электрическая печь сопротивления, то регулирующим органом у нее может быть реостат, автотрансформатор, либо тиристорный блок.

Автоматическим управляющим устройством называется устройство, осуществляющее воздействие на объект управления в соответствии с заложенным в нем законом (алгоритмом) управления. Обычно управляющее устройство действует на объект управления через орган управления.

Связь между различными элементами автоматической системы управления (например, связь между регулятором и регулирующим органом объекта управления; или связь между объектом управления и его регулирующим органом) осуществляется с помощью сигналов.

Сигналами называются физические процессы, параметры которых содержат информацию. Например, в телефонной связи звук передается при помощи электрических сигналов. Параметры, содержащую информацию, называются информационными параметрами. Например, сигнал – электрический ток, информационный параметр – амплитуда тока или напряжения.

Те физические величины объекта управления, которые требуется стабилизировать, либо изменять по заданному закону называются регулируемыми параметрами. В термическом процессе (электрическая печь) таким регулируемым параметром является температура.

5. Применение автоматического управления в технических системах и его особенности

На современном этапе развития в промышленном производстве наблюдается переход к передовым технологиям, а также стремление добиться положительных характеристик в эксплуатации действующего и находящегося в проекте оборудования. Управление в технических системах предполагает минимизацию любых производственных потерь. Это возможно при существенном повышении качества управления за счет широкого применения автоматизированных систем в техническом производстве.

Предпосылками их создания являются:

- увеличение масштабов производства;

- рост производительных факторов оборудования;

- появление производств и установок, которые функционируют в критических режимах;

- усиление связей между некоторыми звеньями технологического процесса.

Управление в технических системах должно реализовывать значительные потенциальные производственные резервы. Техническая база на производстве в настоящее время используется для того, чтобы повышать эффективность с помощью управления организацией и технологией производства. В связи с этим главной задачей является поиск оптимального управления всеми технологическими процессами. Поэтому нужно развивать автоматизированные системы управления

Но следует отметить, что для решения данной задачи необходимо задействовать значительные и возрастающие трудовые, материальные и финансовые ресурсы. Техническое обеспечение системы управления персоналом состоит в поиске квалифицированных сотрудников, способных поддерживать техническую базу на производстве.

Следует эффективно использовать капитальные вложения, правильно выбирать направления, устанавливать очередность и рациональные объемы работ. Управление в технических системах возникает вместе с появлением материального производства, а значит, и процессов, которые направлены на преобразование энергии или материи.

Управление и информатика в технических системах – это процесс контроля над сложными объектами, а также их алгоритмическим, информационным, аппаратным и программным проектированием и обеспечением. Для того чтобы понять, какая трудная задача стоит перед каждым оператором, нужно учитывать, что он должен подходить к процессу управления автоматизированными системами как к целому, а не как к скоплению независимых элементов.

Управление в технических системах - весьма трудоемкий процесс, так как в нем задействовано много людей. Это обусловлено применением больших систем, которые характеризуются наличием различных аппаратов и машин, а также иерархичной системы производства: установка - исполнение - предприятие. Автоматизированные системы помогают освободить человека от выполнения нетворческой работы, которая связана с выполнением множества монотонных задач, но давать волю в творческой деятельности – принятии решений по ведению процесса.