Clasificarea sistemelor automate de control

Setul de dispozitiv de control automat și obiect de control conectat și interacționând unul cu celălalt în conformitate cu algoritmul de control se numește sistem de control automat (ACS).

Sistemele de control automat pot fi clasificate în funcție de metoda de control și caracteristicile funcționale. Conform metodei de control, toate sistemele sunt împărțite în două mari clase: obișnuite (neautoreglabile) și autoreglabile (adaptative).

Sistemele obișnuite aparținând categoriei simple nu își schimbă structura în cursul managementului. Sunt cele mai dezvoltate și utilizate pe scară largă în turnătorii și atelierele termice. Sistemele de control automate comune sunt împărțite în trei subclase: sisteme de control deschise, închise și combinate.

Sistemele de control automat în buclă deschisă, la rândul lor, sunt împărțite în sisteme de control automate rigide (SZHU) și sisteme de control al perturbărilor.

În primele sisteme, regulatorul acționează asupra obiectului de control indiferent de rezultatul obținut, adică valoarea variabilei controlate și perturbația externă. Sistemele de control al perturbărilor funcționează pe principiul că acțiunea de control este generată în funcție de perturbațiile externe care afectează obiectul de control.

Ca exemplu, luați în considerare sistemul de încălzire al unei turnătorii sau al unui atelier termic. În acest caz, consumul de apă caldă în conducta de încălzire a magazinului depinde de condițiile meteorologice externe. Cu cât este mai frig afară, cu atât mai multă apă caldă este furnizată caloriferelor și invers.

Sistemele de control automat închise care funcționează pe principiul de deviere sunt denumite și sisteme de control automat (ACS). Caracteristica lor distinctivă este prezența unui ciclu închis de trecere a semnalului, adică prezența unui canal de întoarcere prin care informațiile despre starea variabilei controlate sunt transmise la intrarea elementului de comparație.

Sistemele de control automat sunt concepute pentru a rezolva trei probleme: stabilizarea valorii controlate (stabilizant ATS), modificarea valorii controlate în funcție de programe cunoscute (ATS programat) sau necunoscute (de urmărire ATS).

În stabilizarea ATS, valoarea de referință a variabilei controlate este constantă. Un exemplu de astfel de sistem este sistemul de control al temperaturii în spațiul de lucru al unui cuptor termic. În software-ul ATS, valoarea variabilei controlate se modifică în timp conform unui program pre-proiectat (cunoscut).

În sistemele servo, valoarea setată a variabilei controlate se modifică în timp conform unui program necunoscut anterior.ATS-urile de urmărire și software diferă de stabilizatori prin principiul procesării semnalului de referință.

Cel mai tipic exemplu de servocontrol este menținerea automată a unui raport dat între consumul de combustibil și aer la reglarea procesului de ardere în cuptoare pentru topire și încălzire a combustibilului.

Sisteme de control automat: a — deschis, b — bias deschis, c — închis, d — combinat, d — autoreglare, P — controler, OU — obiect de control, ES — element de comparație, UAV — dispozitiv pentru analiza acțiunii de control : VU — dispozitiv de calcul, IU este dispozitiv executiv, AUU este dispozitiv de control automat, AUO este dispozitiv de analiză a obiectelor de control.

Sistemele combinate combină avantajele sistemelor de control al deviației și ale perturbărilor, ceea ce mărește precizia controlului. Efectul perturbărilor nesocotite în sistemele combinate este compensat sau atenuat prin controlul părtinirii.

Sistemele de autoreglare (adaptative) pot fi împărțite în trei subclase: sisteme extreme, sisteme de autoreglare și sisteme de autoajustare.

Sistemele de reglare extremă se numesc sisteme de stabilizare, urmărire sau control programat în care legea de setare, program sau reproducere se modifică automat în funcție de modificările condițiilor externe sau de starea internă a sistemului pentru a crea cel mai favorabil (optim) mod de funcționare al un obiect de control.

În astfel de sisteme, în locul unui set sau program permanent, este instalat un dispozitiv de căutare automată, care analizează fiecare caracteristică a obiectului (eficiență, productivitate, economie etc.) și, în funcție de rezultatul obținut, furnizează valoarea necesară a unui variabilă controlată la dispozitivul de control, astfel încât această caracteristică să aibă o valoare remarcabilă cu o schimbare continuă a diferitelor influențe perturbatoare care afectează condițiile de funcționare ale sistemului.

În sistemele cu parametri de autoajustare, atunci când condițiile externe sau caracteristicile obiectului controlat se modifică, există o modificare automată (nu conform unui program prestabilit) a parametrilor variabili ai dispozitivului de control pentru a asigura funcționarea stabilă a sistemului și a menține valoarea controlată la un nivel dat sau optim.

În sistemele cu structură auto-ajustabilă, atunci când condițiile și caracteristicile exterioare ale obiectului de control se modifică, elementele din schema de conectare sunt comutate sau sunt introduse noi elemente în acesta. Scopul acestor modificări (alegerea) structurii este de a obține o soluție mai bună la problema managementului.

Selectarea structurii se face prin căutare automată folosind operații de calcul și logice. Astfel de sisteme nu trebuie doar să se adapteze la toate schimbările în condițiile externe și caracteristicile obiectului, ci și să funcționeze normal chiar și în prezența defecțiunilor sau a deteriorării elementelor individuale, creând noi circuite pentru a le înlocui pe cele stricate. Sistemele de autoreglare pot fi făcute să se îmbunătățească, să „câștigă experiență” încercând rapid mai multe opțiuni, alegând și „memorând” pe cea mai bună.

Clasificarea funcțională toate sistemele automate de control sunt împărțite în patru clase:

• sisteme de coordonare a activității mecanismelor,

• sisteme de reglare a parametrilor proceselor tehnologice,

• sisteme automate de control,

• sisteme automate de protecție și blocare.

Sisteme concepute pentru a coordona funcționarea mecanismelor individuale ale instalației sau a instalației în ansamblu sisteme de control automate rigide (SZHU).

Procesele tehnologice ale sistemelor de control automat (ACS) asigură menținerea valorii controlate la un anumit nivel sau modificarea acesteia conform unui program dat.

Sistemele de control automat (ACS) conțin mijloace și metode de obținere a informațiilor despre valorile curente ale parametrilor tehnologici ai procesului (temperatură, presiune, praf sau conținut de gaz în aer etc.) fără implicarea directă a omului.

Sistemele automate de protecție (SAZ) și sistemele de blocare (SAB) previn apariția situațiilor de urgență atunci când se operează echipamentele într-o stare stabilă.