Конспект лекцій з дисципліни: «Автоматизація виробничіх процесів та мікропроцесорна техніка»

Автоматическая система - управляемый объ­ект, измерительная и управляющая аппаратура, объединенные в систему, в которой обработка информации, формирование команд и их преобразование в воздействие на управляемый объект осуществляется без участия человека
В зависимости от характера выполняемых функций можно выделить следующие основ­ные автоматические системы: контроля и сигнализации, защиты и блокировки, управления и регули­рования.
Система автоматического контроля следит за выполнением рабочего режима установки (например, за депрессией и производительностью главной вентиляторной установки, давле­нием сжатого воздуха в воздухопроводе компрессорной установки, давлением масла в системе смазки подъемной машины, уровнем напряжения на шинах центральной подземной подстанции).
Структурная схема системы автоматического контроля представлена на рис.2.1. Контролируемая величина x объекта О измеряется блоком ИБ и поступает на управляющий блок УБ, в котором формируется сигнал u, подаваемый на воспринимающий блок ВБ. Последний фиксирует результаты контроля в форме удобной для оператора, используя световые, стрелочные, цифровые и др. приборы. Например, по такому принципу построена аппаратура контроля уровня РКУ.1М.


О


ИБ

УБ

ВБ
x u

Рисунок 2.1- Структурная схема системы автоматического контроля

Простейшим видом автоматического контроля является автома­тическая сигнализация, когда при отклонении контролируемого параметра от заданной величины автоматическое устройство пода­ет обслуживающему персоналу звуковой или световой сигнал с указанием места и характера на­рушения режима работы установ­ки. Получив такой сигнал, обслу­живающий персонал принимает ме­ры по восстановлению нормально­го режима работы установки. В ряде случаев результаты измере­ний автоматически регистрируются самопишущими приборами на бу­мажной ленте или специальной ди­аграммной бумаге. Графическая запись контролируемых параметров позволяет делать анализ характе­ра и частоты нарушений установ­ленного режима работы установки (процесса) за различные периоды времени. Например, самописцы ап­паратуры автоматической газовой защиты непрерывно реги­стрируют уровень содержания ме­тана в рудничной атмосфере в раз­личных точках вентиляционной се­ти шахты. Регистрирующие прибо­ры главной вентиляторной установ­ки непрерывно записывают уровень депрессии и производительность вентилятора.
Под автоматической защитой подразумеваются средства и методы активного контроля без участия оператора. В случае возник­новения аварийного режима работы аппаратура защиты автома­тически останавливает контролируемую машину, технологический процесс (частично или полностью). Например, устройство УКС автоматизации конвейерной линии отключает электродвигатель кон­вейера при снижении скорости ленты на 25% . Аппаратура “Метан” отключает электроэнергию на участ­ке, где содержание метана в шахтной атмосфере превышает допус­тимую концентрацию.
Разновидностью автоматической защиты являются различного рода блокировки- устройства, которые предотвращают возможность неправильных включений и выключений, передвижений под­вижного состава или движущихся органов машин. Устройства блокировки, например, применяемые на подъемных установках предотвра­щают переподъем скипов или клетей. На электровозной откатке в шахте автоблокировка не допускает движение состава на заня­тый участок пути.
Автоматическая защита в ряде случаев может воздействовать на отдельные исполнительные устройства рабочих машин для ликвидации опасности, не останавливая ход технологического процесса (например, открытие перепускного клапана в гидроси­стеме маслостанции при малом расходе масла; открытие клапана компрессора для снижения его производительности при "превышении установленного давления в сети сжатого воздуха и т. д.).
Как правило, функции автоматического контроля и защиты совмеща­ются в одной аппаратуре, например, в аппаратуре “Метан” концентрация метана в рудничной атмо­сфере шахты контролируется специальными датчиками и передается на регистрирующие приборы центрального диспетчерского пункта. Одновременно при увеличении этой концентрации до опас­ного значения автоматически отключаются все токоприемники на контролируемом участке.
Реле утечки непрерывно контролирует сопротивление изоля­ции шахтных электросетей, об уровне которого можно судить по показаниям омметра. В случае снижения этого сопротивления до опасной величины автоматически отключается поврежденный участок кабельной сети.

Наиболее совершенным и сложным видом автоматизации технологических процессов является автоматическое управление (системы автоматического управления - САУ).

В общем случае функциональная схема САУ приведена на рис.2.2.,где обозначено УО – управляемый объект, УУ – управляющее устройство, x - задающее воздействие, u - управляющее воздействие, Z и Z – возмущающие воздействия, - сигнал обратной связи, y – управляемая величина. При этом под управляемой величиной понимают параметр, характеризующий рабочий процесс объекта, например, угловую скорость, температуру, момент нагрузки и др.

Рисунок 2.2 - Функциональная схема САУ