Klasifikacija sustava automatskog upravljanja

Skup uređaja za automatsko upravljanje i objekta upravljanja koji su međusobno povezani i međusobno djeluju u skladu s algoritmom upravljanja naziva se sustav automatskog upravljanja (ACS).

Sustavi automatskog upravljanja mogu se klasificirati prema načinu upravljanja i funkcionalnim karakteristikama. Prema načinu upravljanja svi sustavi se dijele u dvije velike klase: obični (neragulirajući) i samoregulirajući (adaptivni).

Obični sustavi koji pripadaju kategoriji jednostavnih ne mijenjaju svoju strukturu tijekom upravljanja. Najrazvijeniji su i imaju široku primjenu u ljevaonicama i toplinskim radionicama. Uobičajeni sustavi automatskog upravljanja dijele se u tri podklase: otvoreni, zatvoreni i kombinirani sustavi upravljanja.

Sustavi automatske kontrole s otvorenom petljom, zauzvrat, dijele se na automatske krute sustave upravljanja (SZHU) i sustave upravljanja smetnjama.

U prvim sustavima regulator djeluje na objekt upravljanja bez obzira na dobiveni rezultat, odnosno vrijednost regulirane veličine i vanjski poremećaj. Sustavi upravljanja smetnjama rade na principu da se upravljačka radnja generira ovisno o vanjskim smetnjama koje utječu na objekt upravljanja.

Kao primjer, razmotrite sustav grijanja ljevaonice ili toplinske radionice. U ovom slučaju potrošnja tople vode u toplovodu trgovine ovisi o vanjskim vremenskim uvjetima. Što je vani hladnije, to se više tople vode dovodi do radijatora i obrnuto.

Zatvoreni sustavi automatskog upravljanja koji rade na principu otklona nazivaju se i sustavi automatskog upravljanja (ACS). Njihova prepoznatljiva značajka je prisutnost zatvorenog ciklusa prolaska signala, odnosno prisutnost povratnog kanala kroz koji se informacije o stanju kontrolirane varijable prenose na ulaz elementa za usporedbu.

Sustavi automatskog upravljanja dizajnirani su za rješavanje tri problema: stabilizacija kontrolirane vrijednosti (stabilizirajući ATS), mijenjanje kontrolirane vrijednosti prema poznatim (programirani ATS) ili nepoznatim (praćenje ATS) programima.

U ATS stabilizaciji, zadana vrijednost kontrolirane varijable je konstantna. Primjer takvog sustava je sustav kontrole temperature u radnom prostoru termopeći. U softverskom ATS-u, vrijednost kontrolirane varijable se mijenja tijekom vremena prema unaprijed dizajniranom (poznatom) programu.

U servo sustavima, postavljena vrijednost regulirane varijable se mijenja tijekom vremena prema prethodno nepoznatom programu.ATS za praćenje i softver razlikuju se od stabilizatora u principu obrade referentnog signala.

Najtipičniji primjer servo upravljanja je automatsko održavanje zadanog omjera između potrošnje goriva i zraka pri regulaciji procesa izgaranja u pećima za taljenje i zagrijavanje goriva.

Sustavi automatskog upravljanja: a — otvoreni, b — otvoreni prednaponski, c — zatvoreni, d — kombinirani, d — samoregulirajući, P — regulator, OU — objekt upravljanja, ES — element usporedbe, UAV — uređaj za analizu upravljačkog djelovanja. : VU — računalni uređaj, IU je izvršni uređaj, AUU je uređaj za automatsko upravljanje, AUO je uređaj za analizu upravljačkog objekta.

Kombinirani sustavi kombiniraju prednosti sustava kontrole odstupanja i poremećaja, čime se povećava točnost upravljanja. Učinak neobračunatih poremećaja u kombiniranim sustavima kompenzira se ili prigušuje kontrolom pristranosti.

Samoregulirajući (adaptivni) sustavi mogu se podijeliti u tri potklase: ekstremni sustavi, samopodešavajući sustavi i samopodešavajući sustavi.

Sustavi ekstremne regulacije nazivaju se stabilizirajući, prateći ili programirani upravljački sustavi u kojima se postavka, program ili zakon reprodukcije automatski mijenjaju ovisno o promjenama vanjskih uvjeta ili unutarnjeg stanja sustava kako bi se stvorio najpovoljniji (optimalni) način rada kontrolni objekt.

U takvim sustavima umjesto stalne postavke ili programa ugrađuje se uređaj za automatsko pretraživanje koji analizira svaku karakteristiku objekta (učinkovitost, produktivnost, ekonomičnost i sl.) i ovisno o dobivenom rezultatu daje traženu vrijednost upravljane varijable na regulacijski uređaj, tako da ova karakteristika ima izuzetnu vrijednost uz kontinuiranu promjenu različitih ometajućih utjecaja koji utječu na uvjete rada sustava.

U sustavima sa samopodešavajućim parametrima, kada se promijene vanjski uvjeti ili karakteristike upravljanog objekta, dolazi do automatske (ne prema unaprijed zadanom programu) promjene varijabilnih parametara upravljačkog uređaja kako bi se osigurao stabilan rad sustava i održao kontroliranu vrijednost na danoj ili optimalnoj razini.

U sustavima sa samopodešavajućom strukturom, kada se vanjski uvjeti i karakteristike upravljačkog objekta mijenjaju, elementi u shemi povezivanja se prebacuju ili se u nju uvode novi elementi. Svrha ovih promjena (izbora) strukture je postizanje boljeg rješenja problema upravljanja.

Odabir strukture vrši se automatskim pretraživanjem pomoću računalnih i logičkih operacija. Takvi sustavi ne samo da se moraju prilagoditi svim promjenama vanjskih uvjeta i karakteristika objekta, već i normalno funkcionirati čak iu slučaju kvarova ili oštećenja pojedinih elemenata, stvarajući nove strujne krugove koji zamjenjuju pokvarene. Samoregulirajući sustavi se mogu poboljšati, "stjecati iskustvo" brzim isprobavanjem nekoliko opcija, odabirom i "sjećanjem" najbolje.

Funkcionalna klasifikacija svi sustavi automatskog upravljanja podijeljeni su u četiri klase:

• sustavi za koordinaciju rada mehanizama,

• sustavi za regulaciju parametara tehnoloških procesa,

• sustavi automatske kontrole,

• automatski sustavi zaštite i blokade.

Sustavi dizajnirani za koordinaciju rada pojedinih mehanizama postrojenja ili postrojenja kao cjeline automatskih krutih upravljačkih sustava (SZHU).

Tehnološki procesi sustava automatskog upravljanja (ACS) osiguravaju održavanje kontrolirane vrijednosti na zadanoj razini ili njezinu promjenu prema zadanom programu.

Sustavi automatskog upravljanja (ACS) sadrže sredstva i metode za dobivanje informacija o trenutnim vrijednostima parametara tehnološkog procesa (temperatura, tlak, prašina ili sadržaj plina u zraku, itd.) Bez izravnog ljudskog angažmana.

Sustavi automatske zaštite (SAZ) i sustavi blokiranja (SAB) sprječavaju pojavu izvanrednih situacija kada oprema radi u stabilnom stanju.