Функции, режимы работ и характеристики элементов автоматических устройств

Каждая АС состоит из отдельных элементов, выполняющих определенную функцию. Каждый элемент воспринимает сигнал, поступающий от предыдущих элементов осуществляют количественное и качественное преобразование сигнала и передает его другому, т.е. каждый элемент является преобразователем некоторого входного сигнала У в выходной сигнал Х.

Схема данного элемента имеет следующий вид:

Осуществляется преобразование за счет Е входного сигнала. Пример: термометр сопротивления, термопара и др.

Существуют элементы, на которые подается сигнал от дополнительных источников Е. Схема элементов имеет следующий вид.

Z- сигнал от элемента или пневматического устройства;

X- управляет передачей E от Z к Y.

Пример: усилители, реле и т.д.

По назначению все элементы автоматический устройств делятся на следующие виды

- датчики - реле - усилители - исполнительные механизмы

- автоматические регуляторы - регулирующие органы ( вентили, краны)

- элементы дистанционных передач ( электрические и пневмотические преобразователи)

Основными характеристиками каждого элемента являются величины входного сигнала Х и выходного сигнала У. Y/X- статический передаточный коэффициент ( S)

- динамический передаточный коэффициент

- относительный динамический передаточный коэффициент

S и называются по- разному: для датчиков это чувствительность, а для усилителей- коэффициент усиления.

При работе каждого элемента возникает погрешность, которая заключается в отклонении фактического значения выходной величины от его расчетного значения . Эта погрешность связана с износом материала элемента, с отклонением питающей сети от номинального, а также с изменением условий окружающей среды.

В зависимости от степени участия человека в выполнении функции АСУТП различают два режима работы: автоматизированный и автоматический.

Автоматизированный режим. В этом режиме оперативный технологический персонал принимает активное участие в управлении.

При ручном управлении(РУ) - технологический персонал по информации, получаемой по различным каналам о состоянии ТОУ, принимает решения об изменении технологического режима и воздействует на процесс дистанционно из операторской с помощью ручных задатчиков или органов управления или же непосредственно, закрывая или открывая запорную арматуру.

В режиме «советчика»ЭВМ рекомендует технологическому персоналу через монитор оптимальные значения наиболее важных режимных параметров (температуры в реакторе, расхода флегмы в ректификационную колонну и т. п.), обеспечивающих достижение цели управления. Технологический персонал на основании своего опыта и знаний анализирует полученные рекомендации, а также информацию о процессе и принимает решение о целесообразности изменения режима. В случае принятия «совета» он вмешивается в работу ТОУ, либо изменяя задания регулятору, либо непосредственно — как при ручном управлении. Недостатком этого режима является то, что оператору зачастую трудно проверить правильность выработанной ЭВМ рекомендации.

При диалоговом режиметехнологический персонал имеет возможность получать по запросу через монитор дополнительную информацию о настоящем, прошлом и будущем процесса (например, о наличии сырья, о прогнозируемых показателях качества), и лишь после этого принимать решение о целесообразности изменения технологического режима.

Автоматический режим. Этот режим работы АСУТП предусматривает выработку и реализацию управляющих воздействий без участия человека. Реализуются следующие варианты данного режима: супервизорное (косвенное) управление(СУ) - когда ЭВМ автоматически изменяет задания и (или) коэффициенты настройки локальных регуляторов. При этом на программном уровне решаются вопросы защиты ТОУ от опасных и неприемлемых изменений технологических параметров; непосредственное (прямое)цифровое управление (НЦУ) - при котором ЭВМ реализует результаты расчетов по поиску оптимальных режимов путем воздействия на исполнительные механизмы. Естественно, требования к надежности управляющей подсистемы в этом режиме резко возрастают. Она должна учитывать все возможные варианты работы ТОУ и не допустить выход его в неустойчивую зону, в которой возможны аварийные ситуации.Из всех перечисленных режимов наиболее распространен режим «советчика»; при его реализации уменьшается возможность неправильных решений, основанных на неполной информации или принятых в непредвиденных алгоритмами обстоятельствах.