Схемы систем автоматики

Используется три основных вида схем автоматики.

1. Структурная схема САУ (Рис. 9.2). Это изображение системы в виде взаимосвязанных элементов. В зависимости от назначения элементов структурные схемы имеют разный вид и разное название.Структурная схема отображает наиболее общие связи между УУ и ОУ.

Рис. 9.2 – Структурная схема САУ: УУ – устройства управления; ОУ – объект управления; ОС – обратная связь; g(t) – задающее воздействие; u(t) – управляющее воздействие; y(t) – управляемая величина (регулируемый параметр); f(t) – возмущающее воздействие

Обратная связь (ОС) – это связь между выходом и входом системы или отдельного элемента внутри системы.

Главная ОС – связь между выходом и входом системы.

Местная ОС (коррекция) – это связь внутри системы, охватывающая один или несколько элементов (на структурной схеме САУ не отображена).

Структурная схема САУ, как правило, используется при математическом моделировании процесса управления. Она описывает типовые составные части САУ с отображением типовых звеньев, математическими правилами связей между ними и описываемых алгоритмами преобразования информации.

2. Функциональная схема САУ (Рис 9.3) отображает устройства и элементы САУ более подробно, а также функциональные связи между ними.

Рис. 9.3 – Функциональная схема САУ: ЗУ – задающее устройство; УС – устройство сравнения; УПУ – усилительно-преобразующее устройство; УВ – устройство воздействия (может содержать свои элементы, Рис. 9.4); ОУ – объект управления; Д – датчик; ИП – информационный преобразователь; УИ – устройство измерения; КЭ – корректирующий элемент; g(t) – задающее воздействие (некоторая физическая величина); х(t) – задающее воздействие той же природы что и y1(t); ε(t)– рассогласование между х(t) и y1(t); u(t) – сигнал управления, обеспечивающий функционирование УВ; z(t) – управляющее воздействие; y(t) – контролируемый параметр; y1(t) – измеренное значение параметра y(t)   Элементы функциональной схемы отображают функции, задачи и операции, а линии связи – потоки информации. Устройство управления (УУ) - блок, выполняющий вычислительные функции, слабо связанные с физической природой ОУ. Алгоритм его работы определяется динамическими свойствами управляемого процесса (математической моделью ОУ) и задачами системы управления. Современные УУ представляют собой универсальные или специализированные средства вычислительной техники. Их программное обеспечение составляют системные средства и специальные прикладные программы, осуществляющие расчет управляющих воздействий u(t). Объект управления (ОУ) - комплекс элементов системы, включающий в свой состав собственно объект, измерительные и исполнительные устройства. Эта часть САУ обычно проектируется и комплектуется как единое целое и является ее неизменяемой частью. Динамические свойства ОУ (математическая модель) находятся с использованием известных физических законов.

Рис. 9.4 – Структурная схема устройства воздействия: ИУ – исполнительное устройство (реле МП, ЭД); РУ – регулирующее устройство (насос, электромагнитный клапан)

3. Принципиальной схемой САУ называют схему с детальным изображением электрических, электронных, электромеханических и других элементов, входящих в САУ. Принципиальная схема позволяет определить наличие, расположение, степень значимости элементов и все связи между ними. Она предназначена для разработки, изготовления и ремонта САУ.