Введение. История развития автоматики. Лекция 1

управляющих устройств, заключается в замене умственной деятельности человека работой автоматических технических средств в отличии от механизации.
Механизация – замена мускульной физической силы человека работой технических устройств.

1.1 Введение в предмет «АСУ ТП».

хранением и переработкой информации, а также передачи ее по каналам связи.
2) Теория автоматического управления. Для осуществления автоматического управления техническим объектом создается система, состоящая из управляемого объекта и связанного с ним управляющего устройства. Теория автоматического управления (ТАУ) занимается вопросами описания и расчета систем управления техническими объектами на основе алгебраических, дифференциальных, интегральных уравнений и методов высшей математики.
3) Инженерная психология и эргономика, связанная с функционированием человека в системе управления.

объект переходит в требуемое состояние или положение.
Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая совокупность методов и технических средств, освобождающих человека от непосредственного выполнения операций по контролю и управлению производственными процессами и техническими устройствами.
Автоматика – это древнегреческое слово, обозначающее «самоусилие», «самодействие» (от слов “ауто” – сам и ”матос” – усилие).

взаимодействия с другими объектами или внешней средой в специально организованном управляющем воздействии, называется объектом управления (ОУ).
Целенаправленное воздействие на объект управления возможно, если выполняются два условия:
1) Существует совокупность правил, позволяющих добиваться поставленной цели управления в различных ситуациях, т.е. алгоритм управления;
2) Существует автоматическое управляющее устройство (АУУ), способное создавать в соответствии с алгоритмом управления целенаправленное воздействие на объект.
Совокупность объекта управления (ОУ) и автоматического управляющего устройства (АУУ), взаимодействие которых приводит к поставленной цели управления, называется системой автоматического управления (САУ).

машин двигателей (водяные, ветряные, паровые, дизельные и электрические), которые освободили человека от тяжелого физического труда;
2) Создание машин-орудий, т.е. станков и технологического оборудования различного назначения.
3) Создание машин для контроля и управления производственными процессами. Развитие этого направления было вызвано необходимостью надежно, точно и быстро управлять машинами-двигателями, машинами-орудиями и сложными технологическими процессами.

предназначеные для изве­щения обслуживающего персонала о состоянии технологической установки или протекающего в ней технологического процесса.
Системы автоматического контроля (САК) – системы, которые осуществляют без участия человека контроль (т.е. измерение и сравнение с нормативными показателями) различных величин, характеризующих работу техноло­гического агрегата или протекающий в нем технологический процесс.
Системы автоматической блокировки и защиты – системы, которые служат для предотвра­щения возникновения аварийных ситуаций в агрегатах и устройствах.

и отключение различных приводов и механизмов агрегата или технологической установки по заранее заданной программе.
Системы автоматического управления (САУ) – системы, которые предназначены для управ­ления работой тех или иных технических устройств и агрегатов или про­текающими в них технологическими процессами.
Управление – организа­ция какого-либо процесса, обеспечивающего достижение поставленной це­ли.

физической величины с заданной точностью;
изменение величины по определенной, заранее за­данной программе;
получение оптимального значения величины или неко­торого обобщающего комплекса величин (максимальная производительность агрегата, минимальная стоимость продукта, минимальное время перехода объекта из одного состояния в другое) и т.д.

- объектами регулирования (ОР), управляющие устройства - автоматическими регуляторам, а системы автоматического управления - системами авто­матического регулирования (САР).
Автоматическое регулирование – это одна из важнейших функций автоматического управления, без осуществления которой невозможна работа большинства систем управления.

изображать с помощью структурных схем, на которых элементы показываются простыми геометрическими фигурами, а связи между ними - соединительными линиями со стрелками, показывающими направление передачи сигнала.

Рисунок 1.4.1. Элемент системы автоматического регулирования
с одной входной и одной выходной величинами.

величинами.

В любом элементе системы можно выделить т физических величин (переменных), воздействующих на этот элемент и называемых входными величинами хвх1,хвх2,…,хвхm

На выходе элемента имеется n величин xвых1, xвых2,…, xвыхn, характеризующих результаты протекающих в нем процессов и называемых выходными величинами

воздействие на его вход. При этом говорят о наличии обратной связи, которая на структурной схеме (рис. 1.4.3) представлена элементом обратной связи (ОС).

Рисунок 1.4.3. Элементы системы автоматического регулирования с обратной связью.

Обратная связь называется положительной, если ее введение увеличивает значение выходной величины хвых (по сравнению со значением хвых без обратной связи) и отрицательной, если уменьшает значение хвых. При положительной обратной связи выходная величина элемента обратной связи хо.с. суммируется с входной величиной хвх, при отрицательной – вычитается. Таким образом, входная величина основного элемента при введении обратной связи:

значение регулируемой величины;
ε – отклонение регулируемой величины х от заданного значения х0..

Развернутая структурная схема регулятора

ЗЭ – задающий элемент;
СЭ – сравнивающий элемент;
ПЭ – преобразующий элемент;
ИМ – исполнительный механизм.

Регулятор состоит из нескольких функциональных элементов и включает в себя:
задающий элемент (задатчик), позволяющий вручную установить заданное значение регулируемой величины x0;
сравнивающий элемент, вырабатывающий величину отклонения ε = x0 –x;
преобразующий элемент, преобразующий величину отклонения ε в соответствии с законом регулирова­ния, реализуемом регулятором;
исполнительный механизм, предназна­ченный для оказания регулирующего воздействия у на объект.

принятыми обозначениями величин, то получится структурная схема системы автоматического регулирования одной величины