Меню

§ 4.3 Автоматическое управление устройствами и машинами

Содержание

Как вы думаете, почему двери современных крупных магазинов открываются и закрываются автоматически?

Управление технологическими машинами, установками, агрегатами значительно упрощается, если часть возложенных на них функций выполняется без вмешательства человека, автоматически.

Любое автоматическое устройство работает на одном из следующих принципов или на их сочетании:

• принцип разомкнутого управления;

• принцип управления по отклонению;

• принцип управления по возмущению (принцип компенсации возмущения);

• принцип комбинированного управления.

Принцип разомкнутого управления заключается в том, что автоматическое управление функционированием управляемого объекта не зависит от внешних воздействий. Например, автоматическое управление подачей горячей воды в батареи квартир жилого дома от центральной магистрали осуществляется автоматически по сезонному календарному плану. Если в апреле на улице будет жарко, а автоматическое устройство настроено на отключение горячей воды в мае, то в апреле в квартиры будет по-прежнему подаваться горячая вода.

Принцип управления по отклонению. Автоматические системы управления, функционирующие на этом принципе, воздействуют на управляемый объект, только если на них поступила информация об отклонении в состоянии или работе данного объекта. Автоматический регулятор замеряет параметры на выходе, сравнивает их с заданными данными на входе и компенсирует на объекте те возмущения, которые внесены в систему извне.

Например, если в паровую машину будет подаваться больше пара, чем необходимо по норме, то машина начнёт набирать обороты. Для того чтобы сохранить число оборотов, сработает регулятор Уатта и заслонкой уменьшит подачу пара в машину.

Принцип управления по возмущению (принцип компенсации возмущения). Работа устройства автоматического управления в этом случае основана на том, что оно устанавливает величину возмущения (отклонения от нормы), компенсирует в регулируемом объекте то, что в нём изменило возмущающее воздействие (рис. 4.5).

Например, в магистрали постоянно подаётся определённое количество воды. При возникновении утечки автоматическое устройство компенсирует потерю воды, подключив дополнительный насос.

Принцип комбинированного управления объединяет в себе действие принципов управления по отклонению и управления по возмущению (рис. 4.6).

Такой принцип применяют для управления сложными объектами, например электроэнергетическими установками для загородного дома. Система автоматического управления (САУ) регулирует работу ветровой электроустановки (ВЭУ) и фотоэлектрической электроустановки (ФЭУ). Если ветряная электростанция вырабатывает днём мало энергии, то САУ компенсирует недостаток энергии за счёт солнечной электростанции, и наоборот в ночное время. Если же энергии от обеих станций не хватает потребителю, то САУ подключает накопитель электроэнергии.

Проверьте себя:

1. На каких принципах работает любое автоматическое устройство?

2. В чём различия работы автоматических устройств по принципам управления по отклонению и управления по возмущению?

3*. Что означает словосочетание «возмущение системы»?

4. Могут ли в автоматической системе одновременно использоваться несколько принципов управления?

Подумайте, сколько бы понадобилось контролёров в метро для пропуска сотен тысяч пассажиров к платформам, если бы на станциях не было автоматических пропускных турникетов при входе.