Автоматика

Автоматизируются:
- производственные процессы;
- проектирование;
- организация, планирование и управление;
- научные исследования.
- бизнес-процессы

Цель автоматизации — повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами.

- система автоматического управления (САУ);
- система автоматизации проектных работ (САПР);
- автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.
Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.
Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение потоков вещества и энергии в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

Цели автоматизации:
Повышение эффективности производственного процесса.
Повышение безопасности производственного процесса.

Задачи автоматизации и их решение
Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:
- Улучшение качества регулирования
- Повышение коэффициента готовности оборудования
- Улучшение эргономики труда операторов процесса
- Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях
- Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:
- внедрения современных методов автоматизации;
- внедрения современных средств автоматизации.
Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.
* В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:
- Автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation)
- Автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation)
- Автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation)

Система управления — систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.
Системы управления с участием людей как объектов управления зачастую называют системами менеджмента.

Техническая система управления — устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.
Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т. д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики — теории управления.

Системы управления разделяют на два больших класса:
- Автоматизированные системы управления (АСУ) — с участием человека в контуре управления;
- Системы автоматического управления (САУ) — без участия человека в контуре управления.

Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов — объекта управления и управляющего устройства.
Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

Системы автоматического регулирования
Системы автоматической стабилизации. Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение — константа). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.
Системы программного регулирования. Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора.
Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t).

Теория автоматического управления (ТАУ) — это дисциплина, изучающая процессы автоматического управления объектами разной физической природы. При этом при помощи математических средств выявляются свойства систем автоматического управления и разрабатываются рекомендации по их проектированию.

Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и практику автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств.
Управление — процесс, обеспечивающий необходимое по целевому назначению протекание процессов.
Цель — причина управления, задающая воздействие на её достижение. Воздействие на объект управления предназначено для достижения цели управления.

Устройство управления — совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление существующими технологическими параметрами.
Объект управления — агрегат, в котором происходит подлежащий управлению процесс.
Регулирование — частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одной или нескольких регулируемых величин.

Регулятор — преобразует ошибку регулирования ε(t) в управляющее воздействие, поступающее на объект управления.
Задающее воздействие g(t) — определяет требуемый закон регулирования выходной величины.
Ошибка регулирования ε(t) = g(t) - y(t), разность между требуемым значением регулируемой величины и текущим её значением. Если ε(t) отлична от нуля, то этот сигнал поступает на вход регулятора, который формирует такое регулирующее воздействие, чтобы в итоге с течением времени ε(t) = 0.
Возмущающее воздействие f(t) — нарушает требуемую функциональную связь.

Возмущения:
- внешние
- внутренние
Системы автоматического управления:
- разомкнутые
- замкнутые