Основные понятия об автоматике и автоматизации

всего 27 слайдов
План лекции:
Классификация САУ
Основные определения и общие свойства САУ
Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники
Первичные и промежуточные элементы автоматики
Автоматический контроль параметров движения
Основные понятия об автоматике и автоматизации

всего 27 слайдов
Предметом курса является изучение теоретических основ и принципиальных схем приборов, предназначенных для измерения и автоматического контроля параметров технологических процессов, автоматического управления и регулирования в конструкции автомобилей, технологического оборудования для ТО и ТР
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Основа существования материальных объектов
- движение
Взаимодействие
Преобразование
Неконтролируемое воздействие –
Возмущение
Целенаправленное воздействие –
Управление
Новое состояние
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Управление — это целенаправленное информационное воздействие одной системы (или подсистемы) на другую, стремящееся изменить поведение этой системы (подсистемы) в определенном направлении
Система
Внешняя среда
Неизолированная система
Иерархия системы –
уровни подчиненности
Кинетика системы –
граничные состояния,
движущие силы,
динамика системы
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Исторический экскурс:
Андроиды – устройства, копирующие движения человека
Механические часы - изобретение и разработка
Игрушки – как прообраз робототехники
КИП – средства контроля
Поточные линии – повышение производительности труда
Автоматизированные комплексы
Интеллектуальные автоматические устройства
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Необходимость развития автоматики:
АВТОМАТИКА — это методы и средства высвобождения физического труда человека при контроле и управлении техническими процессами
АВТОМАТИКА позволяет значительно увеличивать скорость и точность выполнения технологических операций
АВТОМАТИКА обеспечивает работу устройств, где присутствие человека исключается вследствие вредности, опасности, недоступности и других условий, затрудняющих контакт с объектом управления
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Классификация автоматических устройств
Рефлекторные
Нерефлекторные
Однократные
Многократные
Замкнутый цикл
Разомкнутый цикл
Н Д
С Д
Н Д
С Д
Стабилизирующие
Следящие
Программные
Однократные
Многократные
1. Классификация САУ

всего 27 слайдов
Структурное изображение элемента автоматики
Х
У
Х
У
Z
2. Основные определения и общие свойства САУ

всего 27 слайдов
Х2
У’
У
Х1
У’
У
Х
Х
Y
Y
Линейная
Нелинейная
Зона нечувствительности
Х1
Характеристики элементов
2. Основные определения и общие свойства САУ

всего 27 слайдов
Воздействие — величина, выражающая влияние материального объекта на другой объект в процессе их взаимодействия.
Возмущающее воздействие — неконтролируемое, случайное воздействие, которое влияет на функционирование объекта.
Управляющее воздействие — специально сформированное воздействие, приводящее к достижению заданной цели.
Задающее воздействие — величина, определяющая планируемое воздействие на входе регулятора.
Воздействующая величина — переменная физическая величина, характеризующая процесс воздействия и влияющая на поведение объекта (системы, элемента).
Входная величина — физическая величина (переменная или постоянная), характеризующая поступающий на вход объекта материальный поток.
Выходная величина — физическая величина, характеризующая поступающий на выход объекта материальный поток
2. Основные определения и общие свойства САУ

всего 27 слайдов
Система – это совокупность элементов;
Элемент – условно неделимая часть системы, обладающая свойствами;
Компоненты – составные части элементов системы;
Связи – это соединения элементов, определяющие их свойства
Моделирование - исследование какого-либо объекта путем построения и изучения моделей
Модель – это условный образ, отражающий определенные характеристики объекта, необходимые для решения задач.
2. Основные определения и общие свойства САУ

всего 27 слайдов
Структурные схемы соединений элементов
Статические структуры
2. Основные определения и общие свойства САУ

всего 27 слайдов
Специфика автоматизации транспортной техники определяется основными требованиями технологического процесса нормального функционирования транспортной техники и их отдельных узлов и агрегатов. Частным случаем систем автоматического управления являются системы автоматического регулирования, которые в большом количестве используются в транспортной техники: регуляторы давления воздуха в ресивере компрессоров, подачи топлива к двигателям внутреннего сгорания и дизелям; регуляторы электрического напряжения в зарядных генераторах постоянного тока, температуры, уровня, давления массы, длины, теплопроводности и электропроводности систем и рабочих тел транспортной техники, частоты вращения и т.д.
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов
Задачи управления на транспорте:
Управление техническими объектами;
Управление технологическими объектами;
Управление производственными системами
Термины:
Контроллер – устройство управления техническим объектом;
Диспетчер – лицо, централизованно управляющее объектом;
Менеджер - администратор
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов
Техническими объектами являются:
вещества (конструкционные, эксплуатационные и другие материалы);
способы (методы) получения и преобразования веществ (пооперационные технологические процессы);
устройства - устройства-преобразователи, транспортные устройства (средства связи), устройства-накопители (средства хранения) вещества, энергии, информации).
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов
Функция элемента системы:
Преобразование
входного
сигнала
Х
У
В поточном представлении системы выделяется движение материальных потоков в соответствии с естественными процессами
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов
При решении технических задач получения, преобразования, передачи и использования информации главной проблемой является выбор формы сигналов (модуляции), количества и качества информации.
При обработке накопленной информации создается новая информация.
Технический объект характеризуется определенными свойствами, которые могут быть выделены из общего потока информации и определены с помощью технических средств.
В системах управления различают измеряемые, контролируемые, регулируемые, регулирующие (управляющие) и промежуточные величины.
Величины, характеризующие условия протекания процесса в объекте управления, называют параметрами.
3. Специфика автоматизации транспорта и транспортной техники

всего 27 слайдов

всего 27 слайдов
Механические параметры характеризуют:
энергетические процессы: силу, момент, давление, механическое напряжение и др. (натяжение лент и ремней, крутящие моменты на валах машин и оборудования, давление в трубопроводах, механические напряжения в конструкциях);
свойства вещества: массу, плотность, твердость, прочность и т.д.
Пространственные (геометрические) параметры характеризуют:
энергетические процессы: скорость (линейную, угловую), ускорение, частоту вращения;
свойства тел: длину (размер, деформацию, положение узлов на технологических агрегатах, размер деталей, изделий и т.д.), площадь, объем (уровень).

всего 27 слайдов
Тепловые параметры характеризуют:
энергетические процессы: температуру, тепловой поток, теплотворную способность и т.д.;
свойства вещества: теплоемкость, теплопроводность
Химические параметры характеризуют:
энергетические процессы: химический потенциал, количество вещества и т.д.;
свойства вещества : состав вещества, молекулярную массу и т.д.
Электрические параметры характеризуют:
энергетические процессы : силу тока, напряжение;
свойства вещества : сопротивление, емкость.

всего 27 слайдов
Магнитные параметры характеризуют:
энергетические процессы: магнитодвижущую силу, напряженность магнитного поля и т.д.;
свойства вещества: индуктивность, магнитное сопротивление и т.д.
Оптические параметры характеризуют:
энергетические процессы: силу света, яркость, освещенность и т.д.;
свойства вещества: коэффициент отражения, коэффициент поглощения и т.д.
Ядерные (радиационные) параметры характеризуют:
энергетические процессы: интенсивность излучения;
свойства вещества: коэффициент поглощения и т.д.

всего 27 слайдов
1 непрерывные по значению и времени (аналоговые)
2 непрерывные по значению и дискретные по времени (дискретные)
3 квантованные по значению (ступенчатые) и непрерывные по времени (квантованные)
4 квантованные по значению и дискретные по времени (дискретно-квантованные)
Непрерывные и дискретные процессы.
Любая величина, характеризующая технический объект, может быть представлена некоторой зависимостью (формой процесса). Такие формы процессов в общем случае представляют собой случайные функции времени и могут подразделяться на четыре вида:

всего 27 слайдов
Модуляция
Для передачи информации необходим носитель информации, т.е. поток вещества с определенными информационными параметрами.
При отсутствии модулирующего сигнала носители информации по форме могут быть постоянного уровня и в виде периодических (гармонических) колебаний.

всего 27 слайдов

всего 27 слайдов
Помехоустойчивость системы
До 100%
До 1%
До 50%

всего 27 слайдов
Преобразователи систем управления
Прямое преобразование
Преобразование с
обратной связью
Непрямое преобразование
Уравновешивающее преобразование

всего 27 слайдов
Параметр — величина, характеризующая свойства объекта управления или процесса.
Показатель — параметр, отражающий совокупность потребительских свойств объекта управления. Различают единичный показатель, относящийся только к одному из свойств объекта, комплексный показатель, относящийся к нескольким свойствам объекта, и интегральный показатель качества продукции.
Вход и выход — места (точки) измерения входной и выходной величин.
Система управления — система, в которой осуществляется процесс управления.
Объект управления — технический объект, нуждающийся для успешного функционирования в специально сформированном воздействии.
Управляющая подсистема — часть системы управления, в которой формируется алгоритм управления.

всего 27 слайдов
Алгоритм - словесное, графическое или аналитическое описание процесса и условий его выполнения. В общем случае под алгоритмом понимают набор правил, указывающих, какие действия и в какой последовательности необходимо выполнить, чтобы решить поставленную задачу.
Алгоритм управления — совокупность предписаний (операций управления), определяющих характер и последовательность воздействия на объект управления в целях реализации им заданной функции преобразования или алгоритма функционирования.
Алгоритм функционирования — совокупность предписаний, ведущих к правильному выполнению процесса в объекте. Алгоритм функционирования определяет рабочие операции, выполняемые техническим объектом управления в соответствии с целью управления.
4 Первичные и промежуточные элементы автоматики

всего 27 слайдов
Структурная схема АСУ системы охлаждения двигателя
Тепловое реле
Промежуточные элементы
Радиатор - вода
Измеритель температуры воды
ЭММ, вентилятор
4 Первичные и промежуточные элементы автоматики

всего 27 слайдов
4 Первичные и промежуточные элементы автоматики
САУ = ОУ + УУ
Под САУ понимается совокупность объекта управления (ОУ) и управляющего устройства (УУ).