Κλειστά συστήματα αυτόματου ελέγχου

Τα κλειστά συστήματα αυτόματου ελέγχου (ACS) διαφέρουν από τα ανοιχτά κυκλώματα στον χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό και στην πληρότητα του αυτοματισμού. Με ανοιχτό το ACS, η κύρια μονάδα (συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού ελέγχου) δεν λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με τον πραγματικό τρόπο λειτουργίας της ηλεκτρικής εγκατάστασης (κινητήρας κίνησης, μηχανή λειτουργίας).

Σε ένα κλειστό ASUB, πληροφορίες μεταδίδονται στα στοιχεία ελέγχου, οι οποίες συνοδεύονται από την υποβολή κατάλληλων σημάτων εντολών. Το κύκλωμα που μεταδίδει τέτοιες πληροφορίες κλείνει τον βρόχο ελέγχου, σχηματίζοντας ένα κλειστό ACS ή ACS ανάδρασης.

Η διαφορά μεταξύ κλειστού και ανοιχτού ACS μπορεί να εξηγηθεί με το παράδειγμα ελέγχου της ταχύτητας ενός ηλεκτροκινητήρα σε ένα σύστημα γεννήτριας-μοτέρ (G-D). Με ανοιχτό το ACS (Εικ. 1, α), η ρυθμισμένη ταχύτητα του ηλεκτροκινητήρα ρυθμίζεται χειροκίνητα από το ποτενσιόμετρο P. Η ρύθμιση της ταχύτητας πραγματοποιείται οπτικά από ένα ταχύμετρο, το οποίο τροφοδοτείται από την ταχογεννήτρια TG. Οποιαδήποτε απόκλιση ταχύτητας από το σημείο ρύθμισης εξαλείφεται από τον χειριστή ενεργώντας στο ρυθμιστικό του ποτενσιόμετρου.

Σε ένα κλειστό ACS (Εικ.1, β) ο οπλισμός της ταχογεννήτριας TG περιλαμβάνεται στο κύκλωμα διέγερσης της γεννήτριας OVG, δημιουργώντας ένα κλειστό σύστημα ή σύστημα ανάδρασης (στην περίπτωση αυτή με ανάδραση ταχύτητας).

Ρύζι. 1. Κύκλωμα ελέγχου ηλεκτρικού κινητήρα στο σύστημα G-M: a — ανοιχτό ACS, b — κλειστό ACS

Το ρεύμα που παράγεται από την ταχογεννήτρια (Aztg) σε ένα κλειστό κύκλωμα που κατευθύνεται στο ρεύμα του ποτενσιόμετρου (Azn) και το ρεύμα που προκύπτει ενεργεί στο κύκλωμα ίσο με τη γεωμετρική διαφορά αυτών των ρευμάτων. Χρησιμοποιώντας το ρυθμιστικό του ποτενσιόμετρου, ο χειριστής ορίζει την τιμή του ρεύματος που προκύπτει στο πηνίο διέγερσης του OVG, στο οποίο παρέχεται η αντίστοιχη ταχύτητα του ηλεκτροκινητήρα. Εδώ τελειώνει ο ρόλος του χειριστή. Στο μέλλον, το σύστημα διατηρεί αυτόματα τον καθορισμένο τρόπο λειτουργίας της ηλεκτροκίνησης με συγκεκριμένη ακρίβεια.

Ας υποθέσουμε ότι ως αποτέλεσμα της ακίδας του φορτίου, η ταχύτητα του ηλεκτροκινητήρα έχει μειωθεί σε σύγκριση με την καθορισμένη. Η μείωση της ταχύτητας συνοδεύεται από αντίστοιχη μείωση της ταχύτητας της ταχογεννήτριας και της τάσης στους ακροδέκτες της. Αυτό, με τη σειρά του, θα οδηγήσει σε μείωση του ρεύματος Aztg στο κύκλωμα ανάδρασης και σε μια ορισμένη θέση του ολισθητήρα του ποτενσιόμετρου - αύξηση του προκύπτοντος ρεύματος στην περιέλιξη διέγερσης της γεννήτριας. Η τάση της γεννήτριας και η ταχύτητα του κινητήρα θα αυξηθούν ανάλογα.

Η διαδικασία αύξησης της ταχύτητας και της τάσης θα συνεχιστεί έως ότου το ρεύμα στον βρόχο ανάδρασης φτάσει την καθορισμένη τιμή και η ταχύτητα του κινητήρα φτάσει την καθορισμένη τιμή.

Στην ανάλυση των συστημάτων αυτόματου ελέγχου, γραφήματα συναρτήσεων… Στο σχ.Λειτουργικό σχήμα 2 μεταδόσεων του ACS, το οποίο περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

1 — κύρια συσκευή που ορίζει τον τρόπο λειτουργίας, δίνει εντολή, παλμό εκκίνησης ή σήμα,

2 — στοιχείο σύγκρισης. Περιλαμβάνει το σήμα X1 από τον κύριο, το σήμα X0, το οποίο καθορίζει την ταχύτητα ή το επίπεδο της ελεγχόμενης τιμής. Λαμβάνοντας υπόψη το σήμα από το ένατο κύριο στοιχείο ανάδρασης, το στοιχείο 2 συγκρίνει τα λαμβανόμενα σήματα και στέλνει το επιπλέον διορθωμένο σήμα X2,

3 — το στοιχείο μετασχηματισμού, το σήμα op το μετατρέπει σε άλλη μορφή, πιο βολική για περαιτέρω μετάδοση. Για παράδειγμα, το σήμα X2 παρέχεται με τη μορφή υδραυλικής (πνευματικής, μηχανικής) πίεσης.Το στοιχείο 3 το μετατρέπει σε ηλεκτρικό ρεύμα. Δεδομένου ότι αυτού του είδους ο μετασχηματισμός μπορεί να απαιτεί πρόσθετη ενέργεια, τότε το στοιχείο 3 συνδέεται με μια πηγή ενέργειας PE,

4 — προσθέτοντας στοιχείο, λαμβάνει δύο σήματα: X3 και X8 από το στοιχείο διόρθωσης (στοιχείο μνήμης) 8. Αυτά τα σήματα αθροίζονται από το στοιχείο 4 και αποστέλλονται στο επόμενο στοιχείο,

5 — στοιχείο ενίσχυσης, το σήμα εισόδου X1 μπορεί να είναι ασθενές και πρέπει να ενισχυθεί για μεταγενέστερη μετάδοση. Αυτό γίνεται μέσω του στοιχείου 5 που είναι συνδεδεμένο με την πηγή ισχύος PE,

6 — εκτελεστικό στοιχείο, εκτελεί το λαμβανόμενο σήμα (ηλεκτρικός κινητήρας, ηλεκτρομαγνητικό ρελέ, σερβοκινητήρας),

7 — ρυθμιζόμενο αντικείμενο ή μηχανή εργασίας.

Ρύζι. 2. Λειτουργικό διάγραμμα ACS

Κάθε στοιχείο αυτοματισμού είναι ένας μετατροπέας ενέργειας, στην είσοδο του οποίου εφαρμόζεται η τιμή X' και η τιμή X αφαιρείται από την έξοδο. «Για κάθε στοιχείο σε ακίνητη κατάσταση υπάρχει μια ορισμένη εξάρτηση Χ» (Χ'), που ονομάζεται στατικό χαρακτηριστικό.

Ένα κλειστό αυτόματο σύστημα ελέγχου χαρακτηρίζεται από την παρουσία ανατροφοδότησης. έχει τουλάχιστον έναν βρόχο ανάδρασης που συνδέει την έξοδο του συστήματος με την είσοδό του. Επιπλέον, μπορεί να υπάρχει η λεγόμενη εσωτερική ανάδραση, που συνδέει την έξοδο και την είσοδο μεμονωμένων στοιχείων ACS.

Η ανατροφοδότηση χωρίζεται σε σκληρή και ευέλικτη. Οι σκληροί περιορισμοί λειτουργούν τόσο σε μεταβατικό όσο και σε σταθερό τρόπο λειτουργίας του συστήματος, ευέλικτοι — μόνο σε παροδικούς. Διακρίνετε μεταξύ θετικής και αρνητικής ανατροφοδότησης. Καθώς η ρυθμιζόμενη τιμή αυξάνεται, η θετική σύνδεση την αυξάνει ακόμη περισσότερο και η αρνητική, αντίθετα, μειώνεται. Οι ανατροφοδοτήσεις μπορούν να μεταδώσουν σήματα ανάλογα με τη γωνία περιστροφής, την ταχύτητα, την τάση, το ρεύμα κ.λπ. και ονομάζονται ανατροφοδοτήσεις γωνίας, ταχύτητας, τάσης, ρεύματος ανάλογα. Για περισσότερες λεπτομέρειες δείτε εδώ: Στοιχεία συστημάτων αυτοματισμού

Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, το ACS μπορεί να χωριστεί σε τρεις ομάδες:

• συνεχής λειτουργία κατά την οποία η σχέση μεταξύ των ελεγχόμενων και των καθορισμένων τιμών δεν διακόπτεται,

• παλμική δράση, στην οποία η σύνδεση μεταξύ των ελεγχόμενων και των καθορισμένων τιμών λαμβάνει χώρα σε τακτά χρονικά διαστήματα,

• ενέργεια αναμετάδοσης όπου η επικοινωνία πραγματοποιείται μόνο όταν μια τιμή φτάσει σε μια ορισμένη τιμή.

Ανάλογα με το νόμο σύμφωνα με τον οποίο μια δεδομένη τιμή αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, το ACS μπορεί επίσης να χωριστεί σε τρεις ομάδες:

• συστήματα σταθερής ή χαμηλής τιμής ρύθμισης στα οποία η αυτόματα ελεγχόμενη τιμή διατηρείται σταθερή. Πρόκειται για συστήματα σταθεροποίησης, τα οποία είναι ουσιαστικά αυτόματα συστήματα ελέγχου (ACS),

• συστήματα στα οποία η τιμή στόχος αλλάζει σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο, προκαθορισμένο πρόγραμμα. Είναι ένα σύστημα διαχείρισης λογισμικού,

• συστήματα στα οποία μια δεδομένη τιμή μπορεί να ποικίλλει ευρέως και σύμφωνα με έναν αυθαίρετο νόμο, π.χ. συστήματα παρακολούθησης.