Suletud automaatjuhtimissüsteemid

Suletud automaatjuhtimissüsteemid (ACS) erinevad avatud vooluringidest kasutatavate seadmete ja automatiseerimise terviklikkuse poolest. Avatud ACS-i korral ei saa põhiseade (sealhulgas juhtimisseadmed) teavet elektripaigaldise (ajammootor, töötav masin) tegeliku töörežiimi kohta.

Suletud ASUB-is edastatakse info juhtelementidele, millega kaasneb vastavate käsusignaalide esitamine. Sellist teavet edastav vooluahel sulgeb juhtimisahela, moodustades suletud ACS või tagasiside ACS.

Suletud ja avatud ACS-i erinevust saab selgitada elektrimootori kiiruse juhtimise näitega generaator-mootor (G-D) süsteemis. Kui ACS on avatud (joonis 1, a), seatakse elektrimootori seadistatud kiirus käsitsi potentsiomeetriga P. Kiiruse reguleerimine toimub visuaalselt tahhomeetriga, mille toiteallikaks on TG tahhogeneraator. Kõik kiiruse kõrvalekalded seadeväärtusest kõrvaldab operaator potentsiomeetri liuguri abil.

Suletud ACS-is (joon.1, b) TG tahhogeneraatori armatuur on kaasatud OVG generaatori ergutusahelasse, luues suletud ehk tagasisidesüsteemi (antud juhul kiiruse tagasisidega).

Riis. 1. Elektrimootori juhtimisahel G -M süsteemis: a — avatud ACS, b — suletud ACS

Tahhogeneraatori (Aztg) tekitatud vool suletud vooluringis, mis on suunatud potentsiomeetri voolule (Azn) ja sellest tulenev vool toimib ahelas võrdselt nende voolude geomeetrilise erinevusega. Potentsiomeetri liuguri abil määrab operaator OVG ergutusmähises tekkiva voolu väärtuse, mille juures antakse elektrimootori vastav kiirus. Siin operaatori roll lõpeb. Tulevikus säilitab süsteem automaatselt teatud täpsusega elektriajami seatud töörežiimi.

Oletame, et koormuse hüppe tõttu on elektrimootori pöörlemiskiirus ettenähtuga võrreldes langenud. Kiiruse vähendamisega kaasneb tahhogeneraatori kiiruse ja selle klemmide pinge vastav vähenemine. See omakorda toob kaasa voolu Aztg vähenemise tagasisideahelas ja potentsiomeetri liuguri teatud asendis - generaatori ergutusmähises tekkiva voolu suurenemise. Generaatori pinge ja mootori kiirus suurenevad vastavalt.

Pöörete ja pinge suurendamise protsess jätkub seni, kuni vool tagasisideahelas saavutab seatud väärtuse ja mootori kiirus saavutab seatud väärtuse.

Automaatjuhtimissüsteemide analüüsimisel funktsioonide diagrammid… Joonisel fig.ACS-i 2 ülekande funktsionaalne skeem, mis sisaldab järgmisi elemente:

1 — põhiseade, mis määrab töörežiimi, annab käsu, käivitusimpulsi või signaali,

2 — võrdluselement. See sisaldab ülemseadme signaali X1, signaali X0, mis määrab kontrollitava väärtuse kiiruse või taseme. Võttes arvesse üheksanda põhitagasisideelemendi signaali, võrdleb element 2 vastuvõetud signaale ja saadab täiendavalt korrigeeritud signaali X2,

3 — teisenduselement, signaal op muudab selle teiseks, edasiseks edastamiseks mugavamaks vormiks. Näiteks edastatakse signaal X2 hüdraulilise (pneumaatilise, mehaanilise) rõhu kujul.Element 3 muundab selle elektrivooluks. Kuna selline muundamine võib nõuda lisaenergiat, on element 3 ühendatud PE energiaallikaga,

4 — elemendi lisamisel saab ta kaks signaali: X3 ja X8 paranduselemendilt (mäluelement) 8. Need signaalid liidetakse elemendiga 4 ja saadetakse järgmisele elemendile,

5 — võimenduselement, sisendsignaal X1 võib olla nõrk ja seda tuleb järgnevaks edastamiseks võimendada. Seda tehakse PE toiteallikaga ühendatud elemendi 5 kaudu,

6 - täitevelement, täidab vastuvõetud signaali (elektrimootor, elektromagnetrelee, servomootor),

7 — reguleeritav objekt või töömasin.

Riis. 2. ACS-i funktsionaalne skeem

Iga automaatikaelement on energiamuundur, mille sisendis rakendatakse väärtust X' ja väärtus X eemaldatakse väljundist. "Iga paigalseisundi elemendi jaoks on teatud sõltuvus X" (X'), mida nimetatakse staatiliseks karakteristikuks.

Suletud automaatjuhtimissüsteemi iseloomustab tagasiside olemasolu; sellel on vähemalt üks tagasisideahel, mis ühendab süsteemi väljundi selle sisendiga. Lisaks võib olla nn sisemine tagasiside, mis ühendab üksikute ACS-elementide väljundi ja sisendi.

Tagasiside jaguneb kõvaks ja paindlikuks. Kõvad piirangud toimivad nii süsteemi siirde- kui ka statsionaarsetes töörežiimides, paindlikud - ainult siirderežiimides. Eristage positiivset ja negatiivset tagasisidet. Reguleeritud väärtuse suurenedes suurendab positiivne seos seda veelgi ja negatiivne, vastupidi, väheneb. Tagasiside võib edastada signaale, mis on proportsionaalsed pöördenurga, kiiruse, pinge, vooluga jne. ja neid nimetatakse vastavalt nurga, kiiruse, pinge ja voolu tagasisideks. Lisateabe saamiseks vaadake siit: Automatiseerimissüsteemide elemendid

Vastavalt tööpõhimõttele võib ACS jagada kolme rühma:

• pidev töö, mille puhul kontrollitud ja seatud väärtuste vaheline suhe ei katke,

• impulsstoiming, mille puhul ühendus kontrollitavate ja seatud väärtuste vahel toimub korrapäraste ajavahemike järel,

• releetegevus, kus side toimub ainult siis, kui väärtus jõuab teatud väärtuseni.

Sõltuvalt seadusest, mille kohaselt antud väärtus ajas muutub, võib ACS-i jagada ka kolme rühma:

• konstantse või madala sättepunkti süsteemid, milles automaatselt juhitav väärtus hoitakse konstantsena. Need on stabiliseerimissüsteemid, mis on sisuliselt automaatsed juhtimissüsteemid (ACS),

• süsteemid, milles sihtväärtust muudetakse vastavalt konkreetsele etteantud programmile. See on tarkvarahaldussüsteem,

• süsteemid, milles antud väärtus võib varieeruda suurel määral ja vastavalt suvalisele seadusele, s.t. jälgimissüsteemid.