Построение принципиальной схемы

 

 

Учебно-методическое пособие

 

 

В авторской редакции

 

Компьютерная верстка:

 

Шабанова Т.И., Филимонова Т.А.

 

Формат 60*90/16.

 

Печать цифровая. Бумага офсетная. Объем 2,5 п.л. Тираж 300

 

Омский институт (филиал) РГТЭУ 644009, Омск, ул. 10 лет Октября, 195, корп. 18

ISBN 978-5-91892-012-1

 

Омский институт (филиал) РГТЭУ

 

АВТОМАТИКА

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

НОВОСИБИРСК 2005

Составители профессор, д-р техн. наук И.П. Добролюбов,

 

Автоматика: Задания и методические указания по выполнению контрольной работы / Новосиб. гос. аграр. ун-т; Сост. И.П. Добролюбов, А.К. Гладков. - Новосибирск, 2005. - 16 с.

 

 

Утверждены методическими комиссиями Института механизации сельского хозяйства и Института заочного образования и повышения квалификации.

 

Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.Г. Ермаков

 

Ответственный за выпуск: Ю.А. Меновщиков

Методические указания

Построение принципиальной схемы

 

На принципиальных схемах изображаются все элементы системы и свя­зи между ними. Каждому элементу присваивается своё буквенно-цифровое обозначение.

Построение принципиальной схемы и описание её работы производится на основании материала, имеющегося в соответствующем литературном источнике, указанном для каждого варианта.

1.2. Построение обобщённой структурной функциональной схемы

 

При проектировании САУ построение обобщённой структурной функциональной схемы предшествует проектированию и выбору элементов принци­пиальной схемы. Вначале производится анализ заданной системы, поэтому обобщенная структурная функциональная схема строится применительно к за­данной принципиальной схеме. Она помогает лучше уяснить, какие операции выполняют элементы системы, их взаимодействие и функциональное (матема­тическое) описание.

Обобщённая структурная функциональная схема состоит из функциональных блоков, которые выполняют самостоятельные функции (операции).

Функциональные блоки на схеме обозначаются прямоугольниками, внутри которых приводятся их наименования в соответствии с выполняемыми функциями (операциями). Связи между функциональными блоками обозначают­ся линиями со стрелками, показывающими направление прохождения сигнала.

Обобщённая структурная функциональная схема САУ - графическое пред­ставление взаимосвязи элементов САУ и является обобщающим описанием САУ любого класса (рис. 1).

Рис. 1. Обобщенная структурная функциональная схема САУ

 

 

Назначение элементов обобщённой структурной функциональной схемы САУ следующее.

ЗЭ - задающий элемент: формирует задающее (эталонное) воздействие f^Λ₃(t), выработанное из f з(t), которое преобразуется в однозначно соответствующее (нормированное, приведенное к одной физической величине и т.д.) f^Λ з (t), удобное для сравнения с у ^Λ(t).

СЭ - сравнивающий элемент: в общем случае определяет рассогласование сигналов - задающего f^Λ ₃(t) и управляемого y ^Λ t), т.е.ошибку управления:

х(t) = y^Λ (t) - f ^Λ₃(t).

ИПЭ - измерительно-преобразовательный элемент: измеряет фактическое (действительное) значение управляемого параметра (процесса) y(t), имеющего различную физическую природу, и преобразует его в однозначно соответствующий сигнал (параметр) y^Λ(t), удобный для сравнения с f ^Λ₃(t). В общем случае ИПЭ состоит из первичного измерительного преобразователя (чувствительного элемента) - датчика и измерительных преобразователей различного рода. Конст­руктивно операции, выполняемые ИПЭ, ЗЭ и СЭ, могут быть совмещены в од­ном устройстве.

ПЭ - преобразующий элемент: обеспечивает преобразование сигнала ошибки x(t) в удобный для дальнейшей обработки сигнал x₁t).

УЭ - усилительный элемент: осуществляет увеличение (без искажений) сиг­нала рассогласования x₁(t) до уровня х₂ (t), достаточного для надёжной работы исполнительного устройства.

ИУ - исполнительное устройство: вырабатывает и подает на регулирующий орган (РО) объекта автоматического управления (ОАУ) управляющее воздейст­вие u(t).

КЭ (МОС, ВОС) - корректирующий элемент (местная или внутренняя обрат­ная связь): улучшает (корректирует) качество процесса управления, чаще всего с помощью местной (внутренней) обратной связи (положительной или отрица­тельной).

ГОС - главная обратная связь: связывает вход и выход САУ, образуя замкну­тый контур управления. ГОС включает в общем случае ИПЭ.

f_в(t) - возмущающие воздействия на ОАУ и устройство управления, приве­денные ко входу ОАУ;

⊗-сумматор.

В реальных устройствах САУ функции отдельных элементов ИПЭ, ЗЭ, Э, ПЭ могут быть конструктивно совмещены в одном устройстве.

После определения всех функциональных элементов системы строится обобщённая структурная функциональная схема. На этой схеме нужно указать стрелками направление воздействий и обозначить их соответствующими буквами. В прямоугольниках схемы следует написать обозначения функциональных блоков - ОАУ, ЗЭ, УЭ и т.п., а над прямоугольниками соответствующие элемен­ты или устройства системы, согласно их обозначению на принципиальной схеме.

Реальные САУ могут содержать несколько однородных элементов. Так, схе­ма управления электроприводом может иметь два усилительных элемента - про­межуточное реле и магнитный пускатель; система управления микроклиматом - два исполнительных элемента для управления режимами температуры и влажности соответствующими измерительно-преобразовательными и другими эле­ментами, обеспечивающими параметры микроклимата в общем объекте автома­тического управления - производственном помещении, т.е. содержит две САУ: для температуры и для влажности. С другой стороны, в некоторых системах те или иные функциональные элементы могут отсутствовать. Например, разомкнутые САУ не содержат измерительно-преобразовательного элемента, контроли­рующего изменения управляемого (выходного) параметра.