Тақырып: Пәннің мазмұны мен жалпы негіздемелер

Қ арастырылатын сұ рақ тар:

1. Кіріспе.

2. Автоматты басқ ару жү йелерін қ ұ ру принциптері жә не негізгі тү сініктері. Автоматты басқ ару жү йелердің жіктеуіші.

Дә рістің қ ысқ аша жазбасы:

Республикамыздың халық шаруашылығ ын дамытудың негізгі міндеттеріне ө ндірістік процестерді кешенді автоматтандыру қ арқ ынын жан-жақ ты арттыру, ә сіресе косалқ ы жұ мыстарды механикаландыру жә не автоматтандыру, қ ол ең бегінің ү лесін барынша азайту жатады. Осы міндеттерді шешуде автоматты басқ ару жү йесін ө ндіруге, адам денсаулығ ына зиянды ә рі қ ауіпті жұ мысты механикаландыруғ а, ө нім сапасын жақ сартуғ а ә рі ө зіндік қ ұ нын кемітуге мү мкіндік беретін микропроцессорлық техника мен ө ндірістік роботтарды кең інен пайдаланудын ү лкен маң ызы бар.

" Автоматтандыру" деп, адамды тікелей технологиялық процеске қ атысудан босататын автоматтық кұ рылғ ыларды пайдалануды жә не ө ндіруді айтады. Автоматтандырудың теориялық жә не ғ ылыми негізін автоматика қ ұ райды.

Автомат (грек тілінен аударғ анда " ө здігінен ә рекет ететін") ө ндірістік процесті адамның қ атысуынсыз тек оның бақ ылауымен жү зеге асыратын қ ұ рылғ ы (машина, аппарат, аспап, тетік).

Қ азіргі реттеуіштердің негізі болып саналатын автоматтық реттеуішті 1765 жылы И. И. Ползунов ойлап тапты. И. А. Вышеградский 1877 жылы автоматты реттеу теориясының негізін қ алады. Автоматты реттеу теориясының бұ дан ары дамуы А. М. Ляпуновтың, Н. Е. Жуковскийдің ең бектерінде кө рініс тапты. Есептеу техникасының дамуы кү рделі ө ндірістік процестерді автоматты басқ ару жү йесін қ ұ руғ а мү мкіндік берді.

Кез келген ө ндірісте технологиялық процестер белгілі бір мә нде шектетілетін физикалық шамалармен сипатталады. Кез келген қ ондырғ ыда технологиялық процестің бірқ алыпты жү руі белгілі бір ереженің, қ ызмет алгоритмінің орындалуына байланысты болады. Осы қ ызмет алгоритмін орындау ү шін белгілі бір сыртқ ы команданы орындайтын қ оң дырғ ыны басқ ару объектісі дейді.

Технологиялық процесті жү ргізу ү шін басқ ару объектісіне ә сер ететін тиімді ыкпалды басқ ару дейді. Егер бұ л басқ ару адамның қ атысуынсыз жү зеге асса, оны автоматты, ал адамның катысуымен болса қ олмен басқ ару деп атайды. Жалпы технологиялық процестер орындалатын барлық ө ндіріс жабдық тары басқ ару объектілеріне жатады. Ә р объектіде физикалық шаманың берілген мә нін тұ рақ тандырып, немесе оны берілген бағ ытта ө згертіп отыратын басқ арғ ыш қ ұ рылғ ысы болады. Басқ арғ ыш органы арқ ылы объектіге белгіленген қ ызмет алгоритмін орындауғ а мү мкіндік беретін арнайы ә серлер беріліп отырады. Технологиялық процесті берілген қ ызмет алгоритмі бойынша ө ткізу мақ сатында объектіге сырттан берілетін арнайы нұ сқ аулар (ережелер) жиынтығ ын басқ ару алгоритмі дейді.

Басқ ару объектісіне басқ ару алгоритміне сә йкес ә сер ететін кез келген техникалық қ ұ рылғ ы автоматты басқ ару қ ұ рылғ ысы делінеді.

Бір-бірімен байланысты жә не басқ ару алгоритміне сә йкес ө зара ә рекеттесе жұ мыс жасайтын автоматты басқ ару қ ұ рылғ ысы мен басқ ару объектісінің жиынтығ ы автоматты басқ ару жү йесі (АБЖ) деп аталады. Жұ мыс барысында автоматты басқ ару жү йесіне ә ртү рлі ішкі жә не сыртқ ы ә серлер ық пал жасайды. Автоматты жү йенің бір бө лігінен келесі бө лігіне технологиялық процестің бірқ алыпты ө туін қ амтамасыз ететін ә рекеттің тізбекті желісін қ ұ райтын ә серді ішкі ә сер деп атайды. Оларды басқ арушы ә сер дейді. Ал сыртқ ы ә сер екіге бө лінеді. Технологиялық процестің тиянақ ты ө туіне қ ажет ә сер қ ызмет алгоритміне сә йкес жү йе кірісіне беріледі де, жоспарланғ ан ә сер деп аталады. Ал, жү йеге немесе басқ ару объектісіне сыртқ ы ортадан берілетін ә сер жү йе жұ мысында алдын ала еске алынбайды да, кездейсоқ сипатта болып, басқ ару процесін қ иындатады. Сол себепті оны қ оздырғ ыш ә сер деп атайды.

Технологиялық процестің дұ рыс ө туіне сә йкес басқ арылатын шаманың берілген уақ ыт аралығ ында ұ стап отыруғ а керекті мә нін алдын ала берілген мә н деп, ал фактілі, яғ ни процестің ө лшенген мә нін нақ ты (қ азіргі) деп атайды. Реттелетін шаманың алдын ала жоспарланғ ан жә не нақ ты мә ндерінің арасындағ ы айырмасын келісілмеген (айырымдық) шама дейді.

Технологиялық жабдық тардың қ ай-қ айсысы болмасын тұ рақ ты (тағ айындалғ ан) режимде жұ мыс істеуі керек. Бірақ нақ ты пайдалану жағ дайында ә ртү рлі сыртқ ы қ озулардың ә серінен тағ айындалғ ан режим ұ дайы бұ зылатындық тан, технологиялық процестің параметрлері ө згереді. Сол себепті ө ндірістік жабдық тарды (басқ ару объектісін) басқ арып отыру қ ажет, яғ ни басқ арылатын шама қ оздырушы ә сердің ық палына қ арамастан берілген ереже (программа) бойынша ө згеретіндей дә л есеппен басқ арушы ә серді қ алыптастыру керек.

Автоматты басқ ару жү йесін басқ ару ә дісі жә не қ ызмет белгісі бойынша жіктеуге болады. Басқ ару ә дісіне қ арай жү йелер: кә дімгі (ө здігінен бапталмайтын) жә не адаптивті (ө здігінен бапталатын) болып ү лкен екі класқ а жіктеледі. Кә дімгі жү йелер қ арапайым категориясына жатады да, басқ ару процесінде ө з қ ұ рылымын ө згертпейді. Олар — тұ йық талмағ ан, тұ йық талғ ан жә не аралас басқ ару жү йелері болып қ осалқ ы ү ш класқ а ажыратылады. Ал тұ йық талмағ ан АБЖ автоматты нық басқ ару жү йесіне (АНБЖ) жә не қ озу бойынша басқ ару жү йесіне бө лінеді.

Бірінші жү йеде Р реттеуіші (1.1, а-сурет) х(τ) шама мен z(τ) сыртқ ы қ озу мә ндерінен тә уелсіз нә тижеде БО басқ ару объектісіне ә сер етеді. Қ озу бойынша басқ ару жү йесінде (1.1, б-сурет) у(τ) басқ арушы ә сер, басқ ару объектісіне ық пал етуші z(τ) сыртқ ы қ озу ә серінің мә ніне байланысты туады.

Ауытку принципі бойынша жұ мыс істейтін автоматты басқ арудың тұ йық талғ ан жү йесін автоматты реттеу жү йесі (АРЖ) деп те атайды. Олардың ерекшелігіне сигнал ө туінің тұ йық контурының, яғ ни СЭ салыстыру элементінің кірісіне х(τ) реттелетін шама мә ні туралы мә лімет берілетін кері каналдың болуы жатады (1.1, в-сурет).

Автоматты реттеу жү йесі реттелетін шаманы тұ рақ тандыру (тұ рақ тандыратын АРЖ), реттелетін шаманы белгілі (бағ дарламалы АРЖ), не белгісіз (қ адағ алаушы АРЖ) бағ дарламалар бойынша ө згерту секілді ү ш мә селені шешуге арналғ ан. Тұ рақ тандырушы АРЖ-да реттелетін шаманың берілген мә ні де тұ рақ ты болады. Бағ дарламалы АРЖ-да реттелетін шаманың мә ні уақ ыт ө туімен алдын ала қ ұ рылғ ан (белгілі) бағ дарлама бойынша ө згереді. Қ адағ алауыш жү йеде реттелетін шаманың мә ні уақ ыт барысында алдын ала ескерілмеген (белгісіз) бағ дарлама бойынша ө згереді.

1.1-сурет

 

Аралас жү йе (1.1, г-сурет) ауытқ у жә не қ озу бойынша басқ ару жү йелерінің артық шылық тарын бірдей қ амтуы арқ асында басқ ару дә лдігін едә уір арттырады. Бұ л жү йеде есепке алынбағ ан қ озу ә сері ауытқ у бойынша басқ арумен ө теледі, не бә сең детіледі.

Ө здігінен бапталатын (адаптивті) жү йелерді мынадай ү ш қ осалкы класқ а бө луге болады (1.1, д-сурет): экстремальды жү йелер, параметрлері ө зі бапталатын жә не қ ұ рылымы ө зі бапталатын жү йелер.

Экстремальды реттеу жү йесі деп баптауы, бағ дарламасы, не жаң ғ ырту заң ы, басқ ару объектісінің жұ мыс режимін барынша ың ғ айлы жасау мақ сатында жү йенің ішкі кү йі, не сыртқ ы жағ дайдың ө згерісіне сә йкес автоматты тү рде ө згеретін тұ рақ тандырғ ыш, қ адағ алауыш, немесе бағ дарламалы басқ ару жү йелерін айтады.

Параметрлері ө здігінен бапталатын жү йелерде сыртқ ы жағ дайлар немесе реттеу объектісінің сипаттамалары ө згергенде басқ ару қ ұ рылғ ысының ө згермелі параметрлері автоматты тү рде (берілген программа бойынша емес) ө з мә ндерін ауыстырады.

Қ ұ рылымы ө здігінен бапталатын жү йелерде сыртқ ы жағ дайдар немесе реттеу объектісінің сипаттамалары ө згергенде, жү йе элементтері бір-бірімен басқ адай схема бойынша жалғ астырылады немесе жү йе схемасына жаң а элементтер енгізіледі.

Қ ызмет белгісі бойынша жіктеуге сә йкес барлық автоматты басқ ару жү йелері тө рт класқ а бө лінеді: тетіктер жұ мысын ү йлестіретін жү йе; технологиялық процестердің параметрлерін реттеу жү йесі; автоматты бақ ылау жү йесі; автоматты қ орғ ау жә не автобұ ғ аттау (блокировка) жү йесі.

Қ оң дырғ ының жеке тетіктерінің, не тұ тастай кондырғ ы жұ мысын ү йлестіруге арналғ ан жү йе автоматты қ атаң басқ ару жү йесі (АҚ БЖ) болып табылады. Автоматты реттеу жү йесі (АРЖ) технологиялық процестің реттелетін шамасын белгіленген дең гейде ұ стап отыруды немесе берілген бағ дарлама бойынша ө згертуді қ амтамасыз етеді. Автоматты бақ ылау жү йесі (АБЖ) технологиялық процестердің параметрлерінің ә р мезеттегі мә ндері туралы мә ліметті адамның қ атысуынсыз алуғ а арналғ ан қ ұ ралдар мен ә дістерді қ амтиды. Автоматты қ оргау (АҚ Ж) жә не автобұ ғ аттау жү йелері тұ рақ талғ ан режимде істеп тұ рган қ ұ ралдардың жұ мысында апаттық жағ дайдың болмауын қ амтамасыз етеді.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Автоматтандыру деген не?

2. Автомат деген не?

3. Басқ ару объектісі деген не?

4. Басқ ару деген не?

5. Автоматты басқ ару деген не?

6. Басқ арғ ыш қ ұ рылғ ысы деген не?

7. Автоматты басқ ару жү йесі деген не?

8. Автоматты басқ ару жү йесін қ алай жіктеуге болады?