מערכות בקרה אוטומטיות סגורות

מערכות בקרה אוטומטיות סגורות (ACS) שונות ממעגלים פתוחים בציוד המשמש ובשלמות האוטומציה. כאשר ה-ACS פתוח, היחידה הראשית (כולל ציוד הבקרה) אינה מקבלת מידע על מצב הפעולה בפועל של המתקן החשמלי (מנוע נהיגה, מכונה פועלת).

ב-ASUB סגור, מידע מועבר לגורמי הבקרה, המלווה בהגשת אותות פקודה מתאימים. המעגל שמשדר מידע כזה סוגר את לולאת הבקרה, ויוצר ACS סגור או משוב ACS.

ניתן להסביר את ההבדל בין ACS סגור לפתוח באמצעות דוגמה של שליטה במהירות של מנוע חשמלי במערכת גנרטור-מנוע (G-D). כאשר ה-ACS פתוח (איור 1, א), המהירות המוגדרת של המנוע החשמלי נקבעת ידנית על ידי פוטנציומטר P. התאמת המהירות מתבצעת ויזואלית על ידי טכומטר, המופעל על ידי טכוגנרטור TG. כל חריגה מהמהירות מנקודת הקבע מסולקת על ידי המפעיל על ידי הפעלת מחוון הפוטנציומטר.

ב-ACS סגור (איור.1, ב) האבזור של הטכוגנרטור TG כלול במעגל העירור של מחולל OVG, יוצר מערכת סגורה או משוב (במקרה זה עם משוב מהירות).

אורז. 1. מעגל בקרת מנוע חשמלי במערכת G -M: a — ACS פתוח, ב — ACS סגור

הזרם שנוצר על ידי הטכוגנרטור (Aztg) במעגל סגור המכוון לזרם של הפוטנציומטר (Azn) והזרם המתקבל פועל במעגל שווה להפרש הגיאומטרי של זרמים אלה. באמצעות המחוון של הפוטנציומטר, המפעיל קובע את ערך הזרם המתקבל בסליל העירור של ה-OVG, שבו מסופקת המהירות המתאימה של המנוע החשמלי. כאן מסתיים תפקיד המפעיל. בעתיד, המערכת שומרת אוטומטית על מצב הפעולה המוגדר של הכונן החשמלי עם דיוק מסוים.

נניח שכתוצאה מספייק העומס, מהירות המנוע החשמלי ירדה בהשוואה לזה שצוין. הפחתת המהירות מלווה בהפחתה מקבילה במהירות הטכוגנרטור ובמתח במסופיו. זה, בתורו, יוביל לירידה בזרם Aztg במעגל המשוב, ובמיקום מסוים של המחוון של הפוטנציומטר - עלייה בזרם המתקבל בפיתול העירור של הגנרטור. מתח הגנרטור ומהירות המנוע יגדלו בהתאם.

תהליך הגברת המהירות והמתח יימשך עד שהזרם בלולאת המשוב יגיע לערך שנקבע ומהירות המנוע תגיע לערך שנקבע.

בניתוח מערכות בקרה אוטומטיות, תרשימי פונקציות… בתמונה.תכנית פונקציונלית של 2 שידורים של ACS, הכוללת את האלמנטים הבאים:

1 - מכשיר ראשי שקובע את מצב הפעולה, נותן פקודה, דופק התחל או אות,

2 - אלמנט של השוואה. הוא כולל את האות X1 מהמאסטר, האות X0, שקובע את המהירות או הרמה של הערך הנשלט. בהתחשב באות מאלמנט המשוב הראשי התשיעי, אלמנט 2 משווה את האותות שהתקבלו ושולח את האות המתוקן הנוסף X2,

3 - אלמנט ההמרה, האות אופ הופך אותו לצורה אחרת, נוחה יותר לשידור נוסף. לדוגמה, האות X2 מסופק בצורה של לחץ הידראולי (פניאומטי, מכני) אלמנט 3 ממיר אותו לזרם חשמלי. מכיוון שסוג זה של טרנספורמציה עשוי לדרוש אנרגיה נוספת, אז אלמנט 3 מחובר למקור אנרגיה PE,

4 — הוספת אלמנט, הוא מקבל שני אותות: X3 ו-X8 מאלמנט התיקון (אלמנט זיכרון) 8. אותות אלו מסוכמים על ידי אלמנט 4 ונשלחים לאלמנט הבא,

5 - אלמנט הגברה, אות הכניסה X1 עשוי להיות חלש וחייב להיות מוגבר לשידור הבא. זה נעשה דרך אלמנט 5 שמחובר למקור הכוח PE,

6 - אלמנט מנהלי, מבצע את האות שהתקבל (מנוע חשמלי, ממסר אלקטרומגנטי, מנוע סרוו),

7 - אובייקט מתכוונן או מכונה עובדת.

אורז. 2. תרשים פונקציונלי של ACS

כל אלמנט אוטומציה הוא ממיר אנרגיה, שבכניסתו מוחל הערך X', והערך X מוסר מהפלט. «עבור כל אלמנט במצב נייח יש תלות מסוימת X» (X'), המכונה מאפיין סטטי.

מערכת בקרה אוטומטית סגורה מאופיינת בנוכחות משוב; יש לו לפחות לולאת משוב אחת המחברת את הפלט של המערכת לקלט שלה. בנוסף, ייתכן שיש מה שנקרא משוב פנימי, המחבר את הפלט והקלט של רכיבי ACS בודדים.

משוב מתחלק לקשה וגמיש. אילוצים קשים פועלים הן במצבי פעולה חולפים והן במצב נייח של המערכת, גמישים - רק במצבים חולפים. להבדיל בין משוב חיובי לשלילי. ככל שהערך המוסדר עולה, הקשר החיובי מגדיל אותו עוד יותר, והשלילי, להיפך, יורד. משוב יכול לשדר אותות פרופורציונלי לזווית הסיבוב, מהירות, מתח, זרם וכו'. והם נקראים זווית, מהירות, מתח, משוב זרם בהתאם. לפרטים נוספים ראה כאן: אלמנטים של מערכות אוטומציה

על פי עקרון הפעולה, ניתן לחלק את ACS לשלוש קבוצות:

• פעולה רציפה שבה היחס בין הערכים המבוקרים לערכים המוגדרים אינו נשבר,

• פעולת דחף, שבה החיבור בין הערכים המבוקרים לערכים שנקבע מתרחש במרווחי זמן קבועים,

• פעולת ממסר שבה תקשורת מתרחשת רק כאשר ערך מגיע לערך מסוים.

בהתאם לחוק לפיו ערך נתון משתנה עם הזמן, ניתן לחלק את ACS לשלוש קבוצות:

• מערכות קבועות או נמוכות שבהן הערך הנשלט אוטומטית נשמר קבוע. אלו הן מערכות ייצוב, שהן בעצם מערכות בקרה אוטומטיות (ACS),

• מערכות שבהן ערך היעד משתנה בהתאם לתוכנית מסוימת, שנקבעה מראש. זוהי מערכת ניהול תוכנה,

• מערכות שבהן ערך נתון יכול להשתנות במידה רבה ולפי חוק שרירותי, כלומר. מערכות מעקב.