Автоматизацией называется комплекс мероприятий, конечным результатом которого является создание средств автоматики, обеспечивающих высвобождение человека от непосредственного управления технологическим процессом.
Автоматика — это отрасль науки и техники, которая занимается вопросами теоретического развития и практического использования автоматических и необходимых для них технических средств.
Устройство, выполняющее автоматическое регулирование, называют автоматическим регулятором или регулирующим автоматическим устройством.
По отношению к технологическим процессам управление — совокупность действий, которая обеспечивает поддержание или улучшение протекания процесса в соответствии с установленными заданием, планом, программой. В общем случае эта совокупность включает в себя получение данных (информации) о состоянии процесса, сравнение их с заданными и воздействие при необходимости на управляемый процесс.
Для повышения эффективности процесс приготовления бетонной смеси оснащают системами управления, которые при сравнении текущих величин с заданными вырабатывают управляющие воздействия.
Совокупность управляемого процесса и управляющих устройств, действие которых обеспечивает поддержание или улучшение протекания процесса, называется системой управления. Системы, в которых эта задача решается без участия человека, называются системами автоматического управления. Последовательность операций управления называется алгоритмом управления.
В процессе производства по различным причинам значения параметров технологического процесса могут изменяться, вызывая отклонение процесса от нормального режима. Эти внешние воздействия называют возмущениями или возмущающими воздействиями. Нарушенный режим должен быть восстановлен и поддерживаться около заданного значения путем воздействия на технологический процесс через органы управления, называемые управляющими устройствами.
Поддержание параметров (называемых регулируемыми величинами) технологического процесса на заданных значениях при различных возмущениях и изменениях рабочего режима называется регулированием и выполняет это регулирование система автоматизации (САР).
Технологический процесс, в котором происходит регулирование параметров, называют объектом регулирования (автоматизации).
Принцип регулирования по отклонению регулируемого параметра состоит в том, что регулятор в процессе регулирования оказывает воздействие на объект только в том случае, если регулируемая величина отклоняется от заданного значения при рассогласовании между заданным значением и фактическим состоянием регулируемого параметра.
Автоматизированная система управления осуществляет управляющие воздействия на ход технологического процесса, направленные на поддержание заданных режимов работы. Оперативное управление системы обеспечивает работу технологического оборудования и ее коррекцию, а также оказывает помощь оператору в принятии решений, если в ходе процесса возникнут отклонения от требуемых режимов.
В системе предусмотрен пульт оператора, который включяет в себя мнемосхему и индикаторы параметров технологического процесса.
Различают следующие системы автоматического регулирования:
— стабилизирующая — поддерживает значение управляемой величины постоянным (система автоматического управления дозированием компонентов бетонной смеси);
— логико-программная, которая изменяет состояние управляемого объекта в соответствии с требуемой последовательностью рабочих операций по заданной программе (автоматизация поточно-транспортных систем, состоящих из ряда ленточных или винтовых конвейеров);
— следящая система, у которой алгоритм функционирования содержит предписание изменять управляемую выходную величину в зависимости от изменения заранее не известной величины на выходе (автоматический учет массы падающего столба при дозировании сыпучих материалов);
— самонастраивающаяся (самоприспосабливающаяся адаптивная) система путем автоматического поиска определяет такое значение регулируемой величины, которое обеспечивает наивыгоднейший режим работы регулируемого объекта. Такая система сама автоматически приспосабливается к меняющимся условиям работы.
Рис. 1. Структурная схема системы автоматического регулирования:
ЭЗ — задающий элемент, ЭС — элемент сравнения, ЧЭ — чувствительный элемент, ПЭ — преобразующий элемент, УЭ — усилительный элемент, ИЭ — исполнительный элемент, РО — регулирующий объект, ОУ— объект управления, КЭ — местная обратная связь, ОС — главная обратная связь
Элемент сравнения ЭС в наиболее распространенном виде измеряет разность сигналов (ошибку) x(t)=gi(t)—yi(t). В сравнивающем элементе может происходить и суммирование сигналов. В качестве сравнивающих элементов могут использоваться сельсинные пары в трансформаторном режиме для сравнения угловых перемещений, устройства на резисторах для сравнения и суммирования электрических напряжений, токов и т. п.
Преобразующий элемент ПЭ (мостовая измерительная схема) служит для преобразования сигналов в удобный вид.
Усилительный элемент УЭ усиливает сигнал рассогласования x(t) до значения, достаточного для приведения в действие исполнительного элемента ИЭ. Увеличение сигнала происходит за счет получения энергии извне. В системах автоматического управления чаще всего используют электрические (электронные, релейные, электромагнитные, магнитные, полупроводниковые и др.) усилители.
Исполнительный элемент (привод подъема ковша) вырабатывает и подает на регулирующий орган РО (механизм подъема ковша) объекта управления ОУ управляющее воздействие u(t).
Объекты управления — это различные технические устройства технологического оборудования (затворы, задвижки, краны, конвейерные ленты и др.).
Корректирующий элемент КЭ (или местная обратная связь)—это специальные устройства, вводимые в систему для улучшения качества управления.
Обратная связь ОС — это связь между выходом системы и входом, образующая замкнутый контур управления.
На объект управления кроме управляющих входных воздействий влияют и различные внешние возмущающие воздействия f(t) (например, трение в рычажной системе дозаторов), вызывающие изменения выходной управляемой или регулируемой величины y(t).
Существует большое разнообразие автоматических систем управления, которые классифицируют по различным признакам.
Рис. 2. Классификация автоматических систем
При разработке автоматизированных систем управления применяют различные приборы и средства автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой. В зависимости от используемых приборов и средств, а также линий связи, входящих в состав системы автоматизации, в проектах выполняют различные схемы — структурные, функциональные, принципиальные монтажные.
Для уяснения принципа действия различных элементов, входящих в автоматизированные системы управления, пользуются способами их графического изображения с помощью структурных схем. Структурная схема отражает укрупненную структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектом.
Чтение функциональной схемы позволяет определить параметры технологического процесса, подлежащие автоматическому контролю и регулированию, наличие защиты и аварийной сигнализации, организацию пунктов контроля и управления, технические средства, с помощью которых решается тот или иной функциональный узел контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.
Рис. 3. Структурная схема системы автоматического цикличного дозирования:
1 — датчик массы, 2 — эадатчик массы, 3 — блок обработки сигнала датчика массы, 4 — блок обработки сигнала датчика контроля расхода материала, 5 — датчик контроля расхода материала, 6 — исполнительный механизм, 7 — разгрузочный механизм дозатора, 8 — электромагнитный демпфер, 9 — усилитель сигналов, 10 — элемент сравнения, 11 — циферблатный указатель массы
Автоматический контроль параметров — одна из основных функций автоматических систем в строительном производстве.
Автоматический контроль и регулирование технологических процессов в строительстве невозможны без применения датчиков (преобразователей) технологической информации, представляющих собой устройства для преобразования величин технологических параметров в электрический сигнал. Степень автоматизации технологических операций тем выше, чем выше их оснащенность контрольно-измерительными датчиками. Надежная и эффективная работа средств автоматизации технологических процессов в строительстве, в том числе на бетоносмесительных заводах и установках, в большинстве случаев зависит от эффективности их работы.
Датчики представляют собой чувствительные элементы, пред. назначенные для измерения физических неэлектрических входных величин (уровня, влажности, скорости, температуры, массы и др.) и преобразования их в электрические выходные сигналы и имеющие возможность передачи их на расстояние для воздействия на исполнительный механизм. При этом переменная выходная величина вырабатывается пропорционально отклонению измеряемой входной величины.
По назначению различают датчики перемещения, усилий, частоты вращения, температуры, угла поворота и др.; по принципу действия — электрические, механические, акустические, оптические, тепловые, радиоактивные; по способу преобразования неэлектрической величины в электрическую: активного сопротивления (потенциометрические, тензометрические, угольные, термосопротивления), индуктивные, емкостные, индукционные, термоэлектрические, фотоэлектрические, пьезоэлектрические, радиоактивные.
Датчики выполняют контактными и бесконтактными. К бесконтактным относятся радиоактивные, ультразвуковые и фотоэлектрические датчики. Чувствительный элемент в контактных датчиках непосредственно соприкасается с контролируемым веществом, в бесконтактных датчиках не соприкасается.
Датчики бывают параметрические, которым необходим электрический источник питания, и генераторные, в которых под действием измеряемой величины вырабатывается электрическая энергия.
Датчики характеризуются входными и выходными величинами, чувствительностью, погрешностью и инерционностью.
Величина, воспринимаемая и контролируемая датчиком, называется входной х, а величина, преобразованная датчиком или вырабатываемая им, — выходной у.
Изменение выходной величины в зависимости от изменения входной величины называется чувствительностью датчика.
Рис. 4. Схема преобразователя угол-код на базе сельснна:
1 — генератор синусоидальных напряжений, 2 — статор сельсина, 3 — ротор сельсина, 4 — преобразователь
Порогом чувствительности называют наименьшее (по абсолютному значению) значение выходного сигнала, которое вызывает изменение входного сигнала.
Погрешность — это изменение выходного сигнала, возникающее в результате изменения внутренних
свойств датчика или изменения внешних условий его работы (изменение температуры окружающей среды, колебание напряжения и др.).
Инерционность характеризуется отставанием по времени изменений выходной величины у от изменений входной величины х.
Разновидностью датчиков являются сельсины, которые в качестве задатчиков массы широко применяют в системах автоматизации смесеприготовительного оборудования. Сельсин — это индукционная машина малой мощности, по конструкции напоминает асинхронный электрический двигатель с обмотками на статоре (магнитопровод) и роторе, который вращается на оси вокруг статора. У сельсинов статорная обмотка однофазная, являющаяся обмоткой возбуждения, роторная трехфазная синхронизирующая. Обмотки возбуждения подключаются к питающей сети переменного тока, а обмотки синхронизации соединяются линиями связи. Сельсин применяют для дистанционной передачи угловых перемещений, не связанных между собой валов (индикаторный режим).
Строительные машины и оборудование
→ Для специальных земляных работ
→ Дорожно-строительные машины
→ Строительное оборудование
→ Асфальтоукладчики и катки
→ Большегрузные машины
→ Строительные машины, часть 2,
→ Дорожные машины, часть 2
→ Ремонтные машины
→ Ковшовые машины
→ Автогрейдеры
→ Экскаваторы
→ Бульдозеры
→ Скреперы
→ Грейдеры
Эксплуатация строительных машин
→ Эксплуатация средств механизации
→ Эксплуатация погрузочных машин
→ Эксплуатация паровых машин
→ Эксплуатация экскаваторов
→ Эксплуатация подъемников
→ Эксплуатация кранов перегружателей
→ Эксплуатация кузовов машин
→ Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины
Остались вопросы по теме:
"Общие сведения об автоматизации бетоносмесительных установок и заводов"
— воспользуйтесь поиском.
→ Машины городского хозяйства
→ Естественная история машин
→ Транспортная психология
→ Пожарные автомобили
→ Автомобили-рефрижераторы
→ Монтаж и эксплуатация лифтов
→ Тракторы