Класификација система аутоматског управљања

Скуп уређаја за аутоматско управљање и управљачког објекта који су повезани и међусобно делују у складу са алгоритмом управљања назива се аутоматски управљачки систем (АЦС).

Системи аутоматског управљања се могу класификовати према начину управљања и функционалним карактеристикама. Према методу управљања, сви системи се деле у две велике класе: обичне (несаморегулишуће) и саморегулишуће (прилагодљиве).

Обични системи који припадају једноставној категорији не мењају своју структуру у току управљања. Они су најразвијенији и најшире коришћени у ливницама и термичким радионицама. Уобичајени системи аутоматског управљања подељени су у три подкласе: отворени, затворени и комбиновани системи управљања.

Отворени системи аутоматског управљања, заузврат, подељени су на аутоматске круте системе управљања (СЗХУ) и системе за контролу поремећаја.

У првим системима регулатор делује на објекат управљања без обзира на добијени резултат, односно вредност контролисане променљиве и спољашње сметње. Системи за контролу поремећаја раде на принципу да се контролно дејство генерише у зависности од спољашњих сметњи које утичу на објекат управљања.

Као пример, размотрите систем грејања ливнице или термалне радионице. У овом случају, потрошња топле воде у цеви за грејање продавнице зависи од спољашњих временских услова. Што је напољу хладније, то се више топле воде доводи до радијатора и обрнуто.

Затворени системи аутоматског управљања који раде на принципу отклона називају се и аутоматски управљачки системи (АЦС). Њихова карактеристична карактеристика је присуство затвореног циклуса проласка сигнала, односно присуство повратног канала кроз који се информација о стању контролисане променљиве преноси на улаз упоредног елемента.

Системи аутоматског управљања су пројектовани за решавање три проблема: стабилизација контролисане вредности (стабилизујући АТС), промена контролисане вредности према познатим (програмирани АТС) или непознатим (праћење АТС) програмима.

У АТС стабилизацији, задата вредност контролисане варијабле је константна. Пример таквог система је систем за контролу температуре у радном простору термичке пећи. У софтверском АТС-у вредност контролисане променљиве се мења током времена према унапред дизајнираном (познатом) програму.

У серво системима, подешена вредност контролисане променљиве се мења током времена према раније непознатом програму.АТС за праћење и софтвер се разликују од стабилизатора по принципу обраде референтног сигнала.

Најтипичнији пример серво управљања је аутоматско одржавање датог односа између потрошње горива и ваздуха при регулисању процеса сагоревања у пећима за топљење и загревање горива.

Системи аутоматског управљања: а — отворени, б — отворени, в — затворени, д — комбиновани, д — саморегулишући, П — контролер, ОУ — контролни објекат, ЕС — упоредни елемент, УАВ — уређај за анализу контролног дејства : ВУ — рачунарски уређај, ИУ је извршни уређај, АУУ је уређај за аутоматско управљање, АУО је уређај за анализу контролних објеката.

Комбиновани системи комбинују предности система контроле одступања и поремећаја, што повећава тачност управљања. Ефекат неурачунатих поремећаја у комбинованим системима се компензује или умањује контролом пристрасности.

Саморегулишући (адаптивни) системи се могу поделити у три подкласе: екстремни системи, системи за самоподешавање и системи за самоподешавање.

Системи екстремне регулације називају се стабилизацијски, пратећи или програмирани контролни системи у којима се подешавање, програм или закон репродукције аутоматски мења у зависности од промена спољашњих услова или унутрашњег стања система како би се створио најповољнији (оптимални) начин рада контролни објекат.

У таквим системима, уместо сталне поставке или програма, инсталира се аутоматски уређај за претрагу, који анализира сваку карактеристику објекта (ефикасност, продуктивност, економичност итд.) и, у зависности од добијеног резултата, даје потребну вредност контролисане променљиве на управљачки уређај, тако да ова карактеристика има изузетну вредност са континуираном променом разних реметљивих утицаја који утичу на услове рада система.

У системима са самоподешавајућим параметрима, када се мењају спољашњи услови или карактеристике контролисаног објекта, долази до аутоматске (не према унапред одређеном програму) промене променљивих параметара контролног уређаја како би се обезбедио стабилан рад система и одржао контролисану вредност на датом или оптималном нивоу.

У системима са самоподешавајућом структуром, када се мењају спољашњи услови и карактеристике објекта управљања, елементи у шеми повезивања се пребацују или се у њега уносе нови елементи. Сврха ових промена (избора) структуре је постизање бољег решења проблема управљања.

Избор структуре се врши аутоматским претраживањем коришћењем рачунских и логичких операција. Такви системи морају не само да се прилагођавају свим променама спољашњих услова и карактеристика објекта, већ и нормално функционишу чак иу присуству кварова или оштећења појединих елемената, стварајући нова кола која замењују покварена. Саморегулишући системи се могу учинити да се побољшају, „стечу искуство“ брзим испробавањем неколико опција, бирањем и „памћењем“ најбоље.

Функционална класификација сви системи аутоматског управљања су подељени у четири класе:

• системи за координацију рада механизама,

• системи за регулисање параметара технолошких процеса,

• системи аутоматске контроле,

• системи аутоматске заштите и блокирања.

Системи дизајнирани да координирају рад појединачних механизама постројења или постројења као целине аутоматских крутих управљачких система (СЗХУ).

Технолошки процеси система аутоматског управљања (АЦС) обезбеђују одржавање контролисане вредности на датом нивоу или њену промену према датом програму.

Системи аутоматског управљања (АЦС) садрже средства и методе за добијање информација о тренутним вредностима параметара технолошког процеса (температура, притисак, садржај прашине или гасова у ваздуху, итд.) без директног учешћа људи.

Системи аутоматске заштите (САЗ) и системи за блокирање (САБ) спречавају појаву ванредних ситуација при раду опреме у стабилном стању.