Елементи аутоматских система
Сваки аутоматски систем састоји се од засебних структурних елемената, међусобно повезаних и обављајући одређене функције, који се обично називају елементима или средствима аутоматизације... Са становишта функционалних задатака које извршавају елементи у систему, они се могу поделити на опажање. , постављање , упоређивање, трансформисање, извршно и корективно.
Сензорски елементи или примарни претварачи (сензори) мере контролисане количине технолошких процеса и претварају их из једног физичког облика у други (нпр. термоелектрични термометар претвара температурну разлику у термоЕМФ).
Елементи подешавања аутоматике (елементи подешавања) служе за подешавање потребне вредности контролисане променљиве Ксо. Његова стварна вредност мора да одговара овој вредности. Примери актуатора: механички актуатори, електрични актуатори као што су отпорници променљивог отпора, променљиви индуктори и прекидачи.
Компаратори за аутоматизацију упоређују унапред подешену вредност контролисане вредности Кс0 са стварном вредношћу Кс. Сигнал грешке примљен на излазу компаратора ΔКС = Ксо — Кс преноси се или преко појачавача или директно у погон.
Трансформациони елементи врше неопходну конверзију и појачање сигнала у магнетним, електронским, полупроводничким и другим појачивачима када је снага сигнала недовољна за даљу употребу.
Извршни елементи креирају контролне акције на контролном објекту. Они мењају количину енергије или материје која се испоручује или уклања из контролисаног објекта тако да контролисана вредност одговара датој вредности.
Корективни елементи служе за побољшање квалитета процеса управљања.
Поред главних елемената у аутоматским системима, постоје и подружнице, које укључују склопне уређаје и заштитне елементе, отпорнике, кондензаторе и сигналну опрему.
Све елементи аутоматизације без обзира на намену имају одређени скуп карактеристика и параметара који одређују њихове оперативне и технолошке карактеристике.
Главна од главних карактеристика је статичка карактеристика елемента... Представља зависност излазне вредности Хвх од улазне Хвх у стационарном режиму, тј. Ксоут = ф(Ксин). У зависности од утицаја предзнака улазне величине, иреверзибилне (када предзнак излазне величине остаје константан у читавом опсегу варијације) и реверзибилне статичке карактеристике (када промена предзнака улазне величине доводи до промене у знак излазне количине) разликују се.
Динамичка карактеристика се користи за процену перформанси елемента у динамичком режиму, тј. са брзим променама улазне вредности. Поставља се прелазним одзивом, функцијом преноса, фреквентним одзивом. Прелазни одзив је зависност излазне вредности Ксоут од времена τ: Ксвк = ф (τ) — са скоковитом променом улазног сигнала Ксвк.
Фактор трансмисије се може одредити из статичких карактеристика елемента. Постоје три врсте фактора преноса: статички, динамички (диференцијални) и релативни.
Статичко појачање Кст је однос излазне вредности Ксоут и улазне Ксин, односно Кст = Ксоут / Ксвк. Фактор трансфера се понекад назива фактор конверзије. У односу на специфичне конструктивне елементе, статички преносни однос се још назива појачањем (у појачавачима), редукционим односом (у мењачима), фактор трансформације (у трансформаторима) итд.
За елементе са нелинеарном карактеристиком користи се динамички (диференцијални) коефицијент преноса Кд, односно Кд = ΔХвх /ΔКСвк.
Релативни коефицијент преноса Цат једнак је односу релативне промене излазне вредности елемента ΔКСоут / Ксоут.н и релативне промене улазне величине ΔКСк / Кск.н,
Цат = (ΔКСоут / Ксоут.н) /ΔКСвк / Ксвк.н,
где је Ксвих.н и Ксвк.н — називне вредности излазних и улазних величина. Овај коефицијент је бездимензионална вредност и погодан је за упоређивање елемената који се разликују по дизајну и принципу рада.
Праг осетљивости — најмања вредност улазне величине при којој долази до приметне промене излазне величине.То је узроковано присуством елемената трења у структурама без мазива, празнина и зазора у зглобовима.
Карактеристична карактеристика аутоматских затворених система, где се користи принцип управљања девијацијом, јесте присуство повратне спреге. Хајде да погледамо принцип повратне информације користећи пример система за контролу температуре за електричну пећ за грејање. У циљу одржавања температуре у наведеним границама врши се контролна радња уласка у објекат, тј. напон који се доводи до грејних елемената формира се узимајући у обзир вредност температуре.
Користећи примарни температурни претварач, излаз система је повезан са његовим улазом. Таква веза, односно канал којим се информације преносе у супротном смеру у односу на контролно дејство, назива се повратна веза.
Повратне информације могу бити позитивне и негативне, круте и флексибилне, основне и додатне.
Однос позитивне повратне информације се позива када се знаци повратне информације и референтни утицај подударају. У супротном, повратна информација се назива негативном.
Флексибилна кола повратне спреге: а, б, ц — диференцијација, д и е — интеграција
Шема најједноставнијег аутоматског система управљања: 1 — контролни објекат, 2 — главна повратна веза, 3 — упоредни елемент, 4 — појачавач, 5 — актуатор, 6 — елемент повратне спреге, 7 — елемент корекције.
Ако пренесена акција зависи само од вредности контролисаног параметра, односно не зависи од времена, онда се таква веза сматра крутом. Чврста повратна информација функционише иу стабилним и у пролазним стањима.Флексибилна петља се односи на везу која ради само у пролазном режиму. Флексибилна повратна спрега се карактерише преносом дуж ње на улаз првог или другог извода промене контролисане променљиве током времена. У флексибилној повратној спрези, излазни сигнал постоји само када се контролисана променљива мења током времена.
Основна повратна спрега повезује излаз регулационог система са његовим улазом, односно повезује контролисану вредност са главном. Остатак прегледа се сматра додатним или локалним. Додатна повратна спрега преноси акциони сигнал са излаза сваке везе у систему на улаз сваке претходне везе. Користе се за побољшање својстава и карактеристика појединих елемената.