Classificação de sistemas de controle automático

O conjunto de dispositivo de controle automático e objeto de controle conectados e interagindo entre si de acordo com o algoritmo de controle é chamado sistema de controle automático (ACS).

Os sistemas de controle automático podem ser classificados de acordo com o método de controle e as características funcionais. De acordo com o método de controle, todos os sistemas são divididos em duas grandes classes: ordinários (não autorregulados) e autorregulados (adaptativos).

Os sistemas comuns pertencentes à categoria simples não mudam sua estrutura no curso da administração. São os mais desenvolvidos e amplamente utilizados em fundições e oficinas térmicas. Os sistemas de controle automático comuns são divididos em três subclasses: sistemas de controle abertos, fechados e combinados.

Os sistemas de controle automático em malha aberta, por sua vez, são divididos em sistemas de controle rígido automático (SZHU) e sistemas de controle de distúrbios.

Nos primeiros sistemas, o regulador atua sobre o objeto de controle independentemente do resultado obtido, ou seja, do valor da variável controlada e da perturbação externa. Os sistemas de controle de distúrbios funcionam com base no princípio de que a ação de controle é gerada dependendo dos distúrbios externos que afetam o objeto de controle.

Como exemplo, considere o sistema de aquecimento de uma fundição ou oficina térmica. Neste caso, o consumo de água quente na conduta de aquecimento da loja depende das condições climatéricas externas. Quanto mais frio estiver lá fora, mais água quente é fornecida aos radiadores e vice-versa.

Sistemas de controle automático fechados operando no princípio de deflexão também são chamados de sistemas de controle automático (ACS). Sua característica distintiva é a presença de um ciclo fechado de passagem de sinal, ou seja, a presença de um canal de retorno através do qual as informações sobre o estado da variável controlada são transmitidas para a entrada do elemento de comparação.

Os sistemas de controle automático são projetados para resolver três problemas: estabilização do valor controlado (estabilização ATS), alteração do valor controlado de acordo com programas conhecidos (ATS programados) ou desconhecidos (rastreamento ATS).

Na estabilização ATS, o setpoint da variável controlada é constante. Um exemplo de tal sistema é o sistema de controle de temperatura no espaço de trabalho de um forno térmico. No software ATS, o valor da variável controlada muda ao longo do tempo de acordo com um programa pré-concebido (conhecido).

Em sistemas servo, o valor definido da variável controlada muda ao longo do tempo de acordo com um programa previamente desconhecido.Os ATSs de rastreamento e software diferem dos estabilizadores no princípio de processar o sinal de referência.

O exemplo mais típico de servocontrole é a manutenção automática de uma determinada relação entre o consumo de combustível e ar ao regular o processo de combustão em fornos para fusão e aquecimento de combustível.

Sistemas de controle automático: a — aberto, b — polarização aberta, c — fechado, d — combinado, d — autorregulado, P — controlador, OU — objeto de controle, ES — elemento de comparação, UAV — dispositivo para análise da ação de controle : VU — dispositivo de computação, IU é dispositivo executivo, AUU é dispositivo de controle automático, AUO é dispositivo de análise de objeto de controle.

Os sistemas combinados combinam as vantagens dos sistemas de controle de desvio e distúrbio, o que aumenta a precisão do controle. O efeito de distúrbios não contabilizados em sistemas combinados é compensado ou atenuado pelo controle de polarização.

Os sistemas autorregulados (adaptativos) podem ser divididos em três subclasses: sistemas extremos, sistemas autoajustáveis ​​e sistemas autoajustáveis.

Os sistemas de regulação extrema são chamados de sistemas de estabilização, rastreamento ou controle programado nos quais a configuração, o programa ou a lei de reprodução mudam automaticamente dependendo das mudanças nas condições externas ou no estado interno do sistema para criar o modo de operação mais favorável (ótimo) de um objeto de controle.

Nesses sistemas, ao invés de uma configuração ou programa permanente, é instalado um dispositivo de busca automática, que analisa cada característica do objeto (eficiência, produtividade, economia, etc.) e, dependendo do resultado obtido, fornece o valor necessário de um variável controlada ao dispositivo de controle, de modo que esta característica tenha um valor excepcional com uma mudança contínua em várias influências perturbadoras que afetam as condições de operação do sistema.

Em sistemas com parâmetros de autoajuste, quando as condições externas ou características do objeto controlado mudam, há uma mudança automática (não de acordo com um programa predeterminado) nos parâmetros variáveis ​​do dispositivo de controle para garantir a operação estável do sistema e manter o valor controlado em um nível dado ou ótimo.

Em sistemas com estrutura autoajustável, quando as condições externas e as características do objeto de controle mudam, os elementos do esquema de conexão são trocados ou novos elementos são introduzidos nele. O objetivo dessas mudanças (escolha) da estrutura é alcançar uma melhor solução para o problema de gerenciamento.

A seleção da estrutura é feita por busca automática usando operações computacionais e lógicas. Tais sistemas devem não apenas se adaptar a todas as mudanças nas condições e características externas do objeto, mas também funcionar normalmente mesmo na presença de mau funcionamento ou danos a elementos individuais, criando novos circuitos para substituir os quebrados. Os sistemas autorregulados podem ser feitos para melhorar, "ganhar experiência" experimentando rapidamente várias opções, escolhendo e "lembrando" a melhor.

Classificação funcional todos os sistemas de controle automático são divididos em quatro classes:

• sistemas para coordenar o trabalho de mecanismos,

• sistemas para regular os parâmetros dos processos tecnológicos,

• sistemas de controle automático,

• sistemas automáticos de proteção e bloqueio.

Sistemas projetados para coordenar a operação de mecanismos individuais da planta ou da planta como um todo sistemas de controle rígido automático (SZHU).

Os processos tecnológicos dos sistemas de controle automático (ACS) garantem a manutenção do valor controlado em um determinado nível ou sua alteração de acordo com um determinado programa.

Os sistemas de controle automático (ACS) contêm meios e métodos para obter informações sobre os valores atuais dos parâmetros tecnológicos do processo (temperatura, pressão, poeira ou teor de gás no ar, etc.) sem envolvimento humano direto.

Os sistemas de proteção automática (SAZ) e os sistemas de bloqueio (SAB) evitam a ocorrência de situações de emergência ao operar equipamentos em estado estável.