44 Основы систем автоматического проектирования
Задача автоматизации состоит в осуществлении автоматического управления различными техническими процессами.
Любой технологический процесс можно расчленить на ряд более простых неравнозначных составных, но связанных между собой процессов. В связи с этим говорят, что в технологическом процессе выделяют р а б о ч и е операции, т.е. действия, непосредственным результатом которых является требуемая обработка материала, энергии, информации, и о п е р а ц и и управления, обеспечивающие придание в нужные моменты нужных режимов, направлений и т.п.
Рабочие операции сопряжены с затратами энергии, и, если они выполняются человеком, то на их выполнение затрачивается его физическая сила. На операции управления затрачивается интеллектуальный труд человека, и эти операции требуют определенной квалификации исполнителя.
Замена труда человека в рабочих операциях работой машин и механизмов называется м е х а н и з а ц и е й.
Совокупность операций управления образует процесс управления. Таким образом, под у п р а в л е н и е м понимают такую организацию того или иного процесса, которая обеспечивает достижение определенной цели.
Замена труда человека в операциях управления действиями технических управляющих устройств называется а в т о м а т и з а ц и е й. Техническое устройство, выполняющее операции управления без непосредственного участия человека, называется а в т о м а т и ч е с к и м устройством.
Совокупность технических средств, выполняющих данный процесс, является объектом управления.
Совокупность средств управления и объекта образует с и с т е м у управления. Система, в которой все рабочие операции и операции управления выполняют автоматические устройства, называется а в т о м а т и ч е с к о й. Система, в которой автоматизирована только часть операций, другая же их часть сохраняется за людьми, называется а в т о м а т и з и р о в а н н о й (частично автоматической).
Частным случаем управления является регулирование. При регулировании координаты процесса(давление, температура, расход, положение и пр.) поддерживаются на заданном значении с помощью специальных устройств – автоматических регуляторов. Совокупность регулируемого объекта и автоматического регулятора образует с и с т е м у автоматического регулирования. Объекты регулирования и управления по своей физической природе весьма разнообразны, но принципы построения систем управления и методы их исследования одни и те же.
Для наглядного схематического изображения системы автоматического управления (регулирования) используют структурные схемы, в которых отдельные элементы системы изображаются в виде прямоугольников, а связи между элементами – линиями со стрелками, показывающими направление передачи сигнала.
Основными элементами системы автоматического регулирования являются объект и регулирующее устройство (регулятор).
Объектами управления являются в процессах химической технологии – механизмы, машины и аппараты, в которых протекают технологические процессы (измельчение, перемешивание, кристаллизация, сушка и др.); производства серной кислоты, автомобильных шин и т.п.; предприятия – заводы, фабрики и целые отрасли – химическая, нефтеперерабатывающая и т.п.