Системы автоматического управления технологическими процессами

Целью данной работы является разработка системы автоматического регулирования (САР) технологическим процессом с интегральным объектом первого порядка, обладающим транспортным запаздыванием.

Примером принципа программного управления является электронное табло на вокзале или в аэропорту. Очевидно, что принцип программного управления может быть использован достаточно редко, т.к. исключить или хотя бы предугадать внешние возмущения он не может. Поэтому необходимо способ, позволяющих измерить, и по возможности, устранить данные возмущения.
Достоинством способа управления по возмущению является принципиальная возможность полной компенсации возмущающего воздействия. Данный метод нельзя применять при следующих условия:
– если возмущение нельзя измерить;
– если объект управления является нейтральным или неустойчивым.
– нецелесообразно использовать при действии на систему большого количества возмущений, т.к. это приводит к существенному усложнению УУ.
Управлением по отклонению называется такой способ управления, при котором определяется отклонение текущего значения выходной переменной от требуемого значения и на его основе формируется управляющее воздействие.
На рисунке 1.7 представлен поплавковый регулятор уровня бензина, устанавливаемый в карбюраторе автомобильных двигателей. В нем реализован способ управления по отклонению. Поплавок, который является одновременно измерителем уровня и сравнивающим устройством, в зависимости от отклонения уровня бензина от требуемого значения с помощью иглы непосредственно регулирует приток бензина в камеру и поддерживает требуемый уровень. Таким образом, данная САР уровня бензина в камере является системой прямого регулирования.
Системы управления, основанные на способе управления по отклонению, непременно содержат обратную связь — канал связи, по которому информация об управляемой переменной поступает на управляющее устройство. Поэтому способ управления по отклонению называют также принципом обратной связи [6].
Достоинством принципа обратной связи является его универсальность, возможность его использования в условиях отсутствия информации о возмущающих воздействиях. Действительно, для его реализации не надо знать, какие возмущения действуют на систему управления и чем вызвано отклонение управляемой переменной от требуемого значения.

В настоящее время невозможно представить развитие производства без использования средств автоматизации. Замена физического труда человека позволяет существенно сэкономить на оплате труда, а также снижает вероятность остановки технологического процесса. Преимущества внедрения САР заключаются в следующем:
– повышается производительность труда;
– уменьшается использование различных ресурсов (топливо, электрическая энергия и т.д.);
– увеличение конкурентоспособности продукции;
– уменьшение рабочего персонала.
Первая глава данной курсовой работы была посвящена исследованию общих положений теории автоматического управления. Рассмотрены основные термины, описаны основные принципы управления. Представлено различие между понятиями автоматической и автоматизированной системы. Среди основных свойств выделены величины, которые характеризуют то или иное звено, выражающее главные черты технического объекта. Рассмотрены все характеристики инерционного и интегрального звена первого порядка.
Во второй главе была создана функциональная схема системы автоматического регулирования температуры и её математическая модель в программе Matlab Simulink. Проведен анализ САР влажности по переходным и частотным характеристикам. Выявлено, что с рассчитанными значениями ПИ-регулятора система считается устойчивой.
Внедрение системы автоматического регулирования температуры позволит стабилизировать качество получаемого на выходе продукта и обеспечит улучшение показателей протекания технологического процесса.