Építőelemek összessége (eszköz, berendezés, módszer, művelet), mellyel az irányító berendezések megtervezhetők

2009.03.05.

Márkus Zsolt – [email protected]

2009. BMF - [email protected]

Az irányítástechnika (automatika) az önműködő irányítás törvényszerűségeivel, és a gyakorlati megvalósítás lehetőségeivel foglalkozik.

Építőelemek összessége (eszköz, berendezés, módszer, művelet), mellyel az irányító berendezések megtervezhetők.


1

2009.03.05.

Folyamat minél szélesebb körre való kiterjesztése.

Tevékenység Forgalom • Termelékenység • •

növelése

Biztonságosságnak, • Egyenletességnek, • Változások követésének, • Termék minőségének •

javítása

•

Az energia felhasználás csökkentése

•

Az emberi tényező hatásainak kiküszöbölése

•

A veszélyes környezetben kezelő nélküli irányítás megvalósítása


Az irányítás olyan művelet amely valamely folyamatot: ▪ Elindít Fenntart Megváltoztat

▪ Megállít

Egy folyamatot (rendszert) elindítani általában nem nehéz, azonban a leállítása sokszor igen nehézkes. Nagyon fontos tisztában lenni a megtervezett, beindított folyamat, működési mechanizmusával is.


2

2009.03.05.

1986 - Csernobil

egy kísérletet elindítottak, • a folyamatot nem tudták fenntartani, • a megváltoztatás sem sikerült, • csak a rendszer felrobbanása állította meg a kísérletet! •



3

2009.03.05.


az irányított folyamat valamely paraméterének (irányított jellemző xi) előírt módon való befolyásolása. Ilyen feladatok (paraméterek) lehetnek pl.: Hőmérséklet szinten tartás, változtatás Keverék előállítás Fordulatszám manipuláció Pozícionálás (faltól, sávtól való eltérés) Stb. stb. stb. …


4

2009.03.05.

Szükségünk van egy jellemzőre ami (adott műszaki feltételek mellett) alkalmas az irányított jellemző befolyásolására. (módosított jellemző xm) ▪ kemence fűtő árama ▪ szelep állása ▪ üzemanyag mennyiség ▪ kormány pozíció, ▪stb 2009. BMF - [email protected]

Az irányított jellemző, nem csak a módosított jellemzőtől függ. Léteznek olyan hatások (paraméterek) melyek nem állnak az irányító berendezés hatása alatt. Ezeket a zavaró jellemzők xz! 2009. BMF - [email protected]

5

2009.03.05.

Irányítási folyamat paraméterei ▪ irányított jellemzők (xi) ▪ módosított jellemzők (xm) ▪ zavarójellemzők (xz)

Az irányítás egyik feladata,hogy a zavaró jellemzőknek (xz) az irányított jellemzőkre (xi) gyakorolt nem kívánatos hatását a módosított jellemzők (xm) megfelelő változtatásával kiküszöbölje.


A termelési folyamatnak azt a helyét ahol az anyag-energia átalakulás – megadott korlátok között -megvalósul (amire az irányítási tevékenység irányul) szakasznak hívjuk.

Tulajdonságait analitikus, vagy grafikus függvénykapcsolattal írjuk le


6

2009.03.05.

Zavaró jellemzők xz1 xz2

xz3

xzn

xmk xm3 xm2 xm1

Anyag2 Energia2

Irányított berendezés (szakasz)

xig xi3 xi2 xi1

Irányított jellemzők

Módosított jellemzők

Anyag1 Energia1


az eszközöknek, berendezéseknek és vizsgálati módszereknek, ill. törvényszerűségeknek az összességét, amellyel az automatizálás előfeltételei vizsgálhatók, az irányítóberendezések megtervezhetők és megépíthetők, előírt minőségben üzemeltethetők, a karbantartás megvalósítható.


7

2009.03.05.

Egyszerű (kézi) Emberi tényező Irányítás egészét vagy részét ember látja el. Pl.: gépkocsi

Önműködő A teljes irányítás a kezelő személyzet beavatkozása nélkül

valósul meg

Számítógépes Önműködő irányításon túl még, algoritmusok segítségével

optimalizálást is lehetővé tesz


1.

Cél meghatározás


8

2009.03.05.

Célkitűzés Irányítandó folyamat jellemzőinek érzékelése 1.

2.


Célkitűzés Irányítandó folyamat jellemzőinek érzékelése 3. Ítélet alkotás 1.

2.


9

2009.03.05.

2.

1. Célkitűzés Irányítandó folyamat jellemzőinek érzékelése 3. Ítélet alkotás 4. Jelformálás


2.

1. Célkitűzés Irányítandó folyamat jellemzőinek érzékelése 3. Ítélet alkotás 4. Jelformálás 5. Rendelkezés


10

2009.03.05.

2.

1. Célkitűzés Irányítandó folyamat jellemzőinek érzékelése 3. Ítélet alkotás 4. Jelformálás 5. Rendelkezés 6. Beavatkozás (folyamat befolyásolása)


A szerkezeti egységeken áthaladó hatások a jelek

Az irányítási rendszer szerkezeti egységekből áll. (elem, szerv, készülék, berendezés) A szerkezeti egységek kötött sorrendben építik fel az irányítórendszert, amelynek révén az egységek hatásláncot alkotnak.

A jelhordozó maga fizikai mennyiség, amely a jelek továbbításának és a feldolgozásának technológiájára gyakorol hatást


11

2009.03.05.

A hatáslánc tehát részegységekből épül fel, melyek megvalósítják a jelátvitelt.

A jelátviteli sajátosságok jellemzésére (leírására) létrehozott absztrakció a tag.

Működés szempontjából a tag a hatáslánc önálló része, amely az egyes jelek között oksági és függvény kapcsolatot fejez ki. (differenciál egyenletek)


Irányítórendszer Irányító készülék vagy berendezés Irányítási hatás Anyag1 Energia1

Anyag2 Energia2

Irányított szakasz

Irányított rendszer

Folyamat 2009. BMF - [email protected]

12

2009.03.05.


Irányítási rendszerek ábrázolása

Szerkezeti vázlat

Működési vázlat

Hatásvázlat

Tömbvázlat

Jelfolyamábra


13

2009.03.05.

az irányítási rendszer vázlatos vagy jelképes szerkezeti ábrázolása.

nyomon követhető a hatásláncban lévő szervek, készülékek működése.


a részek irányítástechnikai funkcióját ábrázolja.

a lényeges rendszertechnikai tulajdonságokat jobban kidomborító ábrázolás.

a szervek, készülékek rajzjelei szabványosak.


14

2009.03.05.

xa

xe

xs

xr

xa

Alapjelképző szerv Érzékelő szerv Különbségképző szerv

xr

xv

Erősítő

xv

xb

Végrehajtó szerv

xb

xm

xe xa

xv

Szabályozó készülék

bemenőjel

Beavatkozó szerv

kimenőjel Jelátalakító

szerv

xe 2009. BMF - [email protected]

a hatáslánc elvi ábrázolása. a lényeges egységeket geometriai alakzatokkal jelképezzük Hatásvázlat részei:

irányított szakasz jelátvivő tagok hatásirány jelalakok


15

2009.03.05.

Jelelágazás x1=x2=x3

x2

x1

x3 Tag, bemenőés kimenőjelek x1 x2=x1Y

Y1

Tagok párhuzamos x1 kapcsolása x2=(Y1+Y2)x1 x4

x1

x2

Y2

x1

Y1

Visszacsatolás x2=(Y1/(1±Y1Y2))x1

x3

x3

Y2

x2

Y1

x2 Jelösszegzés x4=x1+x2+x3

Y1

Tagok által módosított jelek összegzése x3=Y1x1-Y2x1 x2

x2

Y2 Tagok soros kapcsolása x 1 x3=Y2x2=Y2Y1x1

x2

Y1

x3

Y2


Jelelágazás x1=x2=x3

x1

Tag, bemenőés kimenőjelek x2=x1Y

1

x2 x3

x2

Y1 x3 Y2 Y1

x2 Tagok párhuzamos kapcsolása x2=(Y1+Y2)x1

1 1

x1

Tagok által módosított jelek összegzése x3=Y1x1-Y2x1

x3

Y

x1

x1 Jelösszegzés x4=x1+x2+x3

x2

1

x2

x1 Y2

x4

Y1

1

Visszacsatolás x2=(Y1/(1±Y1Y2))x1

x2

x1 ±Y2

Tagok soros kapcsolása x3=Y2x2=Y2Y1x1

x1

Y1

x2

Y2

x3


16

2009.03.05.

Az irányítási rendszerek alaptípusai


Az irányító rendszert az irányított szakasszal való kapcsolata alapján 3(4) alaptípusba soroljuk: Adatgyűjtés Vezérlés Szabályozás


17

2009.03.05.

A folyamatról lényeges információkat szerzünk és azt a feldolgozás tárolás helyére továbbítjuk.

A rendszer működését nem befolyásoljuk

Nyitott hatáslánc: vizsgálandó folyamattól -> tárolóig


Az irányított folyamatba való beavatkozás részben magának a folyamatnak egyes jellemzőitől, részben más külső feltételektől függ. A kívánt hatás végrehajtásával a vezérlés befejeződik A szakaszra ható zavaró jellemzők a vezérléssel kiváltott hatást nem befolyásolják! Nyitott


18

2009.03.05.

A folyamatban (szakasz) létrejött változást összehasonlítjuk a célkitűzéssel. Az eltéréstől függően folyamatosan (vagy időszakosan) beavatkozunk, hogy az eltérés nulla legyen

A zavaró jellemzőket kiküszöböli

Az irányított folyamatban beállt változás visszahat önmagára, ezért a hatáslánc zárt



19

2009.03.05.

Szabályzási feladat szerint, értékkészlet szerint, időbeli lefolyás szerint, segédenergia szerint


Azt a szabályzást, amelynek feladata valamely fizikai- kémiai- technológiai jellemző (xs) állandó értéken tartása, értéktartó szabályzásnak nevezzük. Ehhez (xa) alapjel állandó értéken tartása szükséges


20

2009.03.05.

Az olyan szabályozást, melynek feladata valamely folyamatjellemző (xs) előírt módú változtatása , követő szabályozásnak nevezzük. Ebben az esetben az alapjel (xa) folyamatosan változik Két alcsoport A szabályozott jellemző egy hasonló jellemzőt követ:

értékkövető szabályozás (pl.: hajó kormány) A szabályozott jellemzőt előírt módon változtatni: menetrendi vagy programszabályozás 2009. BMF - [email protected]

A szabályozási kör értékkészletét a végrehajtó szerv jelleggörbéje szerint értelmezzük. Folytonos: tetszőleges értéket vehet fel Állásos: diszkrét értékek (pl.: két pozíció)


21

2009.03.05.

Folyamatos: szabályozási művelet folytonos lefolyású (érzékelés, ítélet alkotás, beavatkozás) Mintavételes: szabályozási műveletre csak időnként kerül sor


A legtöbb szabályzás segédenergia bevonásával működik Villamos, pneumatikus, hidraulikus, mechanikus…

Segédenergia nélküli szabályzás a szakaszból tplálkozik


22

2009.03.05.



23

2009.03.05.

2. Fejezet - kiegészítés


differenciáljának nevezzük azt a lineáris függvényt, mely a függvény növekményét legjobban közelíti. tehát közelítő értéke a függvényérték két közeli pont közti eltérésének.


24

2009.03.05.

A derivált lényegében annak a mértéke, hogy egy függvény, görbéjéhez rajzolt érintője milyen meredek, (függvény növekedésének elemzése). A deriváltból következtethetünk a függvény:

menetére szélsőértékeire grafikonjának görbületére a növekedés mértékére (gyorsan változik-e a függvény vagy lassan) ▪ a függvény közelítő értékére, lineárissal történő közelíthetőségére. ▪ ▪ ▪ ▪


az ismeretlen kifejezés egy differenciálható függvény, és az egyenlet a függvény és ennek deriváltja között teremt kapcsolatot.

▪ Pl.: Lineáris oszcillátor:

(megoldása: x(t)=sin(x))

Megoldások


25

2009.03.05.


26

Építőelemek összessége (eszköz, berendezés, módszer, művelet), mellyel az irányító berendezések megtervezhetők

Recommend Documents