Irányítástechnika alapvetı célja •Folyamat •Tevékenység •Forgalom •Termelékenység •Biztonság, •Egyenletesség, •Változások követése, •Termék
növelése
minıségének javítása
•Az energia felhasználás csökkentése •Az emberi tényezı hatásainak kiküszöbölése •A veszélyes környezetben kezelı nélküli irányítás megvalósítása
Irányítási mőveletek
• elindítás • fenntartás • megváltoztatás • megállítás
Irányítástechnika alapvetı jellemzıi és feladata Irányítási folyamat paraméterei • irányított jellemzık (xi) • módosított jellemzık (xm) • zavarójellemzık (xz)
Az irányítás egyik feladata, hogy a zavaró jellemzıknek (xz) az irányított jellemzıkre (xi) gyakorolt nem kívánatos hatását a módosított jellemzık (xm) megfelelı változtatásával kiküszöbölje.
Az irányítástechnika magába foglalja:
• az eszközöknek, berendezéseknek és vizsgálati módszereknek, ill. törvényszerőségeknek az összességét, amellyel • az automatizálás elıfeltételei vizsgálhatók, • az irányítóberendezések megtervezhetık • és megépíthetık, • elıírt minıségben üzemeltethetık, • a karbantartás megvalósítható.
A szakasz Zavaró jellemzık xz1 xz2 xz3
xzn
xmk xm3 xm2 xm1
Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
xig xi3 xi2 xi1
Irányított jellemzık
Módosított jellemzık
Anyag1 Energia1
a (technikai) folyamat és a technológiai berendezés kölcsönös kapcsolata, irányítástechnikai absztrakció, amelyben a folyamat megadott korlátok és feltételek között zajlik, végbemegy.
Határozzuk meg a következı lepárlási folyamatban •Hol van az anyag, energia áramlás? •Melyik a módosított jellemzı, és milyen fizikai jellemzıi vannak? •Melyik az irányított jellemzı , és milyen fizikai jellemzıi vannak?
•Milyen elemekbıl áll az irányított szakasz (berendezés)? •Milyen anyagi tulajdonságok hordozzák a zavaró jellemzıket?
Lepárlási folyamat
párlat
Az irányítás csoportosítása
egyszerő irányítás (kézi irányítás)
önmőködı irányítás
számítógépes irányítás
Irányítás mőveletei cél meghatározása
cél meghatározása
Érzékelés
?
Cél
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
Irányítás mőveletei cél meghatározása Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése
Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése
Érzékelés
?
Cél
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
Irányítás mőveletei cél meghatározása Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése ítéletalkotás
ítéletalkotás
Érzékelés
?
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
Irányítás mőveletei cél meghatározása Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése ítéletalkotás jelformálás
jelformálás
Érzékelés
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
Irányítás mőveletei cél meghatározása Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése ítéletalkotás jelformálás rendelkezés
rendelkezés
Érzékelés
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
Irányítás mőveletei cél meghatározása Irányítandó folyamat jellemzıinek érzékelése ítéletalkotás jelformálás rendelkezés beavatkozás a folyamat befolyásolása
beavatkozás a folyamat befolyásolása
Érzékelés
„Emberi” érzékszervek
„Emberi” végtagok
Érzékelés Környezeti hatások Anyag2 Energia2
Irányított berendezés (szakasz)
Kimenteti jellemzık
Bementeti jellemzık
Anyag1 Energia1
A szerkezeti egységeken áthaladó hatások jelek.
Az irányítási rendszer szerkezeti egységekbıl áll. A szerkezeti egységek kötött sorrendben építik fel az irányítórendszert, amelynek révén hatásláncot alkotnak.
A jelhordozó maga fizikai mennyiség, amely a jelek továbbításának és a feldolgozásának technológiájára gyakorol hatást.
Lepárlási folyamat hatáslánca
párlat
Irányítórendszer Irányító készülék vagy berendezés
Irányítási hatás Anyag1 Energia1
Anyag2 Energia2
Irányított szakasz
Irányított rendszer Folyamat
A jelátviteli sajátosságok jellemzésére (leírására) létrehozott absztrakció a tag. Mőködés szempontjából a tag a hatáslánc önálló része, amely az egyes jelek között oksági és függvény kapcsolatot fejez ki.
Jelátvivı tag jelképi jelölése xb(t)
Jelátvivı tag xk(t) = f [xb(t)]
xk(t)
Irányítási rendszerek ábrázolása
Szerkezeti vázlat
Mőködési vázlat
Hatásvázlat
Tömbvázlat
Jelfolyamábra
Szerkezeti vázlat az irányítási rendszer vázlatos vagy jelképes szerkezeti ábrázolása.
Nyomon követhetı a hatásláncban lévı szervek, készülékek mőködése.
Mőködési vázlat a részek irányítástechnikai funkcióját ábrázolja.
A lényeges rendszertechnikai tulajdonságokat jobban kidomborító ábrázolás. A szervek, készülékek rajzjelei szabványosak.
Mőködési vázlat jelképei xa
xe
xs
Érzékelı szerv
xr
xa
Alapjelképzı szerv
Különbségképzı szerv
xv
xb
bemenıjel
kimenıjel
xb
xm
xa
xv
Végrehajtó szerv Jelátalakító szerv
Beavatkozó szerv
xe
xr
xv
Erısítı
xe
Szabályozó készülék
Hatásvázlat a hatáslánc elvi ábrázolása a tagot jelképezı alakzatba írt függvény a tag statikus, dinamikus jellemzıje. Hatásvázlat részei:
•irányított szakasz, •jelátvivı tagok, •hatásirány és •jelalakok. Hatásvázlat fajtái
Tömbvázlat egyszerő geometriai alakzatokból állnak a hatásvázlat tagjai (téglalap), jelei (folytonos egyenes vonal) és a hatásiránya nyílirányok)
Jelfolyamábra a csomópontok (jelek), az összekötı ágak (tagok), az ágakra rajzolt nyilak (hatásirány) és ágak feletti felirat (jellemzı függvény) jelképezik a hatásláncot
Jelelágazás x1 = x2 = x3
Tag, bemenı és kimenıjelek x2 = x1 Y
x2
x1
Tagok által módosított jelek összegzése x3 = Y1 x1 - Y2 x2
x3
x1
Y
x2
Tagok párhuzamos kapcsolása x2 = (Y1 + Y2) x1
x2 Jelösszegzés x4 = x1+ x2 +x3
x1
x4 x3
Y1 Y2 Y1 Y2 Y1
Visszacsatolás x2 =(Y1 / (1± Y1 Y2)) x1
Y2
Irányítási rendszerek alaptípusai
vezérlés adatgyőjtés nyitott hatáslánc nyitott hatáslánc
szabályozás zárt hatáslánc
programozott irányítás feladattól függı a hatáslánc típusa
Adatgyőjtés nyitott hatáslánc
Méréspont váltó
Digitális jelfeldolgozó
Érzékelık távadók
Szabályozott szakasz
Anyag2 Energia2
Megfigyelt folyamat
A/D, tároló, illesztı
Érzékelık távadók
zavarójellemzık ık
Adatgyőjtı berendezés
Anyag1 Energia1
Vezérlés nyitott hatáslánc
Anyag1 Energia1
Rendelkezı jel
xr
Vezérlı egység Beavatkozó jel
xb Beavatkozó szerv
xm
Módosított jel
Anyag2 Energia2
Vezérelt folyamat
Vezérlı szerv
Vezérelt szakasz
zavarójellemzık zavarójellemz
Vezérlı berendezés
Szabályozás zárt hatáslánc Anyag1 Energia1
Szabályozó berendezés
Alapjel
xr
Módosított jellemzı
Szabályozó xb Beavatkozó xm egység szerv Beavatkozási hely
Rendelkzı jel xr = ±(xa-xe) Ellenırzıjel xe
Érzékelı szerv
Érzékelési hely
Szabályozott szakasz xz
Szabályozott jellemzı xs Anyag2 Energia2
Szabályozott berendezés
Szabályozott folyamat
Alapjelképzı szerv xa
Beavatkozó jel
zavarójellemzık zavarójellemzı
Különbségképzı szerv
Szabályozás mintavételezéssel zárt hatáslánc Beavatkozó jel Módosított jellemzı
Szakaszos mőködés szervei Mintavételezı szerv
Rendelkzı jel xr = ±(xa-xe)
Tartó szerv
Anyag1 Energia1
xt Szabályozó xb Beavatkozó xm egység szerv
xr Beavatkozási hely Alapjelképzı szerv xa Alapjel
Különbségképzı szerv
Érzékelési hely
Szabályozó berendezés
xz
Szabályozott jellemzı xs
Ellenırzıjel xe
Szabályozott szakasz
Érzékelı szerv Távadó készülék
Anyag2 Energia2
Szabályozott berendezés Zavarójellemzık
Berendezés, készülék, szerv, elem Szabályozó berendezés Végrehajtó- Beavatkozó készülék Beavatkozó jel Módosított jellemzı
Szabályozókészülék
Szabályozóegység Jelformáló szerv
Rendelkzı jel xr = ±(xa-xe)
Erısítı szerv
xv Végrehajtó xb Beavatkozó xm szerv szerv
Anyag1 Energia1
xr Alapjelképzı szerv xa
Végrehajtó jel Különbségképzı szerv
Alapjel Ellenırzıjel xe
Érzékelı szerv
Szabályozott szakasz Szabályozott jellemzı xs
xz
Távadó készülék
Szabályozó berendezés
Anyag2 Energia2 Zavarójellemzık
Berendezés, készülék, szerv, elem
Berendezés - szerkezetileg önálló, egy vagy több technológiai mővelet felügyeletét, irányítását végzi.
Készülék - a maga egészében cserélhetı egység. A készülék egy vagy több szervbıl áll.
Szerv - irányítási részfeladatot önállóan ellátó szerkezeti egység.
Elem - nem bontható szerkezeti rész.
Mőködési vázlat jelképeiben ezek a fogalmak megjelentek xa
xe
xs
Érzékelı szerv
xr
xa
Alapjelképzı szerv
Különbségképzı szerv
xv
xb
bemenıjel
kimenıjel
xb
xm
xa
xv
Végrehajtó szerv Jelátalakító szerv
Beavatkozó szerv
xe
xr
xv
Erısítı
xe
Szabályozó készülék
Jelátvivı tag xb(t)
a
xk(t) = f [xb(t)]
Jelátvivı tag
xk(t)
c
b
xb(t)
Jelátvivı tag xk(t) = f [xb(t)]
xk(t)
Adatgyőjtés nyitott hatáslánc Anyag1 Energia1
AA
C
D
Anyag2 Energia2
Megfigyelt folyamat
AB
B
zavarójellemzık ık
A
C
Vezérlés nyitott hatáslánc Anyag1 Energia1
AB x
A
x
B
x
C
d a
b
c Anyag2 Energia2
Vezérelt folyamat
AA
