Все рисунки, за исключением рис.102, выполнены автором.

 

Системы автоматического регулирования (САР) применяются для регулирования отдельных параметров (температура, давление, уровень, расход и т.д.) в объекте управления. В современных системах автоматического управления (САУ) системы автоматического регулирования являются подсистемами САУ и их применяют для регулирования различных параметров при управлении объектом или процессом.

Принцип действия всякой системы автоматического регулирования (САР) заключается в том, чтобы обнаруживать отклонения регулируемых величин, характеризующих работу объекта или протекание процесса от требуемого режима и при этом воздействовать на объект или процесс так, чтобы устранять эти отклонения.

 

Для осуществления автоматического регулирования к регулируемому объекту подключается автоматический регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на регулирующий орган. Это управляющее воздействие вырабатывается регулятором в зависимости от разности между текущим значением регулируемой величины (температуры, давления, уровня жидкости и т. д.), измеряемой датчиком, и желаемым её значением, устанавливаемым задатчиком. Регулируемый объект и автоматический регулятор вместе образуют систему автоматического регулирования.

Основным признаком САР, является наличие главной обратной связи, по которой регулятор контролирует значение регулируемого параметра.

 

Пример системы регулирования температуры

На Рис. 87   показана блок схема системы регулирования температуры в объекте, а на Рис. 88  функциональная схема САР, показывающая общий принцип работы любой системы автоматического регулирования.

 

Если температура в объекте равна заданной, то сигнал с датчика X¹  равен сигналу с задатчика X₀  и сигнал ошибки на входе регулятора е = X¹ - X₀ = 0, сигнала на выходе регулятора нет, ИМ не работает и клапан открыт на заданную величину, поддерживая заданную температуру. Если, например, температура в объекте увеличиться, увеличиться сигнал с датчика X¹,  возникнет ошибка «е», заработает ИМ и, прикроет клапан РО для уменьшения  подачи тепла, температура в объекте уменьшится до заданной.

 

Рис. 88   Функциональная схема САР

 

З – задатчик, для установки заданного значения параметра X₀

Д – датчик (термопара, терморезистор, датчик уровня, скорости и др. для разных систем)

Р – регулятор

ИМ – исполнительный механизм (эл. мотор с редуктором, пневмоцилиндры и др.)

РО – регулирующий орган (кран, вентиль, заслонка и др.)

О – объект регулирования (печь, эл. мотор, резервуар и др.)

У – регулирующее (управляющее) воздействие

Z – помеха (возмущение)

Х – регулируемый параметр

X¹– сигнал на выходе датчика

е = X¹- X₀   ошибка, возникает при отклонении параметра от задания                 

X₀ – заданное значение регулируемого (управляемого) параметра может быть постоянным X₀ или изменяемым (Ut).

Сигнал с задатчика может быть:

-постоянным X₀ = const. для поддержание постоянства регулируемого параметра температуры, давления, уровня жидкости и т. д. (системы стабилизации);

-может изменяться во времени U(t) по определённой программе (программное регулирование);

-может изменяться во времени U(t) в соответствии с измеряемым внешним процессом (следящее регулирование).