Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bíró Attila. Tartalom Irányítástechnika (automatika) Irányítás Irányítás részműveletei Kézi irányítás Önműködő irányítás Kézi és önműködő irányítást összehasonlítása.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bíró Attila. Tartalom Irányítástechnika (automatika) Irányítás Irányítás részműveletei Kézi irányítás Önműködő irányítás Kézi és önműködő irányítást összehasonlítása."— Előadás másolata:

1 Bíró Attila

2 Tartalom Irányítástechnika (automatika) Irányítás Irányítás részműveletei Kézi irányítás Önműködő irányítás Kézi és önműködő irányítást összehasonlítása Automatizálás Az automatizálás feltételei Az irányítási rendszer szerkezeti részei

3 Tartalom Jelhordozó, jel, jellemző Jelek felosztása irányítástechnikai szempontból Az irányítási rendszer ábrázolásának módjai Irányítás hatáslánca Irányítási stratégiák Vezérlés Vezérlés hatáslánca A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Vezérlés működése a hatáslánc alapján A vezérlések fajtái (energia szerint) vissza

4 Tartalom Szabályozás Szabályozás hatáslánca A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Szabályozás működése a hatáslánc alapján Szabályzók fajtái A szabályozók kiválasztása és beállítása vissza

5 Irányítástechnika (automatika) A műszaki tudományoknak azaz ága, mely az irányítási műveletek törvényszerűségeivel és az irányítási feladatok gyakorlati megvalósításával foglalkozik. vissza a tartalomhoz

6 Irányítás Olyan művelet, mely valamely folyamatot elindít, fenntart, megváltoztat vagy megállít. Az irányítási művelet során valamilyen folyamatba beavatkozunk. Irányítás műveletére jellemző, hogy nagy energiájú folyamatokat általában kis energiájú hatásokkal befolyásol. Megkülönböztetünk kézi és önműködő irányítást. vissza a tartalomhoz

7 Irányítás részműveletei 1. Érzékelés: értesülés (információ) szerzés az irányítandó folyamatról. 2. Ítéletalkotás: az információk feldolgozása, döntés hozás a szükséges rendelkezésről valamilyen program alapján. 3. Rendelkezés: a döntés hozás eredmény, utasítás a beavatkozásra. 4. Beavatkozás: az irányított folyamat befolyásolása a rendelkezés alapján. vissza a tartalomhoz

8 Kézi irányítás Az irányítási művelet egészét vagy egy részét kezelőszemélyzet végzi, akár kézzel, akár lábbal. Ennek során az irányítást végző személy érzékszerveivel szerzett értesülések alapján ítéletet alkot, ettől függően adja ki a rendelkezést, és beavatkozik a folyamatba. vissza a tartalomhoz

9 Önműködő irányítás A teljes irányítási folyamat kezelőszemélyzet közreműködése nélkül valósul meg. Az automatáknak olyan tulajdonságokkal kell rendelkezniük, hogy képesek legyenek ugyanazokat az irányítási feladatokat ellátni, mint a kezelő személy. Alkalmasnak kell lenniük fizikai mennyiségek érzékelésére, az ember ítéletalkotó tevékenységének a lemásolására, rendelkezés kiadására és beavatkozni az adott folyamatba. vissza a tartalomhoz

10 Kézi és önműködő irányítás összehasonlítása 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás Kézi irányítás: az ember szerez értesülést az érzékszerveivel, vagy közvetlenül, vagy közvetetten egy műszer segítségével. Hibás lehet a szerzett információ (emberi tévedés, leolvasási hiba,stb.). Önműködő irányítás: mérőműszer szerez információt a döntéshozónak, pontosság a műszertől függ. vissza a tartalomhoz értesülés (információ) szerzés az irányítandó folyamatról.

11 Kézi és önműködő irányítás összehasonlítása 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás Kézi irányítás: az ember hoz döntést a szabályok, előírások, tapasztalat alapján. Bármilyen információk alapján tud döntést hozni. Önműködő irányítás: egy program hoz döntést előre meghatározott utasítások alapján. A rendszer nem tud mindig döntést hozni az adott információk alapján, mert a program túl nagy lenne és ezért lassú lenne a működése. értesülés (információ) szerzés az irányítandó folyamatról. döntés az értesülés feldolgozása alapján.

12 Kézi és önműködő irányítás összehasonlítása 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás Ez minden esetben egy jel, mely különböző átalakításokon mehet keresztül. Kézi irányítás: kezdetben az agyból kiinduló idegi impulzus. Önműködő irányítás: a döntéshozó berendezésnek a kimeneteli jele. értesülés (információ) szerzés az irányítandó folyamatról. döntés az értesülés feldolgozása alapján. utasítás a beavatkozásra.

13 Kézi és önműködő irányítás összehasonlítása 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás döntés az értesülés feldolgozása alapján. utasítás a beavatkozásra. az irányított folyamat befolyásolása a rendelkezés alapján. Ez a két fajta irányításban ugyanolyan lehet, sőt a legtöbb esetben ugyanahhoz a berendezéshez kapcsolódik egy kézi és egy önműködő irányítás. értesülés (információ) szerzés az irányítandó folyamatról.

14 Automatizálás Az automatizálás olyan műszaki-gazdasági tevékenység, melynek eredményeképpen az ember termelésirányító tevékenységét készülékek, berendezések, gépek veszik át. Az automatizálás önműködő készülékek, berendezések, gépek alkalmazásával az ember monoton irányító tevékenységét kiküszöböli a termelés folyamatából. Légyegében önműködő irányítás létrehozásáról van szó. Az automatizálás a termelés legfejlettebb formája. vissza a tartalomhoz

15 Az automatizálás feltételei 1. Műszaki feltételek Megfelelő gépesítés. Megfelelő gépesítés. Magas színvonalú technológia. Magas színvonalú technológia. Megfelelő műszerezettség. Megfelelő műszerezettség. 2. Gazdasági feltétel Az automatizálás megvalósításához beruházás szükséges, mely később megtérül. 3. Személyi feltétel Megfelelő szakember nélkül nem valósítható meg az automatizálás (mechatronikai technikus). Megfelelő szakember nélkül nem valósítható meg az automatizálás (mechatronikai technikus). vissza a tartalomhoz

16 Az irányítási rendszer szerkezeti részei  Készülék (összeépített egység): Tartalmazza valamennyi az irányítási részműveleteket végző egységet.  Szerv: Műveletet végez, egy-egy irányítási részműveletet végző szerkezeti egység neve. A szervek is több elemből állhatnak.  Elem: Tovább nem bontható. A szervet alkotó szerkezeti részek neve.  Jelvivő vezeték: Jelet továbbít. Sokszor előfordul, hogy az érzékelés és a beavatkozás egymástól távol történik, ekkor az egyes szerveket jelátvivő vezeték köti össze. Az összeköttetés az irányítási rendszer részei között lehet elektromos, hidraulikus, pneumatikus vezeték, vagy mechanikai kötés. vissza a tartalomhoz

17 Jelhordozó, jel, jellemző  Jelhordozó  Jel  Jellemző Minden mérhető fizikai (esetleg kémiai) állapothordozó. Rögzíteni kell, hogy a mennyiségek megváltozásának milyen értelmet tulajdonítunk. Az állapothordozó elengedhetetlen feltétele a mérhetőség, hiszen a mért érték alapján válik információ feldolgozásra alkalmassá. Valamely jelhordozó minden olyan értéke vagy értékváltozása, mely az egyértelműen hozzá rendelt információ mérésére, továbbítására vagy tárolására alkalmas. Ok és okozati kapcsolatot fejez ki. Segítségével az irányítástechnikai szervek befolyásolják a hatásláncban őket követő szerv működését. Azon jelhordozó, mely az irányított folyamat állapotát jellemzi vagy befolyásolja. A jellemző értéke vagy érték változása is jel. vissza a tartalomhoz

18 Jelek felosztása irányítástechnikai szempontból Felvehető érték szerint Folytonos: az értelmezési tartományban tetszőleges értéket felvehet. Folytonos: az értelmezési tartományban tetszőleges értéket felvehet. Nem folytonos: a jel csak meghatározott (diszkrét) értéket vehet fel. Nem folytonos: a jel csak meghatározott (diszkrét) értéket vehet fel. Időbeli lefolyás szerint Folyamatos: értéke az időtartomány bármely pillanatában változhat. Folyamatos: értéke az időtartomány bármely pillanatában változhat. Szaggatott (nem folyamatos): az értékkészlet csak meghatározott időpillanatokban változhat. Szaggatott (nem folyamatos): az értékkészlet csak meghatározott időpillanatokban változhat. vissza a tartalomhoz

19 Jelek felosztása irányítástechnikai szempontból Információ megjelenési formája szerint Analóg: közvetlenül képviseli a jelhordozó értékváltozását a jel. Analóg: közvetlenül képviseli a jelhordozó értékváltozását a jel. Digitális: az információt valamilyen jelképi formában (kódban) hordozza. Digitális: az információt valamilyen jelképi formában (kódban) hordozza. Az érték meghatározottsága szerint Determinisztikus: matematikai függvénnyel megadható jel. Determinisztikus: matematikai függvénnyel megadható jel. Sztochasztikus (szabálytalan): csak a statisztikai valószínűség szabályaival közelíthető. Sztochasztikus (szabálytalan): csak a statisztikai valószínűség szabályaival közelíthető.

20 Az irányítási rendszer ábrázolásának módjai  Szerkezeti vázlat: a szerkezetről a legtöbbet árulja el, az irányítás szempontjából lényeges elemeket egyszerűsítve vagy jelképesen ábrázolja. A működés megértését teszi lehetővé, mert az irányítástechnika szempontból lényeges alkatrészeket, elemeket tünteti fel, és az egyes elemek egymáshoz kapcsolódásáról is tájékoztat. Szerkezeti vázlat: Szerkezeti vázlat:  Működési vázlat: a szerkezeti vázlatnál egyszerűbb. A szerkezetek alakját már nem mutatja, csak az egymáshoz kapcsolódásukat. Működési vázlat: Működési vázlat:  Hatásvázlat: a szerkezettől teljesen elvonatkoztat, csak az irányítási részműveleteket végző tagokat és a közöttük lévő kapcsolatot jelöli tömbvázlat és hatásvonal formájában. Hatásláncnak is szokás nevezni. vissza a tartalomhoz

21 Irányítás hatáslánca Az irányítási rendszernek két fő része van. Az egyik az irányító berendezés a másik az irányított berendezés. Az irányított berendezés kimenő jelét akarjuk irányítani ez az irányított jellemző. A módosított jellemző és a zavaró jellemző az irányított berendezésre vannak hatással. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző vissza a tartalomhoz Irányított jellemző

22 Irányítás hatáslánca Irányító berendezés Mindazon szervek összessége, melyek együttműködésével az irányított berendezés irányítása megvalósul. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző

23 Irányítás hatáslánca Irányított berendezés Az irányítás tárgyát képezi. A benne zajló folyamatot irányítjuk. Olyan objektum, létesítmény, berendezés, mely akkor is létezik, ha nincs vele kapcsolatban irányítási feladat. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző

24 Irányítás hatáslánca Irányított jellemző Azon állapothatározó, amit befolyásolni, irányítani akarunk. Azon állapothatározó, amit befolyásolni, irányítani akarunk. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző

25 Irányítás hatáslánca Módosított jellemző Azon állapothatározó, ami módosítja (befolyásolja) a kiválasztott, irányított jellemző állapotát az irányításnak megfelelően. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző

26 Irányítás hatáslánca Zavaró jellemző Azon állapothatározó, mely az irányított jellemző állapotát nem kívánt módon befolyásolja. Ha zavarás nem lenne, irányításra sem lenne szükség. IRÁNYÍTÓIRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző

27 Irányítási stratégiák Az érzékelt és befolyásolt (irányított) jellemző egyezése vagy különbözősége alapján az irányítástechnika felosztható szabályozásra (megegyezik) és vezérlésre (különbözik). Egy irányításról a következőképpen döntjük el, hogy vezérlés vagy szabályozás. Meghatározzuk az irányított jellemzőt (azon állapothatározót, melyet irányítunk). Ha ezt mérjük és ezen mérési eredmény alapján hozunk döntést, akkor szabályozásról van szó. Ha nem mérjük vagy mérjük, de nem ez alapján hozunk döntést, akkor vezérlésről van szó. vissza a tartalomhoz

28 Irányítási stratégiák Vezérlés Az irányításnak az a válfaja, melyben a rendelkezés és a beavatkozás az irányítani kívánt jellemzőtől függetlenül, külső jel hatására jön létre. A vezérlés eredménye nem hat vissza a vezérlőberendezésre. A vezérlés hatáslánca nyílt.

29 Irányítási stratégiák Szabályozás Az irányításnak az a válfaja, melyben az irányítani kívánt (szabályozott) jellemző tényleges és előírt értékeinek eltérése alapján jön létre a rendelkezés és a beavatkozás. A szabályozott jellemző értéke visszahat a szabályozási műveletre. A rendelkezés és a beavatkozás hatására az eltérés csökken. A szabályozás hatáslánca zárt.

30 Irányítási stratégiák Vegyes irányítási rendszer Az irányításnak az a válfaja, melyben a vezérlés és a szabályozás tulajdonságai is fellelhetők. A rendszerben egyszerre van jelen egy zárt hatáslánc és egy nyílt hatáslánc.

31 Irányítási stratégiák Összetett irányítási rendszer Olyan irányítási eljárás, melynek a vezérlésen és a szabályozáson kívül egyéb különleges feladatai vagy tulajdonságai is vannak. Például: optimumkeresés, szélsőérték- beállítás, alkalmazkodás az előre nem látható külső változásokhoz, stb.

32 Irányítási stratégiák Döntsük el néhány szerkezeti és működési vázlatról, hogy milyen irányítás.szerkezetiműködési

33 Vezérlés Fogalma: A vezérlésnél az irányított berendezésből nem érkezik visszajelzés. A vezérlés hatáslánca nyílt. A beavatkozás után nem értesülünk a következményekről. Feladata: Az indítás után egy műveletsor végrehajtása a eredménytől függetlenül. vissza a tartalomhoz

34 Vezérlés hatáslánca Ha az irányítás vezérlés, akkor az irányító berendezésből vezérlő berendezés és az irányított berendezésből vezérelt berendezés és az irányított jellemzőből vezérelt jellemző lesz. IRÁNYÍTÓ IRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző Irányított jellemző VEZÉRLŐVEZÉRELT vissza a tartalomhoz Vezérelt jellemző

35 Vezérlés hatáslánca Vezérlő berendezés Azon irányítástechnikai szerveknek az összessége, melyek révén a vezérlés megvalósul. Irányítástechnika szempontjából azaz érdekes, hogy milyen szervekből épül fel a vezérlő berendezés. Módosított jellemző Zavaró jellemző VEZÉRLŐVEZÉRELT Vezérelt jellemző

36 Vezérlés hatáslánca A vezérlő berendezésben az irányítás részműveleteit megvalósító szerveknek és jelnek meg kell lennie. 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző V E Z É R L Ő BERENDEZÉS

37 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Vezető jel A vezérelt jellemzőtől független külső jel, mely a vezérlési folyamatot indítja el. A vezető jel közvetlenül a vezérlőbe kerülhet. Ha a vezérlő nem tudja közvetlenül értelmezni a vezető jelet, akkor átalakítva kerül a vezérlőbe. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző vissza a tartalomhoz

38 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Érzékelő A vezérelt jellemzőtől független külső vezető jelet érzékeli és átalakítja a vezérlő működéséhez szükséges jellé. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

39 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Ellenőrző jel A vezető jelből az érzékelő által előállított jel, mely a vezérlőszervet működteti. A vezető jel és az ellenőrző jel között az összefüggés kölcsönösen egyértelmű. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

40 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Vezérlő szerv A beérkező vezető jel (mely közvetlenül vagy közvetve érkezik) hatására ítéletet alkot és létrehozza a rendelkező jelet. két nagy csoportra osztható : Időterv tároló. A menetrend által előírt rendelkező jelet hozza létre. Egy előre meghatározott idő letelte után indítja a következő műveletet. Feltétel tároló. A rendelkező jelet valamilyen előírt feltételek teljesülése esetén adja ki. Egy másik meghatározott feltétel teljesülése után indítja a következő műveletet. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

41 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Rendelkező jel A vezérlő kimenő jele, mely az ítéletalkotás eredményeként jön létre és a beavatkozó szervet működteti, az esetleg közben lévő szerveken keresztül. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

42 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Jelformáló A rajta áthaladó jel időbeli változását előírt törvényszerűség szerint módosítja. Csak akkor van rá szüksége, ha a rendelkező jel közvetlenül nem alkalmas az utána következő szervek működtetésére. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

43 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Erősítő Segédenergia felhasználásával a bemenő jel szintjénél vagy energiatartalmánál nagyobb kimenő jelet ad. Csak akkor van rá szükség, ha a rendelkező jel közvetlenül nem alkalmas az utána következő szervek működtetésére. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

44 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Végrehajtó jel A végrehajtó szervet működtető jel, mely a rendelkező jel formálásával és vagy erősítésével jön létre. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

45 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Végrehajtó A rendelkező jel típusát alakítja át a beavatkozó szerv működéséhez szükséges típusú jellé. Ez is csak akkor szükséges, ha a rendelkező jel közvetlenül nem tudja működtetni a beavatkozó szervet. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

46 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Beavatkozó jel A beavatkozó szerv bemenő jele, mely a rendelkező jel formálásával és vagy erősítésével és vagy a típusának az átalakításával jön létre. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

47 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Beavatkozó A vezérlő berendezés utolsó szerve, mely a rendelkező jel hatására a vezérelt gépet, berendezést közvetlenül befolyásolja a módosított jellemző segítségével. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

48 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Módosított jellemző A vezérelt műszaki folyamat azon kiválasztott jellemzője (jelhordozója), mely befolyásolja a vezérelt jellemzőt, a vezérlési feladat teljesítése véget. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

49 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Vezérelt berendezés A vezérléstől függetlenül meglévő gép, berendezés, műszaki létesítmény. A vezérlés tárgya, a kiválasztott jellemzőt befolyásoljuk a módosított jellemzővel. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

50 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Vezérelt jellemző A műszaki folyamat azon jelhordozója, melyet a vezérléssel előírt módon akarunk irányítani. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

51 A vezérlési vonal szervei, jelei és jellemzői Zavaró jellemző A vezérelt berendezésre ható, az irányítástól független jelhordozók, melyek a vezérelt jellemzőt nem kívánt módon befolyásolja. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

52 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A vezető jelnek nincs semmi köze a vezérelt jellemzőhöz. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző vissza a tartalomhoz

53 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A vezető jel követlen vagy közvetett hatására a vezérlő szerv ítéletett alkot. Ha a vezető jelet közvetlenül nem tudja értelmezni a vezérlő szerv, akkor az érzékelő megfelelően átalakítja a jelet, hogy a vezérlő szerv értelmezni tudja. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

54 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A vezérlő szerv a döntés alapján kiadja a rendelkező jelet. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

55 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A rendelkező jel a beavatkozót működteti, ha a beavatkozó nem tudja értelmezni a rendelkező jelet, akkor át kell alakítani. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

56 Vezérlés működése a hatáslánc alapján Ha az átalakítás szükséges, akkor megváltoztathatjuk a jel időbeli lefolyását (jelformáló), vagy a jel szintjét vagy energia tartalmát (erősítő), vagy a jelnek a típusát (végrehajtó). érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző Ha az átalakítás nem kell, akkor ezeket a változtatásokat megvalósító szerveket ki kell hagyni a hatásláncból. Néhány vezérlési feladat hatáslánca

57 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A beavatkozó a közvetlenül vagy közvetetten érkező rendelkező jel hatására kiadja a módosított jellemzőt. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

58 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A módosított jellemző a vezérelt berendezést úgy befolyásolja, hogy a vezérelt jellemzőt az előírt módon irányítjuk vele. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

59 Vezérlés működése a hatáslánc alapján A zavaró jellemző olyan külső hatások, melyeket a vezérlésben nem veszünk figyelembe. Ezek általában az irányítással ellentétesen befolyásolják a vezérelt berendezés működését és a vezérelt jellemzőt. érzékelő vezérlő szerv jel- formáló erősítő végre- hajtó beavat- kozó vezérelt vezető jel vezető jel ellenőrző jel rendelkező jel végrehajtó jel beavatkozó jel módosított jellemző vezérelt jellemző zavaró jellemző

60 A vezérlések fajtái (energia szerint)  Pneumatikus energia  Hidraulikus energia  Villamos energia vissza a tartalomhoz

61 A vezérlések fajtái (energia szerint) Pneumatikus energia  Energiatárolás könnyű, közepes energiatovábbítási sebesség, magas energiaköltség.  Egyenes vonalú mozgás egyszerű és olcsó, nagy működési sebesség is létrehozható, az erő viszonylag kicsi.  Forgómozgás egyszerű, fordulatszám magas, a nyomaték viszonylag kicsi.  Túlterhelés biztos elemek, természetes védelem.

62 A vezérlések fajtái (energia szerint) Hidraulikus energia  Lassú továbbítás, rövid távolság, magas energia költség.  Egyenes vonalú és forgómozgás létre hozása egyszerű.  Hatásfok jó, nagy erők és nyomatékok.  Tömítési problémák.

63 A vezérlések fajtái (energia szerint) Villamos energia  Gyors továbbítás, alacsony energia költség, nehézkes tárolás.  Egyenes vonalú mozgás körülményes és drága.  Forgó mozgás egyszerű, jó hatásfok.  Fordulatszám- és nyomatékszabályozás költséges.  Természetes védelem nincs.

64 Szabályozás Fogalma: A szabályozásnál az irányított berendezésből érkezik visszajelzés, ezt összehasonlítom az alapjel értékével. A szabályozás hatáslánca zárt. A beavatkozás után folyamatosan értesülünk a következményekről. Feladata: Az indítás után egy meghatározott érték (alapjel) elérése és megtartása a cél. vissza a tartalomhoz

65 Szabályozás A szabályozás működésének ábrázolása diagram formájában. Az alapjel és az irányított jellemző értékét ábrázoljuk az idő függvényében. Xs t alapjel irányított jellemző

66 Szabályozás hatáslánca Ha az irányítás szabályozás, akkor az irányító berendezésből szabályozó berendezés és az irányított berendezésből szabályozott berendezés és az irányított jellemzőből szabályozott jellemző lesz. IRÁNYÍTÓ IRÁNYÍTOTT Módosított jellemző Zavaró jellemző SZABÁLYOZÓ SZABÁLYOZOTT Irányított jellemző vissza a tartalomhoz Szabályozott jellemző

67 Szabályozás hatáslánca Szabályozó berendezés Azon szervek összessége, melyek révén a szabályozás megvalósul. Irányítástechnika szempontjából azaz érdekes, hogy milyen szervekből épül fel a szabályozó berendezés. Módosított jellemző Zavaró jellemző SZABÁLYOZÓSZABÁLYOZOTT Szabályozott jellemző

68 Szabályozás hatáslánca A szabályozó berendezésben az irányítás részműveleteit megvalósító szerveknek és jelnek meg kell lennie. 1. Érzékelés 2. Ítéletalkotás 3. Rendelkezés 4. Beavatkozás erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott szabályo- zott jellemző érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel SZABÁLYOZÓ BERENDEZÉS

69 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Beállító jel Az alapjel képző bemenő jele, ha az alapjel időben állandó. Vezérlő jel Az alapjel képző bemenő jele, ha az alapjel időben változó. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző vissza a tartalomhoz

70 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Alapjel képző A bemenő jelből különbség képzésre alkalmas alapjel előállítása. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

71 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Alapjel Az alapértéket képviselő, különbség képzésre alkalmas jel, az alapjel képző kimenő jele. A szabályozott jellemző megkívánt értéke. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

72 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Érzékelő A szabályozott jellemzővel arányos ellenőrző jelet hoz létre, melyet a különbség képző értelmezni tud. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

73 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Ellenőrző jel Az érzékelő kimenő jele, mely a szabályozott jellemzővel egyértelműen összefügg és különbség képzésre alkalmas. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

74 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Különbség képző Az alapjel és az ellenőrző jel különbségé alapján ítéletet alkot, majd kiadja a rendelkező jelet. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

75 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Rendelkező jel Az alapjel és az ellenőrző jel különbségével arányos jel, mely a beavatkozó szervet működteti, az esetleg közben lévő szerveken keresztül. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

76 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Erősítő Segédenergia felhasználásával a bemenő jel szintjénél vagy energiatartalmánál nagyobb kimenő jelet ad. Csak akkor van rá szükség, ha a rendelkező jel közvetlenül nem alkalmas az utána következő szervek működtetésére. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

77 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Végrehajtó jel A végrehajtó szervet működtető jel, mely a rendelkező jel vagy a rendelkező jel erősítésével jön létre. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

78 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Végrehajtó A rendelkező jelnek a típusát alakítja át a beavatkozó szerv működéséhez szükséges típusú jellé. Ez is csak akkor szükséges, ha a rendelkező jel közvetlenül nem tudja működtetni a beavatkozó szervet. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

79 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Beavatkozó jel A beavatkozó szerv bemenő jele, mely a rendelkező jel vagy a rendelkező jel erősítésével és vagy a jel típusának átalakításával jön létre. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

80 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Beavatkozó A szabályozó berendezés utolsó szerve, mely a rendelkező jel hatására a szabályozott gépet, berendezést közvetlenül befolyásolja a módosított jellemző segítségével. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

81 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Módosított jellemző A szabályozott műszaki folyamat azon kiválasztott jellemzője (jelhordozója), mely befolyásolja a szabályozott jellemzőt, a szabályozási feladat teljesítése véget. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

82 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Szabályozott berendezés A szabályozástól függetlenül meglévő műszaki létesítmény. A szabályozás tárgyát, a kiválasztott jellemzőt befolyásoljuk a módosított jellemzővel. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

83 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Szabályozott jellemző A műszaki folyamat azon jelhordozója, melyet a szabályozással előírt módon akarunk irányítani. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

84 A szabályozási kör szervei, jelei és jellemzői Zavaró jellemző A szabályozott berendezésre ható, az irányítástól független jelhordozók, melyek a szabályozott jellemzőt nem kívánt módon befolyásolja. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

85 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A beállító vagy vezérlő jelet általában kézzel állítjuk be. Ez határozza meg azt az értéket, amit a szabályozással akarunk elérni és tartani. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző vissza a tartalomhoz

86 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A beállító vagy vezérlő jelből az alapjel képző a különbség képző számára értelmezhető alapjelet hoz létre. A beállító vagy vezérlő jel kölcsönösen egyértelmű az alapjellel. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

87 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A szabályozott jellemzőből az érzékelő a különbség képző számára értelmezhető ellenőrző jelet hoz létre. Ezzel valósul meg a visszacsatolás. Az érzékelő folyamatosan méri a szabályozott jellemzőt. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

88 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A különbség képző az alapjelből kivonja az ellenőrző jelet (szabályozott jellemző) és ezen eredmény alapján ítéletet alkot. Majd a döntés alapján létre hozza kimenő jelként a rendelkező jelet. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

89 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A rendelkező jel a beavatkozót működteti, ha a beavatkozó nem tudja értelmezni a rendelkező jelet, akkor át kell alakítani. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

90 Szabályozás működése a hatáslánc alapján Ha az átalakítás szükséges, akkor megváltoztathatjuk vagy a jel szintjét vagy energia tartalmát (erősítő), vagy a jelnek a típusát (végrehajtó). erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző Ha az átalakítás nem kell, akkor ezeket a változtatásokat megvalósító szerveket ki kell hagyni a hatásláncból. Néhány szabályozási feladat hatáslánca

91 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A beavatkozó a közvetlenül vagy közvetetten érkező rendelkező jel hatására kiadja a módosított jellemzőt. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

92 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A módosított jellemző a szabályozott berendezést úgy befolyásolja, hogy a szabályozott jellemző az alapjel által meghatározott értékhez közeledjen. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

93 Szabályozás működése a hatáslánc alapján A zavaró jellemző olyan külső hatások, melyeket a szabályozásban nem veszünk figyelembe. Ezek általában úgy hatnak a szabályozott berendezésre, hogy a szabályozott jellemző és az alapjel közötti különbséget növelik. Amelyre a szabályozás azonnal reagál a visszacsatolás révén. erősítő végrehajtó jel végre- hajtó beavatkozó jel beavat- kozó módosított jellemző zavaró jellemző Szabályo- zott érzékelő ellenőrző jel rendelkező jel különbség képző alapjel alapjel képző beállító- vagy vezérlő jel szabályo- zott jellemző

94 Szabályzók fajtái A bemenő jel változása arányos a kimenő jel megváltozásával. Arányossági tartomány: a szabályozott jellemző megváltozásának hatására a rendelkező jel arányos mértékben változik. vissza a tartalomhoz Arányos (proporcionális) ( P ) szabályzó.

95 Szabályzók fajtái Tulajdonságai:  Gyors beavatkozást tesz lehetővé, mert a bemenő jel megváltozását ugrásszerűen viszi át a kimenő jelre.  Maradó szabályozási eltérés: valamelyik külső állapothatározó változásának folytán mutatkozó, nem kívánatos, szabályozási eltérés jön létre, melyet a szabályozó túl kompenzál.  Segédenergiát nem igényel. Arányos (proporcionális) ( P ) szabályzó.

96 Szabályzók fajtái Integráló ( I ) szabályozó. A bemenő jel változásának nagyságával arányos a kimenő jel változási sebessége.

97 Szabályzók fajtái Integráló ( I ) szabályozó. Tulajdonságai:  Maradó szabályozási eltérés nélkül dolgozik.  Nagyfokú lengési hajlam (instabil).  Segédenergiát igényel.

98 Szabályzók fajtái Arányos integráló ( PI ) szabályzó. Az arányos működést követi az integráló működés. A bemenő jel változása arányos a kimenő jel megváltozásával. A bemenő jel változási nagyságával arányos a kimenő jel változási sebessége. Integrálási idő (Ti) : azaz időtartam, melyre az integráló tagnak szüksége lenne, hogy ugyanazt a hatást érje el, mint az arányos tag.

99 Szabályzók fajtái Arányos integráló ( PI ) szabályzók. Tulajdonság:  Gyors beavatkozás. ( P )  Maradó szabályozási eltérés nélkül dolgozik. ( I )  Nagyfokú lengési hajlam (instabil). ( I )  Segédenergiát igényel. ( I )

100 Szabályzók fajtái Differenciáló ( D ) tag. A kimenő jele a bemenő jel változási sebességével arányos. Állandósult bemenő jel esetén szakadás következik be, ezért a D-tagot önmagában nem használják.

101 Szabályzók fajtái Arányos differenciáló ( PD ) szabályozó. Az arányos működést követi a differenciáló tag működése. A bemenő jel változása és a kimenő jel változása arányos, utána a bemenő jel változási sebessége és a kimenő jel változása közti összefüggés arányos. Differenciális idő (Td) : azaz időtartam, mely idő alatt a bemenő jel állandó megváltozása mellett a differenciáló tagnak szüksége van, hogy ugyanazt a hatást érje el, mint az arányos tag egyedül.

102 Szabályzók fajtái Arányos differenciáló ( PD ) szabályozó. Tulajdonság:  Nagyon gyors beavatkozás. ( P,D )  Maradó szabályozási eltérés. ( P )  Segédenergiát igényel. ( D )

103 Szabályzók fajtái A bemenő jel változása és a kimenő jel változása arányos, utána a bemenő jel változási sebessége és a kimenő jel változása közötti összefüggés arányos, utána a bemenő jel változásának nagysága és a kimenő jel változási sebessége. Beállítható arányossági tartomány, integrálási idő, differenciálási idő. Arányos integráló-differenciáló ( PID ) szabályozó.

104 Szabályzók fajtái Tulajdonság:  Leggyorsabb működésű. ( P,D )  Nincs maradó szabályozási eltérés. ( I )  Lengés hajlam elhanyagolható. ( I,D )  Segédenergiát igényel. ( D,I ) Arányos integráló-differenciáló ( PID )szabályozó.

105 A szabályozók kiválasztása és beállítása Kiválasztás:  A szabályozott szakasz átmeneti függvénye alapján.  A szabályozott jellemző alapján. vissza a tartalomhoz

106 A szabályozók kiválasztása és beállítása Beállítás úgy végezzük, hogy a teljes szabályozási kör stabil legyen. Beállítható paraméterek:  A bemenő jel és kimenő jel szintjeinek állítási lehetősége.  Az arányos átviteli tényező.  Integrálási idő.  Differenciális idő.

107


Letölteni ppt "Bíró Attila. Tartalom Irányítástechnika (automatika) Irányítás Irányítás részműveletei Kézi irányítás Önműködő irányítás Kézi és önműködő irányítást összehasonlítása."

Hasonló előadás


Google Hirdetések