Любой технологический процесс совершается в соответствии c алгоритмом, ведущим к достижению поставленной цели получению нужного продукта, изделия или иного запланированного результата. И выпечка хлеба, и управление полетом самолета, и изготовление карандашей, и производство автомобильных двигателей - все процессы представляют собой последовательности операций, выполняемых различными механизмами, в том числе автоматически соответствии с алгоритмом.

Поскольку последовательность операций в любом технологическом процессе известна заранее, всегда можно создать управляющее устройство, которое будет формировать управляющие воздействия на исполнительные механизмы в точном соответствии с алгоритмом, и поручить ему автоматическое ведение процесса. Такой способ управления технологическими процессами используется, но он применим только к самым простым процессам.

Дело в том, что в реальных условиях по разным причинам всегда существуют отклонения параметров процессов и оборудования от идеальных, предусмотренных в алгоритме. Эти отклонения могут привести к недопустимым нарушениям хода технологического процесса и в конечном счете к выпуску бракованных изделий и другим негативным последствиям. Поэтому за параметрами надо следить, для чего обычно используют САК.

Система автоматического контроля выдает полную информацию u всех параметрах технологического процесса и оборудования, в том числе об отклонениях значений параметров от номинальных. Но если отклонение произошло и зарегистрировано системой контроля, то что делать дальше? В автоматизированной системе управления решение об этом принимает оператор, в автоматической системе решение должно принимать управляющее устройство. Оно на основе анализа информации о параметрах формирует корректирующий управляющий сигнал для исполнительного механизма, который и возвращает параметр к номинальному значению. Результатом работы исполнительного механизма могут быть, например, перемещение обрабатывающего инструмента, включение нагревателя нa какой-то период времени, создание дополнительного усилия и т.д.

Если система контроля выдала сообщение о превышение параметром предельного значения и возникновении аварийной ситуации, то управляющее устройство решает так называемую аварийную задачу. Для таких ситуаций разрабатывают специальные алгоритмы, которые система управления должна максимально быстро выполнить, чтобы избежать непоправимых последствий. Аварийный алгоритм предусматривает не только воздействие на исполнительный механизм, непосредственно влияющий на отклонившийся параметр, но и формирование других воздействий, предупреждающих и исключающих дальнейшее аварийное развитие процесса.

Мы рассмотрели реакцию системы управления на информацию, поступающую от системы контроля. Однако главной задачей системы управления является ведение технологического процесса, и формируемые ею воздействия на исполнительные механизмы определяются, в первую очередь, алгоритмом этого процесса, а параллельно проводится контроль всех прочих параметров.

Параллельное выполнение этих задач оказывается возможным потому, что любая операция технологического процесса всегда продолжается какое-то время, значительно большее времени опроса одного датчика. За время выполнения одной операции можно собрать информацию о многих параметрах и при отклонении каких-либо из них от нормы выдать управляющие сигналы на соответствующие исполнительные механизмы. Когда текущая операция технологического процесса завершится, в соответствии с алгоритмом процесса управляющее устройство формирует сигнал. Для начала следующей операции, во время которой будет опрошена очередная группа датчиков, и т.д.

Так как система контроля является существенной частью системы автоматического управления, алгоритм САУ строится на базе уже рассмотренного алгоритма САК. Блок-схема алгоритма САУ представлена на рис. 3.5. В нем выделены элементы, обеспечивающие непосредственно управление, как ходом технологического процесса, так и корректировкой параметров, вышедших за пределы диапазона номинальных значений.

Поскольку система управления ведет весь технологический процесс, то время работы САУ равно длительности этого процесса. Опрос же датчиков происходит гораздо быстрее, чем выполняются технологические операции, и за время выполнения алгоритма ТП

Рис. 3.5. Блок-схема алгоритма САУ

опрос всех датчиков может проводиться многократно. Информация о результатах каждого опроса выводится оператору, после чего начинается новый цикл опроса. Поэтому в отличие от алгоритма САК который заканчивается после опроса всех датчиков и ждет команду оператора, алгоритм САУ заканчивается только после выполнения последней операции технологического процесса.