Поняття про елемент систем управління і автоматики

У відповідності до загальних принципів управління різними процесами автоматизоване управління здійснюється на основі інформації з використанням комплексу технічних засобів автоматики. Технічні засоби систем управління і автоматики (СУА), що охоплюють різноманітні елементи і пристрої, служать для отримання, передавання, перетворення та збереження контрольної інформації; порівняння контрольної і програмної інформації; формування та передавання командної інформації і використання її для впливу на процес управління.

Носієм інформації є сигнал. Сигнал — це матеріальне втілення повідомлення, яке може бути використано в інформаційних системах. Під час передавання і переробки інформації сигнал являє собою процес зміни в часі та просторі деякої фізичної величини, яка відображає стан інформаційної системи. При збереженні інформації сигнал перетворюють в стан певного матеріального носія (запис на кіно– відеомагнітну стрічку, диск і т.ін.). За видом сигнали можуть бути поділені на неперервні та дискретні. Неперервні сигнали відтворюють усі миттєві значення фізичної величини. Дискретні сигнали створюються з неперервних сигналів шляхом квантування за часом, за рівнем або одночасно за часом та рівнем.

В системах автоматизованого управління в якості сигналів зазвичай використовують електричні та механічні величини (струм, напругу, тиск, швидкість і т.п.) тому, що вони дозволяють легко здійснювати передачу на відстані, перетворення, порівняння та збереження інформації. В одних випадках сигнали виникають як безпосередній наслідок управління певними процесами, в інших — вони забезпечуються чутливими елементами або давачами, чи сенсорами.

Відповідно до операцій, які проводяться із сигналами інформації в автоматизованих пристроях, виділяють функціональні комірки — елементи.

Елемент — найпростіша в функціональному відношенні комірка (пристрій, схема), яка виконує одну з багатьох основних операцій з сигналом:

— перетворення величини, яка контролюється, в сигнал, що однозначно пов’язаний з інформацією про цю величину (чутливі елементи, сенсори);

— перетворення сигналу одного роду енергії в сигнал іншого роду енергії: неелектричний в електричний, електричний в неелектричний, неелектричний в неелектричний;

— перетворення сигналу за величиною енергії (підсилювачі);

— перетворення сигналу за видом, тобто неперервного в дискретний та навпаки (аналого-цифрові, цифро-аналогові та інші перетворювачі);

— перетворення сигналу за формою, тобто сигнала постійного струму в сигнал змінного струму чи навпаки (модулятори, демодулятори);

— функціональне перетворення сигналів (функціональні елементи);

— порівняння контрольних та програмних сигналів, формування командного сигналу управління (елементи порівняння, нуль-органи);

— виконання логічних операцій з сигналами (логічні елементи);

— розподіл сигналів по різних колах (розподільники, комутатори);

— формування програмних сигналів (програмні елементи);

— збереження сигналів (елементи пам’яті, накопичувачі);

— використання сигналів для впливу на об’єкт управління (виконавчі елементи).

В деяких випадках створюються комбіновані елементи, які виконують одночасно кілька операцій з сигналами.

Схемне або схемно-конструктивне об’єднання кількох елементів дозволяє отримати основні функціональні автоматичні пристрої, які в певних сполученнях створюють системи автоматичного управління.

Васюра А.С. – книга “Елементи та пристрої систем управління автоматики”