Sisteme și automatizări - sisteme automate

Generalitati

O definitie riguroasa a notiunii de sistem este inca greu de dat, nefiind precizat

genul proxim fata de care notiunea sa-si puna in evidenta apartenenta. Sunt cu-noscute

mai multe definitii. Una dintre acestea precizeaza ca sistemul este un model fizic

realizabil al unui ansamblu de obiecte naturale sau create artificial in care unele marimi

reprezinta cauza, iar altele efectul.

Conceptul de sistem este strâns legat de conceptul de structura, structuralitatea

putând fi definita, intr-o prima abordare, drept capacitatea de organizare a obiectelelor si

fenomenelor, de sinteza a acestora in complexe omogen structura-le.

Structuralitatea, alaturi de alte atribute universale cum ar fi miscarea, interactiunea

etc., este o insusire universala a materiei.

Notiunea de sistem privita la diferite nivele mai particulare poate explica obi-ectele

unei clase oarecare care definesc diferite domenii disciplinare. Asa este cazul notiunii de

sistem dinamic care se asociaza categoriei filosofice de cauzalitate. Punctul de plecare l-a

constituit notinea de cutie neagra „black-box“ ale carei ter-minale (legaturi cu exteriorul)

pun in evidenta atât legatura dinspre exterior si interior (cauza) cât si aceea dinspre

interior spre exterior (efectul) conform fig.

Fig1.1

Cauzalitatea creaza o orientare naturala a obiectului, numita intrare – iesire.

Conceptul de sistem dinamic presupune un sistem la care variabila independenta esentiala

este timpul. Se cere insa ca legatura cauzala dintre intrare si iesire sa fie neanticipativa,

adica efectul sa fie precedat de cauza.

Astfel, daca sistemul are o variabila de iesire y si o variabila de intrare u, vom

defini sistemul ca un model fizic realizabil al dependentei variabilei y de variabila u, cu

conditia de cauzalitate indeplinita u y (si nu exista cauzalitatea y u).

Sisteme automate

Sistemul automat reprezinta reuniunea a doua subsisteme: instalatia tehno-logica

(IT) sau procesul automatizat si dispozititvul de automatizare (DA) care sta-bileste legea

sau algoritmul de conducere a procesului, dupa un program presta-bilit.

Marimile care intervin in cadrul unui sistem automat inchis sunt conform fig. 1.2.

r – marimea de referinta sau programul prescris sistemului

u – marimea de comanda sau de conducere a procesului

y – marimea reglata sau de iesire

yr – marimea de reactie principala

pi – marimi perturbatoare

Fig1.2

Esentiala la sistemele automate cu circuit inchis este prezenta reactiei principale

(legatura inversa) dintre procesul automatizat si dispozitivul de automatizare. Reactia

aduce permanent la cunostinta dispozitivului de automatizare informatii cu privire la

valoarea marimii de iesire y.

In absenta acestor informatii, pe baza carora dispozitivul de automatizare ia decizii,

sistemul in ansamblu nu poate realiza corelatia dorita r y, ca urmare a prezentei

marimilor perturbatoare pi. Acestea din urma se datoresc:

– sarcinilor variabile cu care lucreaza procesul automatizat (tehnologic);

– influentei factorilor externi asupra elementelor;

– variatiei parametrilor mediului ambiant;

– uzurii si procesului de imbatrânire a elementelor.

In practica industriala se intâlnesc si sisteme cu comenzi in circuit deschis,

respectiv sisteme fara reactie. La un asemenea sistem nu se controleaza daca comanda

data a fost realizata.

Dispozitivul de automatizare DA cuprinde un ele-ment de

prescriere EP, cu ajutorul caruia se fixeaza programul sistemului automat sau referinta

r(t) (adica, marimea de iesire dorita ya); elementul de comparatie C, care compara

programul de lucru (referinta r(t)) cu marimea de la iesire obtinuta prin intermediul

traductorului tr; elementul de amplificare EA; elementul de executie EE si elementul de

corectie EC, care asigura o functionare corespun-zatoare a sistemului. Instalatia

tehnologica (IT) (care poate fi de exemplu un motor termic) este supusa perturbaTiilor pi

care pot fi definite prin cuplul rezistent sau prin variaTiile parametrilor agentului motor si

acTiunii marimii de execuTie m, care asigura modificarea debitului de agent de lucru

introdus in motor.

u – marime de comanda

= r-yr; unde = eroare pentru iesire; yr = marime de reacTie proces

n = -xms unde n = eroare pentru execuTie; xms = marime de reacTie a execuTiei