8.1 Основные понятия о системах автоматического управления

Термин автоматизация происходит от греческого слова "автоматос", что в переводе означает самодействующий. Под автоматизацией (автоматическим управлением) понимается осуществление какого-либо технологического процесса с использованием соответствующих технических средств без непосредственного участия человека.

Для создания любой автоматической системы необходимо установить цель управления, т.е. то, что должно быть достигнуто в результате автоматизации. Затем устанавливается, посредством чего достижима поставленная цель, и определяются необходимые технические средства и последовательность процедур для достижения цели управления или, иными словами, алгоритм управления. Очень важно понять, что автоматизировать можно только те процессы, в которых точно известно, что и в какой последовательности должно выполняться, и точно известны все ситуации, в которых может оказаться автомат. Если же алгоритм управления неточен либо появилась ситуация, не предусмотренная алгоритмом, то функционирование автоматической системы может не соответствовать целям ее создания.

Определение цели и алгоритма управления является компетенцией специалистов в области соответствующего технологического процесса (специалиста - технолога). Специалист в области автоматизации должен определиться с техническими средствами, обеспечивающими выполнение технических требований технологов, и разработать САУ. Часто в процессе разработки последней выясняется, что некоторые требования технологов либо трудно выполнимы, либо обусловливают значительное удорожание системы. В подобных случаях технологи и инженеры по автоматизации должны найти разумный компромисс. Отсюда следует и значимость курса автоматизации. Вы, вероятно, не станете специалистами в области автоматизации, но должны быть достаточно подготовленными к работе по проектированию, эксплуатации и наладке автоматических систем водоснабжения и водоотведения. А это возможно только при условии, что вы будете представлять себе существо проблем автоматического управления, способы их разрешения и технические возможности средств автоматизации.

Создание САУ, как и любых других технических систем, всегда связано с определенными затратами, обуславливаемыми стоимостью проектирования, стоимостью реализации проекта и эксплуатационными затратами. Вкладывая средства на создание САУ, логично рассчитывать на их возврат посредством достижения какого-то экономического эффекта. В принципе (что имеет место на многих предприятиях) технические системы могут функционировать и без автоматизации. Но в этом случае очевиден неоправданный перерасход электрической энергии, и если еще лет 10 назад доля энергозатрат в себестоимости продукции предприятий не превышала 10%, то в настоящее время она может составлять более пятой части.

При технико-экономическом обосновании САУ необходимо четко определить, за счет чего первоначальные капиталовложения в систему окупятся. Окупаемость САУ обычно обуславливается следующим:

1. Снижением расхода энергоресурсов;

2. Уменьшением количества обслуживающего персонала (экономией на заработной плате);

3. Повышением производительности (уменьшением размера заработной платы в расчете на единицу продукции);

4. Повышением надежности функционирования технологического процесса (снижением ущерба от перерывов технологического процесса);

5. Уменьшением штрафных выплат за загрязнение окружающей среды;

6. Повышением качества продукции и другими факторами, зависящими от вида автоматизируемого технологического процесса.