Теория автоматического управления. Анализ и синтез линейной системы автоматического управления. Пояснительная записка. Введение 4 Лист 4 1 Анализ литературных источников о системах автоматического управления освещенностью помещения 6
 Скачать 1.14 Mb.
|
1.6 Ящики управления автоматизированным освещениемТехническая структура управления – устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем. Объектом управления может быть любая динамическая система или ее модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики – теории управления. Ящик управления освещением (ЯУО) состоит из двух частей: оболочки из листовой стали навесного защищенного исполнения с передней дверью и выносной фотоголовки – пластмассового корпуса с устройством для крепления, в котором устанавливается фоторезистор. Ящик и фотоголовка соединяются с потребителем двужильным неэкранированным контрольным кабелем с сечением жилы не менее 0,35 мм2, длиной не более 50 м. Внутри ящика на панели размещены: силовая часть – автовыключатель и электромагнитный пускатель; аппаратура управления – фотореле, клеммные колодки и в ЯУО96 – программатор (таймер) режимов. В ЯУО96 возможен автоматический режим управления освещением: только по времени; по времени и уровню освещенности; только по уровню освещенности. Выбор режимов автоматического управления освещением осуществляется переключателем SA2, а оперативное управление – кнопками SB1, SB2, расположенными на двери ящика. Перевод управления с автоматического режима («автом.») на ручной («местное») осуществляется переключателем SA1. Автоматизированные системы управления освещением, выполняют следующие типичные для этого вида изделий функции: точное поддержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне; учет естественной освещенности в помещении; снижение мощности осветительной установки в каждый момент времени; использование только естественного освещения; учет времени суток и дня недели; учет присутствия людей в помещении; существенная экономия электроэнергии; дистанционное беспроводное управление осветительной установкой. Системы автоматического управления освещением, условно можно разделить на два основных класса – так называемые локальные и централизованные. Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников. В свою очередь, по охватываемой сфере управления локальные системы могут быть подразделены на «системы управлении светильниками» и «системы управления освещением помещений», а централизованные – на специализированные (только для управления освещением) и общего назначения (для управления всеми инженерными системами здания – отоплением, кондиционированием, пожарной и охранной сигнализацией). Локальные «системы управления светильниками» в большинстве случаев не требуют дополнительной проводки, а иногда даже сокращают необходимость в прокладке проводов. Конструктивно они выполняются в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильнике или на колбе одной из ламп. Все датчики, как правило, составляют один электронный прибор, в свою очередь, встроенный в корпус самой системы. Централизованные системы управления освещением, наиболее полно отвечающие названию «интеллектуальных», строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо только для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений). Централизованные системы выдают также управляющие сигналы на светильники по сигналам локальных датчиков. Однако преобразование сигналов происходит в едином (центральном) узле, что предоставляет дополнительные возможности вручную управлять освещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы системы. Системы автоматического регулирования: 1) Системы автоматической стабилизации. Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение – константа). Отклонения возникают за счет возмущений и при включении; 2) Системы программного регулирования. Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора; 3) Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t). В зависимости от описания переменных системы делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями. Если все параметры уравнения движения системы не меняются во времени, то такая система называется стационарной. Если хотя бы один параметр уравнения движения системы меняется во времени, то система называется нестационарной или с переменными параметрами. Системы, в которых определены внешние (задающие) воздействия и описываются непрерывными или дискретными функциями во времени, относятся к классу детерминированных систем. Системы, в которых имеет место случайные сигнальные или параметрические воздействия и описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями, относятся к классу стохастических систем. Если в системе есть хотя бы один элемент, описание которого задается уравнением частных производных, то система относится к классу систем с распределенными переменными. Системы, в которых непрерывная динамика, порождаемая в каждый момент времени, перемежается с дискретными командами, посылаемыми извне, называются гибридными системами. Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной программе управления. То есть управление осуществляется «вслепую», без контроля результата, основываясь лишь на заложенной в САУ модели управляемого объекта. Примеры таких систем: таймер, блок управления светофора, автоматическая система полива газона, автоматическая стиральная машина. В замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь выхода системы с его входом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной. Автоматизированные системы управления освещением (СУО) помещений представляют собой блоки, размещаемые за подвесными потолками или конструктивно встраиваемые в электрические распределительные щиты. Системы этого типа, как правило, осуществляют одну функцию или фиксированный набор функций, выбор между которыми производится перестановкой переключателей на корпусе или выносном пульте управления системы.  Рисунок 5 – Ящик управления освещением Ящики управления освещением обеспечивают: включение и отключение осветительной установки от сигнала фотодатчика при достижении заданного уровня освещенности; отключение и включение осветительной установки в заданные периоды времени (например, в технологические перерывы в работе цеха) по программам, задаваемым программатором режимов; ручное включение и отключение осветительной установки кнопками, установленными на двери ящика; включение и отключение осветительной установки посредством устройств телемеханики от диспетчерских пунктов энергослужб. ЯУО-96 предназначены для автоматического, местного, ручного или дистанционного (с диспетчерского пункта) управления осветительными сетями и установками производственных зданий, сооружений, территорий любых объектов с любыми источниками света (лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, люминесцентными и др.). |