Лицевая панель программируемого логического контроллера

Фото: mitsubishielectric.com

Термин «автоматика» - технический омоним, поэтому для уточнения области своей квалификации приведу только одну формулировку: система автоматического регулирования должна обеспечивать поддержание на определенном уровне или изменение по заданному закону некоторых переменных характеристик (регулируемых величин) в машинах и агрегатах без участия человека с помощью различного рода технических средств.

 

Профессионально

По большому счёту, интеллектуальный штурм задач по автоматическому регулированию (читать «по моей автоматике») происходит в парадигме устойчивые и неустойчивые, статические и астатические объекты регулирования; измерительные, усилительные, преобразующие и корректирующие устройства; исполнительные элементы; устойчивость и динамическая точность; нелинейные, импульсные, экстремальные, самонастраивающиеся системы автоматического регулирования.

При проектировании систем автоматического регулирования существуют две путеводных звезды: метод анализа САР, когда при заранее выбранной структуре системы расчётным путём или моделированием определяют её параметры, и вторая - метод синтеза, когда по требованиям к системе сразу же выбирают наилучшую её структуру и параметры. В обоих случаях эти «увлекательные» процессы опираются на математику, физику, электронику и программирование.

Родной МИФИ «прокачал» меня по следующим направлениям: передаточная функция, динамические звенья (апериодические, колебательные, трансцендентные ...) и их ЛАФЧХ, фазовая линейка, устойчивость по Ляпунову, критерий Гурвица, теорема Михайлова-Найквиста, показатели качества регулирования, D-разбиения, фазовая плоскость для нелинейных САР, методы Эйлера/трапеций/Адамса-Башфорта для цифровых систем, метод корневого годографа, анализ траекторий корней характеристического уравнения замкнутой системы, положительная/отрицательная обратная связь, минимизация интегральной ошибки, критерий оптимальности.

Указанные инструменты на практике ограничены сложностью описания объекта регулирования, но, к счастью для моего кармана, современные возможности аппаратного интеллекта позволяют синтезировать САР невзирая на сложность математической интерпретации физических процессов в системе. Как результат: симбиоз классической теории автоматического управления и практические навыки низкоуровневого программирования выбранной аппаратной платформы позволяет в одну голову создавать системы автоматического регулирования для объектов самой разнообразной природы происхождения.

Кроме теории автоматического управления имеются знания по IEC 61131-3, практические навыки программирования контроллеров МикроДАТ, а также некоторый багаж по SIMATIC Step 7, Siemens S7-200/300/400. Есть одно НО: применение обозначенных ПЛК целесообразно в контексте ресурсоёмких проектов по автоматизации, например: технологические процессы, распределённые производственные установки, системы искусственного климата, а это находится вне рамок заявленной концепции.

 

По-простому

Здесь будет описание моих способностей по рассматриваемой тематике, но в терминологии нормального человека, без наборов аббревиатур и прочего отпугивающего «бреда». Пока думаю над формулировками ...

 

Для сведения

Проектирование систем автоматического регулирования во многом повлияло на мой текущий выбор аппаратной базы для электроники и платформы при программировании. В соответствии с классической структурой САР нужно аналоговые и/или цифровые сигналы от датчиков объекта регулирования (обратная связь) обработать по тематическому алгоритму и выдать управляющую последовательность на исполнительные механизмы, причём выходной сигнал также может быть как аналоговым, так и цифровым.

Многоканальная ШИМ для векторного управления асинхронными двигателями в dsPIC30F, однотактные вычисления свёрток функций для цифровой фильтрации в dsPIC33F, наносекундное квантование в CPLD/FPGA и это при том, что есть возможность на аппаратном уровне заводить непосредственно в ядро чипа обратную связь по напряжению, току, частоте, уровню, фазе.

Обозначенный функционал позволяет создавать локализованные аппаратные динамические звенья с регулируемыми параметрами, те самые, для синтеза - апериодические устойчивые, колебательные неустойчивые, трансцендентные... Если дополнить это ещё предварительным моделированием в Matlab/Simulink/RLTool, то процесс проектирования САР сводится преимущественно к программированию уже отлаженных алгоритмов под выбранное «железо».

 

Литература

1. Бесекерский В.А, Попов Е.П. Теория систем автоматического управления.
2. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем.
3. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления.
4. Солодовников В.В. Спектральные методы расчёта и проектирования систем управления.
5. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью.
6. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода.