1-маъруза. Кириш. Бошқариш системалари элементларининг синфланиши

1-МАЪРУЗА. КИРИШ. БОШҚАРИШ СИСТЕМАЛАРИ ЭЛЕМЕНТЛАРИНИНГ СИНФЛАНИШИ
Замонавий илмий-техника тараққёти автоматлаштиришнинг кенг ривожланиши билан узвий боғлиқдир. Автоматика – технологик объектларни инсон иштирокисиз бошқариш тизимларини қуриш принциплари ва назариясини қамраб олувчи фан тармоғидир.
Автоматик ёки автоматлаштирилган бошқаришни талаб этадиган техник объект (станок, двигатель, учиш аппарати, оқим тармоғи, ишлаб чиқариш корхоналаридаги цех участкалари ва бошқалар) бошқарув объекти (БО) деб номланади.
БО ҳамда автоматик бошқариш қурилмалари биргаликда автоматик бошқариш тизимини (АБТ) ёки бошқаришнинг автоматлаштирилган тизимини (БАТ) ни ташкил этади.
Ҳар қандай автоматик қурилма алоҳида конструктив ёки схематик элементлардан иборат бўлади. Уларнинг ҳар бири атроф мухитдан ёки ўзидан олдинда турган элементдан энергияни қабул қилиб, ўзгартириб, ўзидан кейинги турган элементга узатиш вазифасини бажаради.
Автоматлаштириш элементлари деб автоматик бошқарув тизимларида сигнал (ахборот) ўзгартиришнинг муайян мустақил функцияларини бажарадиган конструктив тугал қурилмаларга айтилади.
Одатда автоматик бошқариш тизимларида сигнал сифатида электрик ҳамда механик катталиклар (масалан, ўзгармас ток, кучланиш, сиқилган ҳаво ёки суюқлик босими ва бошқалар) дан фойдаланилади. Чунки бу турдаги сигналларни қайта ишлаш, масофага узатиш ва сақлаш қулай ҳисобланади. Айрим ҳолларда сигналлар тўғридан-тўғри бошқариш пайтида юзага келадиган жараёнлардан (оқим, кучланиш, ҳарорат, босим ўзгариши, механик ҳаракатларнинг мавжудлиги ва бошқалар) келиб чиқади, баъзи ҳолларда эса улар сезгир элементлар ёки сенсорлар томонидан ҳосил қилинади.
Шунга кўра, автоматик қурилмаларда ахборот сигналлари билан функционал операцияни бажарувчиларни элемент (Э) деб номланувчи бўғинларга бўлиш мумкин. Элемент оддий функционал бўғин бўлиб, сигналлар устида қуйидаги асосий операциялардан бирини бажаради:
назорат қилинадиган қийматни ушбу қиймат ҳақидаги маълумотларга функционал боғлиқ сигнал билан ўзгартириш (сезгир элементлар, датчиклар);
бир турдаги энергия сигналини бошқа турдаги энергияни сигналига ўзгартириш: электрни ноэлектрга, электрни электрга, ноэлектрни ноэлектрга (электромеханик, термоэлектрик, электр-пневматик, фотоэлектрик ва бошқа ўзгартиргичлар);
сигнални энергия қийматига кўра ўзгартириш (кучайтиргичлар);
сигнални турига кўра, масалан, узлуклини узлуксизга ва аксинча ўзгартириш (аналог-равамли ва рақамли-аналог сигнал ўзгартиргичлар);
сигналларни шаклига кўра, яъни ўзгармас токни ўзгарувчанга ва аксинча ўзгартириш (модуляторлар, демодуляторлар);
сигналларни функционал ўзгартириш (хисобловчи, функционал элементлар);
сигналларни топшириқ қурилмаси хосил қилган сигналлар билан таққослаш (таққослаш эементлари, ноль-органлар);
сигналлар билан мантиқий амалларни бажариш (мантиқий элементлар);
сигналларни сақлаш (хотира, йиғиш элементлари);
бошқариладиган жараёнга сигнал асосида таъсир кўрсатиш (ижро элементлари).
Шундай қилиб, элементни сигнал устида битта функционал операцияни амалга ошириладиган тизимнинг энг оддий бўғини деб тушуниш мумкин.
1.1,а-расмда элементнинг схематик тасвирини кўриш мумкин. Унинг киришига энергия берилади. У сигнални ўзгартириб, чиқишда сифатида узатади. Айрим холатдларда чиқиш чигнали кириш сигналидан катта бўлади. Бунда элемент қўшимча энергия дан фойдаланади (1.1б - расм). Шунга кўра, киришдаги кичик сигнални ташқи энергия ҳисобидан чиқишда кучли бошқариш таъсирига ҳам ўзгартириш мумкин.

а)	б)
1.1-расм. Автоматика элементининг схемаси

ҳамда катталиклар электрик (масалан, ток кучи, кучланиш) ёки ноэлектрик (масалан, босим, силжиш, харорат, тезлик) физик табиатга эга бўлиши мумкин. Электрик кириш ва чиқиш сигналлари билан ишлайдиган электрик элементлар кўп қўлланилади.
Элементларнинг характеристикалари автоматик бошқариш тизими ишига ҳам таъсир кўрсатади.
Қурилмалар ва схемаларнинг ишлашини таҳлил қилиш учун ушбу элементларнинг хусусиятларини (аниқлик, сезгирлик, инерция ва бошқалар) ўрганиш зарурдир.
Бошқариш тизимини ташкил этадиган ва электр, механик ва бошқа уланишлар билан боғланган турли хил технологик қурилмалар ва элементларнинг комплекси чизмаларда турли хил схемалар (электр, гидравлик, пневматик ва кинематик) шаклида тасвирланади. Схема ҳар қандай қурилма ёки тизимнинг таркиби ва уланишлари тўғрисида умумлаштирилган, тўлиқ ахборотни олишга хизмат қилади.
Конструкторлик хужжатларининг ягона тизими ҳамда ГОСТ 2.701 га биноан электр схемалари структуравий, функционал, принципиал, уланиш схемалари, боғланиш схемалари, умумий, тартибга сллувчи ва бирлаштирувчи схемаларга ажратилади.
Структура схемаси функционал қисмларнинг мақсадлари ва алоқаларининг аниқлашга хизмат қилади.
Функционал схема алоҳида функционал занжирларда ёки бутун қурилмада жараёнлар характерларини аниқлашга мўлжалланган.
Принципиал схема қурилма элементлари таркибини ва улар ўртасидаги боғланишларни тўлиқ тасвирловчи схема бўлиб, муайян қурилманинг ишлаш принциплари ҳақида умумий тасаввурни ифодалайди.
Монтаж схемаси ўрнатиш қисмларининг симлари, кАбеллари, қувурлари ёрдамида уланишини акс эттиради.
Уланиш схемаси қурилма ёки ишланманинг ташқи боғланишларини ифодалайди.
Умумий схема комплекснинг таркибий қисмларини ва уларни иш жойида қандай улашнини аниқлашга хизмат қилади.
Бирлаштирувчи схемалар ёқорида келтирилган барча схемаларнинг бирлаштирилиб, яхлит тасаввур ҳосил қилиш имконини беради.
Ҳар қандай мураккаб автоматик тизимлар маълум элементлар тўпламидан иборат бўлади. Автоматик тизимларнинг хилма-хиллиги, элементларнинг ҳам хилма-хиллигига асос бўлади. Бу эса, ўз навбатида, уларни таснифлаш зарурлигига олиб келади. Кўпинча таснифлаш белгилари ихтиёрий танланиши қўйилган мақсадига эриша олмаслик, ҳатто, керакли элементни танлашда йўналишни адашишга ҳам олиб келиши мумкин. Шунинг учун автоматизация элементларини таснифлаш учун асос бўлиши керак бўлган хусусиятларнинг таъсири ва асосланиши катта аҳамиятга эгадир. Бундай ҳолда, асосий ва ёрдамчи хусусиятларни таъкидлайдиган жойлашувнинг энг муҳим кетма-кетлиги, яъни тегишли иэрархик тузилмани ишлаб чиқиш керак бўлади.
Таснифлаш схемаси функционал хусусиятларга асосланган бўлиши мумкин. Бунда элементлар қуйидаги синфларга бўлинади: ахборот элементлари, таққослаш, тақсимлаш, ҳаракат, ҳисоблаш, хотира, мантиқ, ижро, ёрдамчи элементлар (1.2-расм).

1.2-расм. Функционал кўрсаткичлари бўйича автоматика элементларининг классификацияси

Автоматлаштириш элементлари турли физик ва конструктив асосда қурилиши мумкин. Шунинг уларнинг асосий кўрсаткичлари функционал боғлиқлик ва шакллантириш тамойиллари ҳисобланади. Кейинчалик бўлиниш учун элемент таркибидаги модданинг ҳолати (қаттиқ, суюқ, газсимон) ва ўлчанган миқдор ёки ҳолатнинг табиати каби хусусиятлар (механик, акустик, термал, электр, магнит, кимёвий ва бошқалар) ҳам инобатга олиниши мумкин. Ўлчанган катталикнинг ҳар бир характерига кўплаб холатлар ва аниқ характерлар мос келиши мумкин (1-жадвал).

1-жадвал
Автоматика элементлари орқали ўлчанадиган катталикларнинг турлари ва холати

Ўлчаладиган катталик характери	Ўлчаладиган катталик	Ўлчаладиган холат
Механик	Силжиш (узунлик, кенглик, баландлик, қалинлик, сатх), холат, тезлик, тезаниш, вақт, хажм, миқдор, сарф, босим, иш, қувват, момент ва бошқалар	Чизлик, нисбий оғирлик, ғоваклилик, ўтказувчанлик, капилярлик, сирт таранглик, диффузион потенциал, жадаллик, қовушқоқлик, қаттиқлик, оқувчанлик, бикирлик, аниқлик ва бошқалар
Акустик	Товуш босими ва тезлиги, частота, фаза, тўлқин учунлиги, қаршилик, энергия, товуш иши	Нисбий қаршилик, товушнинг ютилиши, қайтарилиши, мухитдаги товуш тезлиги