Avtomatika va ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish

1.3 Avtomatik rostlash sistemalarining Klassifikatsiyasi.

Mashinalar va tirik organizmlarda ketadigan yoki inson bajaradigan har qanday maqsadga yo’naltirilgan jarayon tashkiliy operatsiyalar yig’indisidan iborat bo’lib, uni shartli ravishda ikki guruhga ajratish mumkin: ishchi operatsiyalar va boshqaruv operatsiyalar.
Ishchi operatsiyalar – bu bevosita tabiatdan va qonuniyatdan kelib chiqqan holda jarayon ketishini aniqlaydigan harakatdir. Masalan, tokarlik dastgohida detallarga ishlov berish jarayoni shunday operatsiyalardan iborat: detalni mahkamlash, keskichni uzatish,qirindilarni tushirib olish va boshqalar.
Jarayonda maqsadga erishish uchun ishchi operatsiyalar tashkil etilishi va boshqa turdagi harakatga, ya’ni boshqaruv harakati zarur. SHuningdek tokarlik dastgohida detalga ishlov berish jarayonida shunday boshqaruv operatsiyalari bajariladi: dastgohni o’z vaqtida ishga tushirish va o’chirish, berilgan aylanishlar sonini ushlab turish, tezlikni maqsadga muvofiq o’zgartirish, qirqish moslamasi yo’nalishini o’zgartirish va boshqarish.
Boshqaruv operatsiyalarining majmuasi boshqaruv jarayonini tashkil etadi. Boshqaruv jarayoni bajarilayotgan tizim boshqaruv tizimi deyiladi. Struktura ko’rinishida har qanday boshqaruv tizimini boshqaruv ob’ektiga o’zaro bog’liq bo’lgan majmua ko’rinishida tasavvur etishimiz mumkin. Ya’ni boshqariladigan ob’ekt (boshqariladigan tizim) va boshqariladigan organ (Boshqaruvchi tizim) (1.4-rasm). Boshqariladigan ob’ekt bo’lib alohida mexanizm, mashina, dastgoh, agregat, ishChilar brigadasi yoki alohida ishchi sex yoki umumkorxona, ishlab chiqarish birlashmalari yoki xalq ho’jaligi tarmog’i bo’lishi mumkin.
Boshqaruvchi organ bo’lib, brigadani boshqaruvchi brigadir, boshqaruv tizimi hodimlari, ya’ni sex, zavod, vazirlik. Har qanday boshqaruv jarayoni maqsadga yo’naltirilgan bo’lishi lozim. Bundan kelib chiqishicha boshqaruv organiga boshqarish maqsadi ma’lum bo’lishi kerak, ya’ni boshqaruv ob’ektini istalgan holatini aniqlash uchun ma’lumotga ega bo’lishi zarur.
Boshqaruv organi boshqariladigan ob’ektga shunday ta’sir esinki, uning holati istalgancha mos tushsin. Boshqaruv ob’ekti ochiq tizim ko’rinishida bo’lib, tashqi muhit bilan dinamik bog’liqlikka ega. Tashqi muhitni boshqaruv ob’ektiga ta’siri amalda nazorat qilib bo’lmaydi va uning holatini bexos o’zgartirish xarakteriga ega. Atrof muhitni boshqaruv ob’ektiga ta’siri xayajonga keltiruvchi ta’sir deyiladi.

1.6 – rasm. Boshqaruv tizimining umumlashtirilgan strukturasi.
Avtomatikrostlash tizimi deganda texnologik jarayonning tegishli parametrlarini avtomatik rostlovchi priborlar, qurilmalar yordamila talab qilingan holatda saqlab turilishini nazarda tutadi. Bunday holatda odam faqat avtomatik rostlash tizimining to’g’ri ishlashini nazorat qiladi. Beriladigan topshiriqning o’zgarishiga ko’ra avtomatik rostlash tizimlariquyidagi guruhlarga
Klassifikatsiyalanadi.

1. 
   Stabillovchi avtomatik rostlash tizimlari. Bu tizimda rostlanuvchi kattalikning qiymati doimiy bo’ladi. Bu tizimda avtomat rostlagichning vazifasi rostlanuvchi kattalikning muayyan, mutlaqo doimiy qiymatida saqlash va texnologik jarayonni stabillashtirishdan iborat. Bu holda texnologik me’yor talablariga ko’ra rostlanuvchi kattalikning qiymati doimiy bo’ladi. Hozirgi paytda stabillovchi avtomatik rostlash sistemalari juda keng tarkalgan.
   
2. 
   Dastur yordamida avtomatik rostlash tizimi. Bu tizimda oldindan ma’lum bo’lgan qonunga ko’ra o’zgaradigan qiymatli rostlanuvchi kattalik mavjud bo’ladi. Bu sistemada rostlanuvchi kattalikningberilgan qiymati rostlagich zadatchigi orqali ma’lum qonun bo’yicha ishlab chiqariladi.
   
3. 
   Ko’zatuvchi avtomatik rostlash tizimi. Bu tizimda rostlanuvchi kattalikning berilgan qiymati ihtiyoriy ravishda o’zgarayotgan kattalikning nisbatidan aniqlansa, bu sistema ko’zatuvchi avtomatik rostlash sistemasi deyiladi. Bu sistemaning rostlovchanlik vazifasi rostlanuvchi kattalikning hozirgi qiymati ikkinchi, mustaqil kattalik qiymatini aniq takrorlashidan (yoki uni ko’zatishdan) iborat.
   
4. 
   Rostlanuvchi kattalikning qiymati rostlagich tomonidan berilsa yoki optimal satxda saqlansa, bu sistema optimal rostlash sistemasi deyiladi. Bu sistemaning yana bir turi ekstremal avtomatik rostlash sistemasidir. Ba’zan texnologik jarayon o’tishining optimal sharoitlarini tajriba o’tkazmasdan, avvaldan aniqlash qiyin bo’ladi. Shunda ekstremal sistema tanlangan optimallik kriteriylariga muvofiq ravishda sharoitlarni topish va ularni saqlash vazifasini amalga oshiradi.
   
5. 
   Harakteristikalari o’zgargan texnologik jarayonning o’tishi optimal bo’lgan sharoitlarni topib, ularni amalga oshiruvchi sistemani moslashuvchi avtomatik rostlash sistemasi deyiladi.
   

Avtomatik rostlash sistemalari uzluksiz va uzlukli (diskret) sistemalarga bo’linadi. Uzluksiz ARS da rostlanuvchi kattalik sistema zanjiri bo’yicha uzluksiz o’zgaradi va rostlanuvchi ob’ektga iisbatan rostlovchi miqdorning uzluksiz ta’sirini hosil qiladi. Uzlukli rostlash sistemasida rostlanuvchi kattalikning uzluksiz o’zgarishi boshqaruvchi va ijro etuvchi zvenolarga vaqti-vaqti bilan ta’sir qiladi.
Uzlukli sistemaga impulsli va pozision (rele) sistemalar kiradi. Agar sistemaning rostlovchi ta’siri o’tayotgan vaqtning muayyan davrlarida beriladigan bir qator impulslardan iborat bo’lsa, bu sistema impulsli rostlash sistemasi bo’ladi. Bu sistemalarda impulslar parametrlari (amplituda, uzunlik va ishora) tengsizlik miqdoriga bog’liq. Agar avtomatik rostlash sistemasi tarkibiga biror rele harakatidagi element kirsa, bu sistema releli rostlash sistemasi deyiladi. Rele elementining chiqish signali pog’onasimon bo’lib, kirish signali biror muayyan qiymatga etganda, u bir marta qayd qilingan holatdan ikkinchisiga o’tadi. Rele elementining chiqish signali qayd qilgan qiymatlari soniga ko’ra avtomatik rostlash sistemasilar ikki yoki ko’p pozision bo’ladi.
Ko’pincha ob’ektlarda bir yo’la bir necha parametrlarni rostlash zaruriyati paydo bo’ladi. Agar rostlash konturlari maxalliy bo’lib, rostlagichlar tashqi aloqayo’llari bilan o’zaro bog’lanmagan bo’lsa, bunday sistemalar bog’lanmagan rostlash sistemalari deyiladi. Agar rostlanuvchi miqdorlar ob’ekt ichida bog’lanmagan bo’lsa, bunday sistemalar texnologik jarayonning sifatli o’tishini ta’minlaydi. Agarda miqdorlar o’zaro bog’langan bo’lsa avtomatik rostlash sistemasibog’langan bo’ladi. Bog’langan rostlash sistemalaridagi rostlagichlar avvalgidek o’zaro bog’lanmaydi. Har qaysi maxalliy rostlash konturi boshqa konturlarga korrelyasiyalangan ichki aloqa orqali ta’sir qilgani sababli rostlash sifati yomonlashadi. Natijada sistema turg’unlashmagan bo’lib qolishi mumkin. Bu holda bog’langan rostlash sistemasi qo’llaniladi.
Rostlagichlari o’zaro tashqi aloqa orqali bog’langan sistema bog’langan rostlash sistemasi sinfiga kiradi. SHu bilan birga rostlagichlarning o’zaro ta’sirida rostlanuvchi kattaliklar ichki bog’lanishlarining zararli ta’sirinn birmuncha kompensasiya qilishi ham nazarda tutilgan. Eng mukammal xollarda tashqi bog’lanishlar ichki bog’lanishlar Yuzaga keltiradigan ko’ngilsiz xodisalarni butunlay yo’qotadi va bunday bog’langan sistema avtonom deyiladi.
Avtomatik tizim texnologik jarayon yoki jihozni odam ishtirokisiz berilgan dastur asosida boshqarishga qaratilgan qurilmalar majmuasiga aytiladi. Har qanday avtomatik tizim (AT) qaerda qo’llanilishidan qat’iy nazar ikkita asosiy qismdan tashkil topgan: boshqarish ob’ekti (BO) va boshqaruv qurilmasi (BQ) dan; Uning fuknsional sxemasi 1-rasmda keltirilgan.
x (t) z(t) y(t)

Axborot manbai
1.7 – rasm. Avtomatik tizimning fuknsional sxemasi.
Bunda x(t) – axborot manbaidan kelayotgan kirish signali, z(t) – BQ ishlab chiqqan boshqaruvchi ta’sir, u(t) – chiqish signali.
Avtomatik tizim ochiq va yopiq bo’lishi mumkin. Ochiq AT yuqorida ko’rilgan funksional sxema bo’la oladi.
Boshqaruv – bu ma’lum maqsadlarning erishuviga olib keladigan jarayonni tashkil qilishdir.
Boshqacha aytganda boshqaruv – u yoki bu jarayonni tashkil qilish natijasida ma’lum maqsadlarga erishishni ta’minlashdir.
Avtomatika, elektronika va hisoblash texnikasining rivojlanishi avtomatikaning inson faoliyatining barcha soxalariga kirib kelishiga olib keldi. Avtomatika va avtomatlashtirish butun texnika rivojlanishining asosiy yo’nalishi bo’lib kolmokda.
Hozirgi zamonda sanoatning rivojlanishini ishlab chiqarish jarayonlarining mexanizasiyalashtirilgani va avtomatlashtirilganligi bilan tavsiflanadi.
Mexanizasiya– bu qo’l mehnati vositalarini mashina va mexanizmlar bilan almashtirishdan iborat. Bunda inson og’ir va jismoniy mehnatdan ozod bo’ladi. U faqat mashina va mexanizmlar ishini nazorat qiladi, xolos.
Avtomatizasiya – bu boshqaruv jarayonlaridagi inson mehnatini avtomatik qurilma va asboblar bilan almashtirishdir.
Insonning bevosita aralashuvisiz boshqaruv vazifalarini bajaruvchi texnik qurilmalar avtomatik qurilmalardeb ataladi.
Avtomatika– bu ilm va texnika yo’nalishi bo’lib, inson ishtirokisiz o’z funksiyasini bajaruvchi qurilma, vosita va moslamalar yaratish bilan shug’ullanadi va bunga tegishli boshqaruvning nazariya va amaliyotini yaratadi. Rostlanishi zarur bolgan texnologik parametr, ya’ni miqdori va qiymati bir me’yorda ushlanib turiluvchi yoki ma lum dastur bo’yicha o’zgartiriluvchi parametr rostlanuvchi qiymatyoki rostlanuvchi parametr deb yuritiladi. Texnologik jarayon yoki texnologik jihozning parametrlari rostlanadigan bo’lsa, ular rostlov obektlari (RO) deb Yuritiladi.
Rostlov (boshqariluv) obekti va boshqaruv qurilmasi birgalikda o’zaro aloqada bo’lib, avtomatik boshqaruv yoki avtomatik rostlash tizimini tashkil qiladi.
Avtomatik boshqaruv tizimi (ABT) – maxsus qurilmalar yordamida, tashqaridan ta’sir ko’rsatmagan holda, ma’lum bir berilgan qonuniyat bo’yicha boshqaruv obektida ro’y beruvchi jarayonlarni tavsiflovchi bir yoki bir nechta parametrlarni boshqaradi.
Avtomatik rostlov tizimi (ART) – maxsus regulyator yoki reguyatorlar yordamida tashqi ta’sirsiz, rostlovchi obektda ro’y beruvchi jarayonlarni tavsiflovchi bir yoki bir nechta fizik qiymatlami mo’tadil, o’zgarmas qiymatda ushlab turadi. Agar avtomotik rostlov tizimida g’alayonlovchi ta’sir bo’lib, uni yo’qotishlik yoki ma’lum bir ruxsat etiluvchi ta’sirga keltirish talab etiladigan bo’lsa, avtomatik boshqaruv tizimi berilgan signalni ma’lum bir qonuniyat bilan o’zgartirib, kerakli aniqlik bilan bajarishi zarur. Binobarin, avtomatik boshqaruv vazifasiga boshqaruv ta’sirini yaratish, eng yaxshi rejimni avtomatik ravishda tanlash, avtomatik boshqaruvda o’zini o’zi sozlash va boshqalar kiradi. Avtomatik rostlash avtomatik boshqaruvning xususiy holi hisoblanadi.
Hozirgi paytda ishlab chiqarishning alohida oddiy sohalarini avtomatlashtiribgina qolmay, balki ishlab chiqarish vositalari va ishlab chiqarish jarayonini kompleks avtomatlashtirishga o’tilgan. Har xil avtomatik ishlab chiqarish liniyalari, xatto yirik avtomatik ishlab chiqarish korxonasilar barpo etilmoqda.
Shunday qilib, avtomatik tizim Boshqaruv Ob’ekti (BO) va Boshqaruv Tizim (BT) idan tashkil topgan.
BT boshqaruv maqsadi va boshqaruv natijalari xaqidagi ma’lumotlar manbaini, tizimga kiritilayotgan ma’lumotlarni analiz qiluvchi va boshqaruvchi buyruqlar ishlab chiqaruvchi qurilma hamda boshqariladigan ishchi qurilmaga buyruqlarni yetkazuvchi qurilmalarni o’z ichiga oladi.
Ma’lumotlar manbai bo’lib boshqaruv maqsadi hamda boshqaruv ob’ektining xatti-harakatlarini harakterlovchi turli fizik kattaliklarni o’lchash asboblari hizmat kiladi. Avtomatik boshqariladigan raketa bunga yaqqol misol bo’lib, nishon va raketaning o’zaro holatlarini aniqlovchi lokator asosiy ma’lumotlar manbai hisoblanadi.
Bu sxemadan ko’rinadiki, avtomatik tizimlar turli funksiyalarni bajaruvchi bir necha elementlar yig’indisidan tashkil topadi. Avtomatik boshqaruv qurilma (ABQ)lari odatda quyidagi elementlardan tashkil topadi:

1. 
   Ko’pincha sezgir elementlar deb yuritiladigan turli fizik kattaliklarni o’lchovchi qurilmalar (bu qurilmalar BT ga boshqaruv vazifalari va natijalari haqidagi ma’lumotlarni berib turadi).
   
2. 
   Funksional qayta ishlovchilar yoki hisoblash qurilmalari. Bu qurilmalar boshqaruv parametrlarini aniqlash yoki ma’lumotlarni mukammalrok taxlil qilish va boshqaruv signallari ishlab chiqarish ishlarini bajaradi.
   
3. 
   Bajaruvchi qurilmalar. Bu qurilmalar ob’ektni bevosita boshqaradi. Tizim qanchalik murakkab bo’lib borsa, tashkil etuvchilar soni qanchalik ortib borsa, tizimning ishonchliligi shunchalik kamayib boradi, chunki har bir elementning ishdan chiqib qolishi tizimning normal ishini to’xtatib qo’yadi.
   

Murakkab BT larining normal ishlashini ta’minlash uchun tizimni tashkil etuvchi har bir element holatini nazorat qilib turish maqsadga muvofiqdir. Tizim elementlarining holatlarini nazorat qiladigan va zarur hollarda nosozlik to’g’risida ma’lumot signali beradigan o’lchagichlar, nazorat qiluvchi qurilmalar ichki nazorat elementlari deyiladi. Bunday nazorat avtomatik BT ning sifatini va ishonchliligini oshiradi.