Wprowadzenie do zagadnień sterowania i regulacji

1. Moduł 1
Wprowadzenie do zagadnień sterowania i regulacji
1. Struktura i charakterystyka układów sterowania i regulacji
2. Podstawowe człony układów automatycznej regulacji
3. Rodzaje regulacji
4. Typy i sposób działania regulatorów
5. Bibliografia

2. 2
1. Struktura i charakterystyka układów sterowania i regulacji
Dążenie do zapewnienia jak największej efektywności procesów produkcyjnych,
przejawiającej się maksymalizacją wydajności i jakości, zmniejszaniem rozmiarów urzą-
dzeń, ograniczaniem zużycia energii oraz wzrostem złożoności procesów technologicz-
nych, powoduje eliminowanie (lub ograniczenie) udziału człowieka w zakresie realizacji
procesów, szczególnie w zakresie sterowania procesami. Wynika z tego konieczność
automatyzowania procesów produkcyjnych.
Rozróżnia się grupy procesów:
 przetwórcze (związane ze zmianą stanu fizycznego lub składu chemicznego ma-
teriałów),
 obróbcze (związane ze zmiana kształtu materiału),
 transportowe.
Automatyka obejmuje zagadnienia teoretyczne i praktyczne zmierzające do elimi-
nowania lub ograniczania bezpośredniego udziału człowieka przy wykonywaniu róż-
nych zadań.
Automatyzacja jest to wprowadzanie elementów, urządzeń, układów zastępujących
pracę człowieka przy realizacji różnych procesów (nie tylko produkcyjnych). Na co
dzień korzystamy z lodówek, pralek automatycznych, wind, systemów automatycznych
w pojazdach – co świadczy o powszechnym wpływie automatyki na życie ludzi.
Każdy proces technologiczny można przedstawić w postaci schematu blokowego.
Na proces oddziałują strumienie materiałów i energii.
Rys. 1.1. Ogólne przedstawienie procesu technologicznego
[opracowanie własne]
Ideę zawartą na rys. 1.1 można skomentować w oparciu o przykład przygotowania
ciepłej wody do kąpieli.
Informacjami pierwotnymi są:
 temperatura, do której powinna być ogrzana woda,
 ilość ogrzanej wody niezbędnej do kąpieli.
Informacją końcową jest odpowiednia ilość wody nagrzanej do żądanej temperatury.

3. 3
Energią jest ilość gazu zużytego na podgrzanie wody do żądanej temperatury.
Straty materiałów i energii – ciepło oddane otoczeniu i spalinom, ilość wody utracona
np. z powodu przecieków.
Optymalizacji przebiegu procesu, czyli minimalizacji zużycia energii, minimalizacji
strat, maksymalizacji parametrów informacji wyjściowych przy założeniu stałości infor-
macji wejściowych, można dokonywać poprzez odpowiednie sterowanie procesem.
Sterowanie procesu polega na oddziaływaniu na strumienie energii lub materiałów
w taki sposób, aby zrealizowany został zamierzony przebieg procesu.
Oddziaływanie to może być realizowane przez człowieka (sterowanie ręczne)
lub przez zespół środków technicznych zastępujących człowieka w czynnościach nadzoru
i wpływania na przebieg procesu (sterowanie automatyczne). Zanim proces będzie można
zautomatyzować, musi być on wcześniej poddany mechanizacji.
Mechanizacja polega na zmniejszaniu lub eliminowaniu wysiłku fizycznego człowie-
ka (zmniejszaniu lub eliminowaniu pracy fizycznej człowieka) zaangażowanego w realiza-
cję procesu, natomiast dzięki automatyzacji można ograniczyć (lub wyeliminować) nie
tylko wysiłek fizyczny, ale również wysiłek umysłowy człowieka.
Przykładem mechanizacji może być zastąpienie ręcznego posuwu suportu obrabiarki
przesuwem za pomocą silnika elektrycznego uruchamianego przyciskami.
Automatyzacja jest realizowana dzięki budowaniu układów automatyki.
Układem automatyki jest zespół elementów biorący bezpośredni udział
w sterowaniu automatycznym określonego procesu oraz elementów pomocniczych upo-
rządkowanych na zasadzie ich wzajemnej współpracy, tzn. zgodnie z kierunkiem przeka-
zywania sygnałów.
Ze względu na strukturę układu, w którym odbywa się sterowanie rozróżniamy
układy sterowania w układzie:
 otwartym (rys. 1.2.),
 zamkniętym, tj. w układzie ze sprzężeniem zwrotnym (rys. 1.3.).
W uproszczeniu układ sterowania można przedstawić za pomocą schematu bloko-
wego przedstawionego na rysunku 1.2.
Rys. 1.2. Schemat blokowy układu sterowania
[https://sites.google.com/site/zsaiowzywcu/technika-kl-2-mopim/automatyka]
Celem działania układu sterowania otwartego jest kształtowanie sygnału wyjściowe-
go zgodnie z programem określonym przez sygnał zadany. Sygnał zadany może być
wprowadzany przez:
 człowieka,
 urządzenie pomiarowe informujące o zaistnieniu pewnego szczególnego stanu
układu,
 urządzenie zmieniające ten sygnał według założonego programu w czasie.

4. 4
W przypadku wprowadzania sygnału sterującego przez człowieka mówimy
o sterowaniu ręcznym. W sytuacji, kiedy robi to urządzenie – mówimy o sterowaniu au-
tomatycznym.
Rys. 1.3. Schemat blokowy układu sterowania w układzie zamkniętym
[https://sites.google.com/site/zsaiowzywcu/technika-kl-2-mopim/automatyka]
Cechą charakterystyczną układu sterowania otwartego jest brak informacji o warto-
ści sygnału wyjściowego i nie gwarantuje pełnego osiągnięcia celu sterowania. Układy te
spełniają stosunkowo proste funkcje i nie umożliwiają uzyskania dużej dokładności ste-
rowania. Mała dokładność układów sterowania otwartego związana jest
z występowaniem zakłóceń.
Aby skompensować wpływ zakłóceń na wartość sygnału wyjściowego należy mie-
rzyć wartość wielkości wyjściowej, a następnie porównywać z wartością zadaną i wynik
porównania wykorzystać do korygującego działania urządzenia sterującego. Realizacja
tego działania odbywa się dzięki istnieniu sprzężenia zwrotnego. Istnienie sprzężenia
zwrotnego jest cecha charakterystyczną układów sterowania zamkniętego.
W układzie zamkniętym można wyróżnić tak zwany tor główny, w którym znajduje
się zawsze obiekt regulacji (sterowania) i tor sprzężenia zwrotnego (krócej: sprzężenie
zwrotne), w którym znajdują się elementy mierzące wielkość regulowaną (sterowaną),
porównujące ją z wartością zadaną itd. Tor główny odpowiada najczęściej podstawo-
wemu procesowi technologicznemu i jest zwykle miejscem występowania najistotniej-
szych dla procesu zakłóceń.
Pętla sprzężenia zwrotnego obejmuje tor główny od węzła sumacyjnego do węzła
rozgałęźnego i tor sprzężenia zwrotnego od węzła rozgałęźnego do węzła sumacyjnego
(zgodnie z kierunkiem przepływu sygnałów). Ze sprzężeniem zwrotnym mamy
do czynienia, gdy w procesie skutek oddziałuje na przyczynę, czyli innymi słowy sygnał
wyjściowy sterowanego procesu ma wpływ na sygnał wejściowy.
Sprzężenie zwrotne może być:
 dodatnie,
 ujemne.

5. 5
Sprzężenie zwrotne dodatnie występuje wtedy, gdy wzrost któregokolwiek
z sygnałów w pętli, po przejściu przez wszystkie elementy tworzące pętlę, spowoduje
dalsze zwiększanie wartości tego sygnału (tzn. gdy skutek wzmacnia przyczynę).
Sprzężenie zwrotne ujemne będzie występować w przypadku, gdy wzrost którego-
kolwiek z sygnałów, po przejściu przez wszystkie elementy tworzące pętlę, pociąga za
sobą kompensację tego wzrostu (tzn. gdy skutek osłabia przyczynę).
Sterowanie – celowe oddziaływanie na określony obiekt (urządzenie lub proces), tak,
aby osiągnąć pożądane zachowanie obiektu (urządzenia lub pożądane cechy procesu).
Sygnał – dowolna wielkość fizyczna występująca w procesie sterowania, będąca funkcją
czasu i wykorzystywana do przekazywania informacji. Informacja zawarta jest w wartości lub
kształcie przebiegu sygnału. Sygnałem może być więc np. napięcie elektryczne, prąd lub czę-
stotliwość w układach elektrycznych, ciśnienie w układach pneumatycznych lub hydraulicz-
nych, przesunięcie (liniowe lub kątowe) w układach mechanicznych.
Określone wartości napięć czy ciśnień lub określony kształt ich zmiany dostarczają
danych o stanie układu zatem sygnał jest nośnikiem informacji.
Obiekt sterowania (obiekt sterowany) – jest to proces (lub urządzenie) poddawa-
ny sterowaniu.
Sygnały wejściowe (wymuszające) – sygnały mające wpływ na przebieg procesu
realizowanego przez obiekt sterowania. Sygnały wejściowe mogą być:
 sterujące (użyteczne), zwane sterowaniami,
 zakłócające, zwane zakłóceniami.
Sygnały sterujące generowane są celowo przez człowieka lub urządzenia sterujące
i wprowadzane do układu w celu kształtowania sposobu przebiegu procesu realizowa-
nego w obiekcie sterowania.
Sygnały zakłócające związane są z otoczeniem, w którym proces jest realizowany
lub ze specyfiką przebiegu procesu – mogą nimi być np. niestabilność temperatury lub
ciśnienia środowiska, w którym realizowany jest proces, niestabilność strumienia ener-
gii dostarczanej do obiektu sterowania, straty materiałów lub energii występujące pod-
czas przebiegu procesu. Sygnały zakłócające wpływają negatywnie na przebieg procesu
i są niepożądane.
Sygnały wyjściowe – sygnały będące efektem realizacji przez obiekt sterowania
procesu technologicznego. Sygnały te oddziałują na otoczenie (środowisko, w którym
przebiega proces, inne urządzenia, inne powiązane procesy.
Urządzenie sterujące(sterownik, regulator) – urządzenie przetwarzające sygnały
wejściowe (zadane) i generujące sygnały sterujące przekazywane do obiektu sterowania.
Przykładem układu sterowania w systemie otwartym jest układ sterowania pozio-
mu wody w zbiorniku. Aby osiągnąć określony przyrost poziomu wody ∆h należy włą-
czyć pompę na czas ∆t. Nie występuje w tym przypadku bezpośrednie powiązanie mię-
dzy przyrostem poziomu wody w zbiorniku, a czasem pracy pompy. Załączenie pompy
nie zależy od przyrostu poziomu cieczy, lecz od decyzji operatora pompy (rys. 1.4.).

6. 6
Rys. 1.4. Przykład układu sterowania otwartego
[ftp://ztchs.p.lodz.pl/Automatyka-WdWInzynierii/WdWI-2012-AD.pdf]
Układ automatycznego sterowania w systemie zamkniętym nazywany jest układem
automatycznej regulacji.
Regulacją nazywa się taki sposób sterowania, w którym wykorzystano sprzężenie
zwrotne, tzn. oddziaływanie wyjścia obiektu na wejście polegające na tym, że sygnały od-
powiedzi danego obiektu mają wpływ na kształtowanie sygnałów sterujących (rys. 1.4.).
Podstawowymi członami układu regulacji są: regulator i obiekt regulacji,
a występujące w nim sygnały to:
x(t) – sygnał regulowany (wyjściowy),
x0(t) – sygnał wartości zadanej,
e(t) – sygnał uchybu,
u(t) – sygnał sterujący (nastawiający),
z(t) – sygnał zakłócający.
Rys. 1.5. Schemat układu automatycznej regulacji
[opracowanie własne]
Przykładem układu automatycznej regulacji jest układ regulacji temperatury przed-
stawiony poniżej.
Zadaniem tego układu regulacji jest utrzymanie wewnątrz pojemnika stałej tempe-
ratury ϑ0 wyższej od temperatury otoczenia ϑz. Rolę elementu zadającego, czujnika, su-
matora i regulatora spełnia termometr stykowy, którego górna elektroda może być od-
powiednio przesuwana. Przekaźnik, przerywający obwód zasilania grzejnika wówczas,
gdy temperatura wewnątrz pojemnika ϑ przekroczy wartość zadaną ϑ0, pełni funkcję
wzmacniacza mocy i może być uważany za element wyjściowy regulatora. Wielkością
regulowaną jest temperatura ϑ wewnątrz pojemnika, sygnałem sterującym – napięcie U
zasilające grzejnik, a zakłóceniem zmieniająca się temperatura otoczenia ϑz.

7. 7
Rys. 1.6. Przykład układu automatycznej regulacji temperatury
[ftp://ztchs.p.lodz.pl/Automatyka-WdWInzynierii/WdWI-2012-AD.pdf]
Rys. 1.7. Schemat blokowy układu automatycznej regulacji temperatury przedstawionego na rys. 1.6.
[ftp://ztchs.p.lodz.pl/Automatyka-WdWInzynierii/WdWI-2012-AD.pdf]
2. Podstawowe człony układów automatycznej regulacji
Członem automatyki (elementem automatyki) nazywa się dowolny podzespół, ze-
spół, przyrząd lub urządzenie występujące w układach automatyki, w którym wyróżnić
można sygnał wejściowy i sygnał wyjściowy. Schematycznie przedstawia się element
w postaci prostokąta, a kreski ze strzałkami oznaczają tor i kierunek przekazywania sy-
gnału. W najprostszym przypadku elementy mają tylko jeden sygnał wejściowy x i jeden
sygnał wyjściowy y (rys. 1.8. a). W praktyce spotyka się jednak również elementy, w któ-
rych trzeba wyróżnić kilka sygnałów wejściowych i wyjściowych (rys. 1.8. b).
Rys. 1.8. Schemat blokowy członu automatyki: a) człon jednowymiarowy, b) człon wielowymiarowy
[Żelazny M.: Podstawy automatyki. PWN, Warszawa, 1976]

8. 8
Rys. 1.9. Przykłady elementów automatyki: a) dźwignia dwuramienna, b) dzielnik napięcia.
a, b – ramiona dźwigni dwustronnej, x – sygnał wejściowy, y – sygnał wyjściowy, u1 – napięcie wejściowe,
u2 – napięcie wyjściowe, R1 , R2 – rezystory
[Żelazny M.: Podstawy automatyki. PWN, Warszawa, 1976]
Wyróżnia się następujące grupy członów automatyki:
 proporcjonalne (bezinercyjne),
 inercyjne,
 całkujące,
 różniczkujące,
 oscylacyjne,
 opóźniające.
Pełny opis właściwości członów automatyki określa się, podając charakterystyki:
statyczną oraz dynamiczną. Dla potrzeb kursu ograniczymy się tylko do podawania cha-
rakterystyki statycznej – czyli zależności sygnału wyjściowego od sygnału wejściowego.
Człon proporcjonalny charakteryzuje się proporcjonalną zależnością sygnału wyj-
ściowego od wejściowego.
Rys. 1.10. Przykład członu proporcjonalnego: a) przekładnia mechaniczna, b) odpowiedź skokowa i sym-
bol. n1 – prędkość obrotowa koła zębatego z1, n2 – prędkość obrotowa koła zębatego z2
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]

9. 9
Przykładami członów proporcjonalnych są: przekładnie zmieniające liczbę obrotów,
przekładnie zmieniające moment napędowy, wzmacniacze elektroniczne, większość
przetworników pomiarowych.
Człon inercyjny I rzędu charakteryzuje sie proporcjonalnością sygnału wyjściowego
od wejściowego dopiero po upływie pewnego czasu.
Rys. 1.11. Przykład i charakterystyka członu inercyjnego I rzędu
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]
Przykładami członów inercyjnych I rzędu są: napełnianie zbiornika gazem sprężo-
nym, procesy ogrzewania, rozpędzanie ciała wirującego.
Człon inercyjny II rzędu składa się z dwóch połączonych szeregowo członów iner-
cyjnych I rzędu.
Rys. 1.12. Połączone zbiorniki ciśnieniowe jako przykład członu inercyjnego II rzędu
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H.,Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]

10. 10
Człon oscylacyjny jest również połączeniem dwóch elementów inercyjnych maga-
zynujących energię, lecz energia jest na przemian doprowadzana i odprowadzana.
Rys. 1.13. Obiekt o charakterystyce oscylacyjnej
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H.,Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]
Człon całkujący charakteryzuje się proporcjonalna zależnością sygnału wyjściowe-
go od całki sygnału wejściowego.
Rys. 1.14. Obiekty o charakterystyce całującej
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H.,Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]
Człony całkujące tworzą obiekty, w których zachodzi przemiana:
 prędkości ruchu na przemieszczenie,
 przyspieszenia ruchu na prędkość,
 liczby obrotów na położenie kątowe,
 przepływu medium na wysokość poziomu napełnienia zbiornika,
 prądu elektrycznego na ładunek elektryczny,
 częstotliwości impulsów na stan licznika zliczającego te impulsy.

11. 11
Człon opóźniający charakteryzuje się tym, że sygnał wyjściowy pojawia się dopiero
po upływie określonego czasu od pojawienia się sygnału wejściowego. Czas ten nazywa
się czasem opóźnienia.
1.15. Obiekty z opóźnieniem
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]
3. Rodzaje regulacji
Układy sterowania ze względu na posiadaną informację początkową o procesie
(obiekcie sterowania) można podzielić na:
 układy sterowania o pełnej informacji o procesie zwykłe:
o stabilizacji,
o nadążne (śledzące),
o sterowania programowego,
o optymalne.
 układy sterowania o niepełnej informacji o procesie
o adaptacyjne,
o sterowania rozmytego (fuzzy control),
o sterowania opartego na sieciach neuronowych.
Początkową informację o procesie stanowi zespół danych jakie uzyskano o tym pro-
cesie przed uruchomieniem układu automatycznego sterowania. Dane te są uzyskiwane
w wyniku postępowania nazywanego identyfikacją obiektu.
Układy stabilizacji
Podstawowe, najprostsze i najczęściej stosowane układy automatyczne.
Zadaniem ich jest utrzymywanie wielkości regulowanej na określonym, możliwie
stałym poziomie w obecności zakłóceń działających na proces sterowany.
Układy nadążne (śledzące)
Układy te zwane serwomechanizmami są zamkniętymi układami sterowania,
w których wartość zadana jest nie znaną funkcją czasu. Zadaniem układu jest spowodo-
wanie nadążania wielkości sterowanej za zmianami wartości zadanej. Ściśle biorąc, wielu
autorów nazywa serwomechanizmami tylko zamknięte układy sterowania położeniem

12. 12
(najczęściej) prędkością lub siłą w obiekcie sterowania. Ponieważ stanowią one jednak
zdecydowaną większość wszystkich układów nadążnych, traktuje się niekiedy obie nazwy
jako równoważne.
Przykładem układu nadążnego jest układ sterowania ogniem artylerii przeciwlotni-
czej według wskazań radaru. Wartością zadaną jest położenie samolotu, mierzone przez
urządzenie radarowe i wyrażane w postaci sygnałów elektrycznych. Wielkością sterowa-
ną jest położenie dział przeciwlotniczych, które powinno odpowiadać położeniu samolotu
z uwzględnieniem wszystkich poprawek balistycznych. Położenie dział jest również mie-
rzone i wyrażane w postaci sygnałów elektrycznych, które porównywane są z sygnałami
wartości zadanej w urządzeniu sterującym. Niezgodność wartości rzeczywistej (mierzo-
nej) wielkości sterowanej z jej wartością zadaną wywołuje oddziaływanie urządzenia ste-
rującego na silniki ustawiające działa w takim kierunku, aby tę niezgodność usunąć.
Układy sterowania programowego
Są to układy regulacji programowej i układy sterowania programowego, w których
wartość zadana jest z góry określoną funkcją czasu, .)t(w=w Jako przykład może tu słu-
żyć układ programowej regulacji temperatury w piecu hartowniczym. Program regulacji
może być wprowadzony przez urządzenie krzywkowe, zmieniające )t(w np. zgodnie
z rys. 1.15.
o
C
t, h
0 1 2 3
w(t)
Rys. 1.16. Przykładowy program regulacji temperatury w piecu hutniczym
[Żelazny M.: Podstawy automatyki. PWN,Warszawa,1976]
Jeżeli jednak zmiany wartości zadanej są szybkie to stanowią one główne zakłócenie
działające na układ. Torem głównym będzie wówczas tor od „w” do „y”.
Układy optymalne
Przy narzuconych ograniczeniach sygnał sterujący procesem musi być zmieniamy
tak, aby uzyskane wartości wybranych wskaźników były najlepsze w danych warun-
kach.
Jako wskaźniki jakości regulacji mogą być przyjmowane:
 czas regulacji (układ czaso-optymalny zapewnia minimum czasu trwania stero-
wania),
 wydatek paliwa (układ optymalny ze względu na minimum wydatku pozwoli
osiągnąć cel i zaoszczędzić paliwo),
 zasięg (układ optymalny ze względu na zasięg umożliwi przybycie najdłuższej
drogi przy tym samym zapasie paliwa).
Przykładem takiego układu może być układ sterowania ciągiem silników tak, aby
samolot osiągnął określony pułap, przy minimalizacji wskaźnika jakości, którym jest
zużycie paliwa.

13. 13
Układy adaptacyjne
Urządzenia sterujące mogą samoczynnie zmieniać swoje parametry lub charaktery-
styki, dopasowując je do zmieniających się właściwości procesu regulowanego i działa-
jących zakłóceń.
Układ adaptacyjny pracuje podobnie jak człowiek. Musi mieć następujące zdolności:
 rozpoznawanie,
 zapamiętywanie,
 wyciąganie wniosków,
 wyboru decyzji,
 realizacji wybranej decyzji.
Układy adaptacyjne stosujemy wówczas, gdy nie mamy w pełni rozpoznanego procesu.
Układy sterowania rozmytego sterowania rozmytego (fuzzy control) oraz sterowa-
nia opartego na sieciach neuronowych nie będą omawiane w ramach kursu.
4. Typy i sposób działania regulatorów
Regulator jest to urządzenie działające w układzie automatycznej regulacji wytwa-
rzające sygnał sterujący na podstawie sygnału uchybu regulacji.
Wyróżnia się następujące grupy regulatorów:
 regulatory o działaniu nieciągłym,
 regulatory o działaniu ciągłym,
 regulatory o działaniu dyskretnym.
Regulatory o działaniu nieciągłym charakteryzują się dwoma jednoznacznie określo-
nymi wartościami sygnału wyjściowego. Regulatory te często są stosowane w układach
regulacji temperatury, ciśnienia, wysokości poziomu napełnienia zbiorników (rys. 1.17).
1.17. Regulator bimetaliczny
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]

14. 14
Regulatory o działaniu ciągłym zmieniają wartość wielkości sterującej w sposób
ciągły. Regulatory te nazywane są regulatorami analogowymi.
Wśród regulatorów o działaniu ciągłym najczęściej stosowane są:
 regulatory proporcjonalne,
 regulatory proporcjonalno-całkowe,
 regulatory proporcjonalno-całkowo-różniczkowe.
W przypadku regulatora proporcjonalnego sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do
sygnału wejściowego. Prostym przykładem regulatora proporcjonalnego jest regulator
Watta (rys. 1.18.).
1.18. Regulator proporcjonalny
[Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa, 2002]
Regulatory proporcjonalno-całkowy charakteryzuje się tym, że sygnał wyjściowy
jest proporcjonalny do sygnału wejściowego oraz całki sygnału wejściowego. Regulatory
te stosowane są w układach regulacji prędkości obrotowej.
Regulatory proporcjonalno-całkowo-różniczkujące zawierają w sobie cechy regula-
torów proporcjonalnych oraz proporcjonalno-całkowych. Są regulatorami uniwersal-
nymi i zapewniają w każdym układzie regulacji minimalizację odchyłki regulacji i stabil-
ne zachowanie układu.
Współcześnie w budowie maszyn i przyrządów do sterowania i regulacji stosowana
jest technika komputerowa, wykorzystywane są sterowniki komputerowe oraz sterow-
niki programowalne. Urządzenia te działają w oparciu o sygnały cyfrowe. Sygnały cy-
frowe w dogodny sposób pozwalają na gromadzenie oraz przetwarzanie informacji o
parametrach procesów, które wykorzystuje się w procesach regulacji. Regulatory cyfro-
we realizowane są jako programy w sterownikach.
Sygnały przekazywane w układzie sterowania są związane z wielkościami fizycz-
nymi, które reprezentują. Dotyczy to zarówno sygnałów wyjściowych, jak i sterujących.
Ogólnie można je podzielić na cztery grupy:
 Sygnały mechaniczne – mogą być wytwarzane za pomocą krzywek, dźwigni itp.

15. 15
 Sygnały hydrauliczne – wytwarzane najczęściej przez czujniki przepływu (zwężki
pomiarowe) lub czujniki ciśnienia, np. podczas regulacji poziomu wody w zbior-
niku na podstawie ciśnienia na jego dnie.
 Sygnały pneumatyczne – wytwarzane przez różnego rodzaju czujniki ciśnienia
(membranowe, mieszkowe). Są one powszechnie stosowane w urządzeniach au-
tomatyki wykorzystujących napędy pneumatyczne.
 Sygnały elektryczne – obecnie najpopularniejsze. Dla większości wielkości fi-
zycznych opracowano przetworniki do czujników pomiarowych, dzięki którym
można uzyskać wartość mierzoną w postaci sygnału elektrycznego: analogowego
lub cyfrowego.
Bibliografia:
1. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa, 1998
2. Pizoń A.: Elektrohydrauliczne analogowe i cyfrowe układy automatyki. WNT,
Warszawa 1996
3. Siemieniako F., Gawrysiak M.: Automatyka i robotyka. WSiP, Warszawa, 1996
4. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT, Warszawa 2005.
5. Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H.,Zippel B.: Mechatronika. REA,
Warszawa, 2002
6. Jabłoński W., Płoszajski G. :Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 2003
Netografia:
1. https://sites.google.com/site/zsaiowzywcu/technika-kl-2-mopim/automatyka -
Zespołu Szkół Agrotechnicznych i Ogólnokształcących.:PODSTAWOWE POJĘCIA
AUTOMATYKI.
2. ftp://ztchs.p.lodz.pl/Automatyka-WdWInzynierii/WdWI-2012-AD.pdf - Dr hab.
inż. Andrzej Dębowski.: Wprowadzenie do współczesnej inżynierii.