Тема 3.1.1. Назначение, классификация и обобщенная структурная схема САК.

Тема 3.1.3. Структурная схема и принцип работы балансной САИ.

Балансные САИ в отличие от небалансных имеют более высокое быстродействие и точность измерений, но более сложны по устройству.

 

С контролируемого объекта КО контролируемый параметр КП поступает на датчик Д, где преобразуется в напряжение U_{x ,} пропорциональное значению КП. Это напряжение подается на первый вход сравнивающего устройства СУ, на второй вход СУ поступает напряжение балансирования U_б (напряжение обратной связи), которое вырабатывается балансирующим устройством БУ. На выходе СУ образуется сигнал рассогласования U_р= U_х- U_б.

Если показания воспроизводящего устройства ВУ и значение контролируемого параметра КП равны, то U_х = U_б, а U_р = 0. При этом говорят, что система находится в равновесии (в исходном состоянии).

Если по каким-либо причинам значение КП изменится (например, при загрузке в плавильную печь большого количества металлолома температура уменьшится), то уменьшится и напряжение U_х на выходе датчика. В результате, на выходе сравнивающего устройства появится сигнал рассогласования с отрицательным знаком: - U_р=↓ U_х- U_б (т.к. U_б в первый момент времени еще не изменилось).

Усилившись или преобразовавшись, в преобразовательном-усилительном устройстве ПУУ, этот сигнал в качестве напряжения управления U_у подается на балансирующее устройство БУ. БУ в соответствии с этим сигналом начинает уменьшать показания воспроизводящего устройства ВУ, одновременно с этим, уменьшая значения U_б. В результате напряжение рассогласования U_р будет постепенно стремиться к нулю.

Как только U_б станет вновь равным U_х, напряжение рассогласования U_р вновь станет равным нулю. Система приходит в равновесие, а ВУ покажет новое значение КП.

ЗАЧЕТ по модулю 3.2 (САР).

По имеющейся схеме САР и диаграммах работы СИФУ описать работу контура регулирования:

1 вариант – скорости двигателя при увеличении нагрузки на его валу;

2 вариант – тока двигателя при пуске;

3 вариант – скорости двигателя при уменьшении нагрузки на его валу.

 

Модуль 3.3. Системы автоматического управления.

Тема 3.3.3. Схемы и принцип работы систем автоматической блокировки (САБ) и систем автоматической защиты (САЗ).

САБ предназначены для предотвращения ошибочных действий оператора, а также выполнения операций технологического процесса в необходимой последовательности.

САЗ предназначены для прерывания технологических процессов на защищаемом объекте при нарушении нормального режима работы, что может привести к повреждению оборудования и авариям.

Рассмотрим схему, в которой одновременно имеется САБ от ошибочного включения реверсивного двигателя и САЗ от выхода рабочего органа за крайние предельные положения.

Принцип работы САБ.

Данная САБ предназначена для блокировки от ошибочного нажатия оператором одновременно кнопок SB₂ и SB₃, что может привести к одновременному срабатыванию контакторов КМ₁ и КМ₂, а значит, к короткому замыканию источника питания.

Для предотвращения этого в цепь питания катушки контактора КМ₁ включен размыкающий блок-контакт контактора КМ₂, а в цепь питания катушки контактора КМ₂ – размыкающий блок-контакт контактора КМ₁. В результате при попытке одновременного нажатия кнопок SB₂ и SB₃ на какое то время раньше сработает контактор КМ₁, размыкая цепь питания катушки контактора КМ₂ и одновременно включая двигатель М.

Принцип работы САЗ.

Предположим, что включен контактор КМ₁ и двигатель М перемещает рабочий орган в нужном направлении. При подходе рабочего органа к крайнему предельному положению (например, мостового крана к стене цеха) специальный упор, расположенный на стене, воздействует на конечный выключатель SQ₁, расположенный на кране. Контакты SQ₁ разомкнутся. Катушка контактора КМ₁ теряет питание, его контакты в цепи питания двигателя М размыкаются и двигатель останавливается.

ЗАЧЕТ ПО МОДУЛЮ 3.3.

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЙ ЗАЧЕТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ»

Тема 3.1.1. Назначение, классификация и обобщенная структурная схема САК.

Автоматический контроль – область автоматики, которая изучает и создает технические средства, освобождающие человека от непосредственного наблюдения за ходом технологического процесса и его параметрами.

Автоматический контроль реализуется с помощью систем автоматического контроля (САК), которые в зависимости от назначения делятся на системы автоматической сигнализации (САС) и системы автоматического измерения (САИ).

 

Обобщенная структурная схема САК

 

С контролируемого объекта КО, контролируемый параметр КП поступает на датчик Д, где преобразуется в электрический сигнал (напряжение или ЭДС), пропорциональный величине КП. Этот сигнал поступает на первый вход сравнивающего устройства СУ. На второй вход СУ с задающего устройства ЗУ поступает электрический сигнал, пропорциональный величине эталонного параметра ЭП. С выхода СУ сигнал рассогласования между КП и ЭП поступает на воспроизводящее устройство ВУ. ВУ указывает, сигнализирует или записывает (регистрирует) информацию о ходе технологического процесса и его параметрах.

В качестве воспроизводящих устройств могут применяться:

1. указывающие приборы – цифровые и стрелочные измерительные приборы, осциллографы, мониторы, табло и т.д.;

2. сигнальные приборы – сигнальные лампы, светодиоды, звонки, сирены, мнемосхемы и т.д.;

3. регистрирующие приборы – самописцы, графопостроители, принтеры и т.д.

По сравнению с обобщенной структурной схемой САК структурные схемы конкретных систем могут иметь в своем составе некоторые изменения: например, могут отсутствовать задающее устройство, сравнивающее устройство или наоборот добавлены преобразовательно-усилительное устройство, балансирующее устройство.

Классификация САК

По характеру контроля во времени САК делятся на системы непрерывного контроля и системы периодического контроля.

По числу одновременно контролируемых параметров САК делятся на системы единичного контроля и системы множественного контроля.

По способу получения информации САК делятся на балансные системы и небалансные системы.

 

Тема 3.1.2. Структурная и функциональная схема небалансной САИ температуры (схема и принцип работы радиационного пирометра).

Радиационный пирометр предназначен для автоматического измерения температуры раскаленных тел на расстоянии.

Структурная схема радиационного пирометра

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAdlqff8IA AADaAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPTWvCQBC9F/wPywhegtloWwmpq0ghooceGr30Ns1O k2B2NmS3Mf333UChp+HxPme7H00rBupdY1nBKk5AEJdWN1wpuF7yZQrCeWSNrWVS8EMO9rvZwxYz be/8TkPhKxFC2GWooPa+y6R0ZU0GXWw74sB92d6gD7CvpO7xHsJNK9dJspEGGw4NNXb0WlN5K76N gnUaFUd+y09Pn2ed4/PqY4gez0ot5uPhBYSn0f+L/9wnHebD9Mp05e4XAAD//wMAUEsBAi0AFAAG AAgAAAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1s LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQB2Wp9/wgAAANoAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhwMAAAAA "/>

ВУ

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAAHYf1MMA AADbAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPTWvCQBC9C/0PyxR6Ed1o2xBSVymFSDz00LQXb9Ps mASzsyG7TeK/7wqCt3m8z9nsJtOKgXrXWFawWkYgiEurG64U/HxniwSE88gaW8uk4EIOdtuH2QZT bUf+oqHwlQgh7FJUUHvfpVK6siaDbmk74sCdbG/QB9hXUvc4hnDTynUUxdJgw6Ghxo4+airPxZ9R sE7mxZ4/s/zl96AzfF0dh/nzQamnx+n9DYSnyd/FN3euw/wYrr+EA+T2HwAA//8DAFBLAQItABQA BgAIAAAAIQDw94q7/QAAAOIBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADHdX2HSAAAAjwEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALgEAAF9yZWxzLy5yZWxz UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADMvBZ5BAAAAOQAAABAAAAAAAAAAAAAAAAAAKQIAAGRycy9zaGFwZXht bC54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAAHYf1MMAAADbAAAADwAAAAAAAAAAAAAAAACYAgAAZHJzL2Rv d25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA9QAAAIgDAAAAAA== "/>

КО

Д

У

С контролируемого объекта КО температура t⁰ поступает на датчик Д, где преобразуется в термоЭДС е_t, пропорциональную температуре. С выхода датчика этот сигнал поступает на усилитель У, а после усилителя – на воспроизводящее устройство ВУ, которое проградуировано в градусах температуры.

Функциональная схема радиационного пирометра

Тепловое (инфракрасное) излучение раскаленного тела 1, с помощью линзы 2 фокусируется на рабочем cпае термопары 3. Термопара помещена в герметичную стеклянную колбу 6, заполненную аргоном.

 

Выходные клеммы термопары а и б через усилитель постоянного тока УПТ подключены к милливольтметру 5. Шкала милливольтметра проградуирована в ⁰С. Чем больше температура раскаленного тела, тем больше термоЭДС е_t на выходе термопары, тем больше отклоняется стрелка милливольтметра, указывая температуру тела.

Окуляр 4 служит для точной наводки фокуса излучения на рабочий спай термопары.