Технологические средства автоматизации - реферат

Столичная Муниципальная ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Контрольная работа по дисциплине:

“Технологические средства автоматизации”

ВАРИАНТ 4

ВЫПОЛНИЛ: студент гр. № 141

А.С. Лизунов

ПРОВЕРИЛ: С.В. Санталов

Рязань 2003

Вопрос 5.

Современное создание характеризуется увеличением толики автоматического оборудования. В связи с этим многие учебные дисциплины предугадывают исследование автоматических устройств дискретного деяния, а именно более всераспространенных устройств дискретной электроавтоматики (УДЭА Технологические средства автоматизации - реферат).Имеющиеся пакеты прикладных программ, обеспечивающие разработку УДЭА, не могут употребляться для обучения студентов, т.к. большая часть операций проектирования в их производятся автоматом.Устройства дискретной электроавтоматики, употребляются для формирования команд управления типа включено-выключено при наличии определенных композиций воздействий, данных, к примеру, в случае электронных устройств механическими воздействиями на их Технологические средства автоматизации - реферат подвижные контакты.Анализ и синтез УДЭА проводится на базе булевой алгебры, что позволяет формализовать задачки и сделать компьютерные программки проектирования и исследования работы таких устройств, также оценивать уровень познаний на базе особых контролирующих программ на индивидуальных ЭВМ [1,2].Синтез устройства управления электромеханического типа осуществляется при помощи программки имитирующей Технологические средства автоматизации - реферат работу этого устройства, которое моделируется в ячейках матрицы размера 4х4 установкой в их нормально замкнутых и разомкнутых электронных ключей, вертикальных и горизонтальных перемычек. После этого выдаются варианты замыкания приобретенной электронной схемы при разных воздействиях на ключи, а если число вариантов воздействий не превосходит 16, то дополнительно и таблица истинности с указанием вариантов замыкания Технологические средства автоматизации - реферат.Таким макаром, синтез УДЭА проводится в несколько поочередных шагов: на первом - определяется булева формула соответственная логике работы устройства, на втором - по этой формуле задается электронная схема, на 3-ем - анализируется ее работа, при этом 2-ой и 3-ий, более трудозатратный, этапы производятся при помощи компьютера и в случае Технологические средства автоматизации - реферат нахождения ошибки в работе УДЭА могут повторяться не однократно.

Вопрос 14.

Индуктивные преобразователи линейных перемещений созданы для преобразования линейных перемещений в электронные сигналы.

*Коэффициент преобразования: выходной сигнал преобразования при нагрузке 1кОм / смещение якоря преобразователя / напряжение питания.

**Нелинейность свойства преобразования: наибольшее отклонение свойства от прямой, проходящей через ноль и наименнее уклоняющейся от реальной, отнесенное Технологические средства автоматизации - реферат к рабочему спектру преобразователя.

***Размах показаний: разность меж наибольшим и наименьшим показаниями при неоднократном арретировании преобразователя.

Тип Общий ход шпинделя, мм Рабочий спектр, мм Коэффициент преобразования*, мВ/мм/В Нелинейность свойства преобразования,%** Размах показаний***, мкм Вариация показаний****, мкм
М-022 3,6 ±1 130 0,5 0,2 0,2
М-022А 3,6 ±1 130 0,1 0,2 0,2
М-023 12,3 ±5 50 5 0,2 0,2
М-023А 12,3 ±5 50 0,5 0,2 0,2
М-024 12,6 ±3 80 5 0,2 0,2
М-028 35 ±15 30 10 1 1
М-032 5 ±2,5 20 5 5 5
М-032-01 5 ±0,5 100 3 5 5

****Вариация показаний: разность меж 2-мя показаниями преобразователя при Технологические средства автоматизации - реферат измерениях величины, имеющей одно и то же значение, с плавным неспешным подходом к этому значению со стороны огромных и наименьших значений.

Вопрос 24.

Принцип деяния такового датчика состоит в том, что при отражении электрической волны от передвигающейся цели ее частота двигается на величину: f = 2F0·v/c , где F0 - частота Технологические средства автоматизации - реферат электрической волны, v - проекция скорости цели на направление цель-локатор, с - скорость света. Отсюда видно, что нужна очень высочайшая частота излучаемого сигнала, потому что сдвиг частоты (то, что несет информацию о цели) пропорционален v/c и очень мал. Если v = 3 м/сек, то относительный сдвиг частоты всего 10-8 и при частоте Технологические средства автоматизации - реферат излучения 10ГГц (1010 Гц) f = 200 Гц. Не считая того, исключительно в СВЧ (сверхвысокочастотном) спектре можно сделать малогабаритные направленные антенны.

Локатор облучает цель непрерывным СВЧ сигналом. Отраженный целью сигнал ворачивается назад, принимается локатором и смешивается на смесителе с малой толикой излучаемого сигнала. Смеситель - нелинейный электронный элемент (в простом случае обыденный СВЧ Технологические средства автоматизации - реферат диодик). При одновременном содействии 2-ух электрических колебаний с разными частотами f1 и f2 на нелинейном элементе выделяются колебания с комбинационными частотами

fL = f1 - f2 и fH = f1 + f2

Обычно нижняя частота fL выделяется фильтром и употребляется для регистрации наличия передвигающегося объекта и (если необходимо) для измерения его скорости Технологические средства автоматизации - реферат.

Практически все такие датчики, это радиолокаторы СВЧ спектра, которые работают на частотах от 10 до 40 ГГц (длина волны от 3 до 0.8 см). Датчики такового типа употребляются:

Простой датчик движения представляет собой два кусочка волновода (скажем 23 x 10), сложенные повдоль узенькой стены. С одной стороны волноводы закорочены, и при помощи диафрагм в их организованы Технологические средства автоматизации - реферат резонаторы, настроенные на частоту F0. СВЧ мощность излучается (попадает) в резонаторы через отверстие связи в диафрагме. В одном резонаторе помещен диодик Ганна (G) (либо лавинно пролетный диодик - ЛПД). При подаче определенного напряжения на диодик такая система начинает генерировать СВЧ колебания на частоте F0. Во 2-м резонаторе расположен смесительный диодик Технологические средства автоматизации - реферат (M) - это приемник. Часть мощности излучаемого сигнала через отверстие связи в общей узенькой стене волновода просачивается в волновод приемника и дальше в резонатор смесителя. Эта мощность смешивается с сигналом, отраженным целью на диоде-смесителе. В итоге на диодике появляется низкочастотный сигнал с разностной частотой. Этот сигнал употребляется для измерения скорости Технологические средства автоматизации - реферат цели (измеряется частота fL). Если требуется только регистрация наличия передвигающегося объекта, то просто анализируется, есть ли в напряжении на диодике переменная часть с амплитудой выше некого порога. Система на 2-ух волноводах (без рупорной антенны) имеет чувствительность в конусе с раскрытием порядка 70 градусов (повдоль оси волноводов).


Рис.1 СВЧ установка

Вопрос Технологические средства автоматизации - реферат 34.

.

Операционным усилителем именуется электрическая схема, имеющая большой коэффициент усиления и два входа - инвертирующий и неинвертирующий. Операционные усилители могут употребляться в аналоговых вычислительных машинах для выполнения разных операций (сложение, вычитание, умножение, дифференцирование, интегрирование). Любая определенная операция, выполняемая операционным усилителем, определяется его схемой включения и подключёнными к нему дискретными Технологические средства автоматизации - реферат элементами.

Основными чертами операционного усилителя являются его коэффициент усиления по неизменному току, скорость нарастания выходного напряжения, которая определяет его быстродействие, спектр рабочих частот и т.д. Обычно операционные усилители имеют широкий спектр рабочих частот (от нуля - неизменное напряжение - до нескольких мгц). Коэффициент усиления операционных усилителей варьируется в границах от Технологические средства автоматизации - реферат нескольких тыщ до нескольких миллионов.

Основной особенностью операционного усилителя будет то, что он увеличивает разностное напряжение, т.е. разность напряжений на его неинвертирующем и инвертирующем входе. Таким макаром, передаточная функция операционного усилителя может записываться в упрощённой форме в виде:

где K - коэффициент усиления по неизменному току операционного усилителя Технологические средства автоматизации - реферат, x1 - напряжение на неинвертирующем входе, x2 - напряжение на инвертирующем входе, Umax - наибольшее значение выходного напряжения.

Таким макаром, если разность входных напряжений по модулю будет превосходить Umax/K, то транзисторы усилительных схем операционного усилителя войдут в состояние насыщения и на выходе установится значение Umax. Символ Umax соответствует знаку разности входных напряжений Технологические средства автоматизации - реферат.

Операционный усилитель (ОУ) может употребляться не только лишь для выполнения математических операций, да и в качестве усилителя в аудиоаппаратуре. При всем этом для обеспечения нужного коэффициента усиления требуется ввести цепь отрицательной оборотной связи, которая понижает коэффициент усиления и наращивает стабильность работы схемы. Глубина отрицательной оборотной связи регулируется зависимо от требуемого Технологические средства автоматизации - реферат коэффициента усиления.

Безупречный ОУ должен обеспечивать отсутствие наклона и прямолинейность амплитудно-частотной характеристике в рабочем спектре частот, также нескончаемый коэффициент усиления. Время от времени для выравнивания АЧХ в некой области частот к особым выводам ОУ подключается корректирующая ёмкость.

ОУ функционально состоит из дифференциального усилителя и усилителя мощности Технологические средства автоматизации - реферат. Дифференциальный усилитель фактически и обеспечивает формирование разностного сигнала и его усиление. Усиление по мощности и согласование выхода дифференциального усилителя с цепями, подключёнными к выходу ОУ обеспечивается усилителем мощности. Дифференциальный усилитель собран по симметричной мостовой схеме, состоящей из 2-ух либо четырёх транзисторов, не считая транзисторов стабилизатора тока, подключённого к коллекторным Технологические средства автоматизации - реферат либо эмиттерным (зависимо от типа проводимости транзисторов) цепям транзисторов. Дифференциальный усилитель имеет два входа, подключённых соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входу ОУ. Нагрузочная способность, наибольший выходной ток и наибольшее выходное напряжение зависят от характеристик усилителя мощности. А именно, наибольшее выходное напряжение зависит также от напряжения питания ОУ. Напряжение питания ОУ обычно выбирается Технологические средства автоматизации - реферат двуполярным. Это определяется наличием дифференциального усилителя и механизмом работы электронного моста.

ОУ обычно производится в виде интегральной схемы.

Разглядим сейчас работу аналогового компаратора напряжения, построенного на схеме с ОУ. Различием компаратора от ОУ посреди иных будет то, что выходной сигнал компаратора - цифровой, в то время как выходной сигнал Технологические средства автоматизации - реферат ОУ - аналоговый. Преобразование аналогового сигнала ОУ в схеме компаратора может осуществляться подходящим преобразователем уровня для некого типа логики либо диодным ограничителем.

Пусть имеются два напряжения - сравниваемое и примерное. Сравниваемое напряжение подано на неинвертирующий вход компаратора, а примерное - на инвертирующий. Требуется, чтоб при равенстве этих напряжений на выходе компаратора Технологические средства автоматизации - реферат появилась логическая 1. Пусть сравниваемое и примерное напряжения не равны. Тогда разность этих напряжений будет не равна нулю. При всем этом на выходе ОУ компаратора будет усиленная по напряжению разность входных напряжений. Заметим, что можно всегда подобрать коэффициент усиления ОУ компаратора с таким расчётом, что даже малая разность входных напряжений Технологические средства автоматизации - реферат будет давать Umax на выходе ОУ. Пусть также на выходе ОУ стоит некая схема, которая на выходе сформировывает напряжение по модулю равное выходному напряжению ОУ. Этой схемой может являться диодный выпрямитель напряжения. Таким макаром, если входные сравниваемое и примерное напряжения хоть мало отличаются, на выходе схемы выпрямителя будет Технологические средства автоматизации - реферат Umax, а если они точно равны, то на выходе выпрямителя будет 0. Если сейчас пропустить это напряжение через преобразователь уровня и проинвертировать, то получим требуемый итог сопоставления. Заметим также, что коэффициент усиления ОУ компаратора определяет ширину импульса с амплитудой логической 1 на выходе компаратора при неизменной скорости конфигурации сравниваемого напряжения. Потому что Технологические средства автоматизации - реферат скорость сравниваемого напряжения может изменяться, то и ширина выходного импульса компаратора может изменяться при неизменном коэффициенте усиления ОУ. Для устранения этого эффекта на выходе компаратора может также ставиться формирователь импульсов определённой продолжительности при хоть какой продолжительности входного импульса. Таковой формирователь можно собрать на триггере Шмитта либо блокинг-генераторе.

Если требуется Технологические средства автоматизации - реферат, чтоб компаратор выдавал 1 при доминировании сравниваемого напряжения над примерным, схема выпрямителя на выходе ОУ преобразуется для пропускания только положительного напряжения, а формирователь на выходе ОУ заменяется триггером, который устанавливается в 1 при равенстве входных напряжений и сбрасывается, если напряжение на выходе ОУ негативно.

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) употребляется для Технологические средства автоматизации - реферат преобразования цифрового кода в аналоговое напряжение и употребляется не только лишь в качестве независящего элемента, да и заходит в состав АЦП.

Механизм работы ЦАП основан на том, что единице в каждом разряде входного кода ставится в соответствие некое напряжение, которое добавляется к выходному и имеет значение, пропорциональное весу разряда. Таким Технологические средства автоматизации - реферат макаром, выходное напряжение пропорционально двоичному числу, определяемому входным кодом. Обычно, ЦАП поддерживает выходное напряжение на том же уровне до прихода команды записи. Это обеспечивается введением в ЦАП триггеров. Если запись в ЦАП разрешена, то триггеры инсталлируются в значения, надлежащие значениям разрядов входного кода. Если запись в ЦАП запрещена, то триггеры находятся Технологические средства автоматизации - реферат в состоянии хранения и выходное напряжение ЦАП остаётся на том же уровне.

Обычно, ЦАП собирается на резисторной матрице, управляемой электрическими ключами. Электрические ключи обеспечивают подключение резисторов матрицы к положительному либо отрицательному потенциалу источника питания. Электрические ключи обязаны иметь маленькое сопротивление в открытом состоянии и очень огромное сопротивление в закрытом Технологические средства автоматизации - реферат. Это требование обеспечивается применением полевых МОП транзисторов с изолированным затвором.

Существует по последней мере две схемы построения ЦАП. ЦАП с прецизионными резисторами имеет резисторы с сопротивлением, назад пропорциональным весам разрядов входного кода. При всем этом каждый таковой резистор подключён к соответственному электрическому ключу. Если в соответственном разряде Технологические средства автоматизации - реферат входного кода находится 1, ключ подключает резистор к положительному потенциалу источника питания, обеспечивая добавление к выходному напряжению АЦП напряжения, пропорционального весу данного разряда входного кода. Если в соответственном разряде входного кода записан 0, то резистор отключается от положительного потенциала источника питания, не оказывая воздействия на выходное напряжение ЦАП. Недочетом подобного ЦАП будет то Технологические средства автоматизации - реферат, что резисторы, входящие в его состав обязаны иметь очень высшую точность значения сопротивления, которое не должно изменяться при изменении температуры. Если это не так, то линейность преобразования ЦАП нарушается и может зависеть от температуры и других причин.

Во 2-м типе ЦАП все резисторы имеют однообразное сопротивление либо разбиты Технологические средства автоматизации - реферат на две группы, сопротивления резисторов в каждой группе идиентично и отличается от другой группы вдвое. В цепи резисторов может употребляться то свойство, что два резистора с схожим сопротивлением, включённых параллельно, имеют общее сопротивление, равное половине сопротивления каждого. В текущее время ЦАП первого типа фактически не употребляются.

Вопрос 44.

Для схем Технологические средства автоматизации - реферат с очень высочайшими напряжениями и очень большенными токами сделаны полупроводниковые приборы, именуемые тиристорами. Один тиристор может работать при напряжениях до 4000 В и токах до 4000 А. В преобразователях тиристоры соединяют в каскады, рассчитанные на четверть миллиона вольт и поболее.

Тиристор состоит из 2-ух транзисторов (npn и pnp), расположенных Технологические средства автоматизации - реферат так, что коллектор pnp-части тиристора является базой npn-части, а коллектор npn-части – базой pnp-части. Если инжектировать маленькой ток в базу npn-части, то он создаст для эмиттера прямое смещение, и возникнет ток эмиттера. Этот ток, собранный коллектором npn-части, становится током базы pnp-части, который вызывает возникновение тока Технологические средства автоматизации - реферат эмиттера этой части. Таковой процесс будет повторяться до того времени, пока вокруг общего коллекторного перехода не соберется заряд, достаточный для нейтрализации связанного заряда, тогда и напряжение на нем понизится до уровня ~0,7 В, соответственного насыщению. Так происходит «включение» тиристора. «Выключается» же он при снижении тока ниже некого порогового уровня, именуемого удерживающим Технологические средства автоматизации - реферат током. Если сделать площадь эмиттера довольно большой, то просто можно переключать колоссальные токи.

Тиристоры пропускают ток исключительно в одном периоде переменного тока; только с изобретением симистора появился реальный полупроводниковый тумблер переменного тока для регуляторов электродвигателей, регуляторов освещенности и других устройств. Симистор состоит из 2-ух выполненных на одной Технологические средства автоматизации - реферат кремниевой пластинке тиристоров, включенных параллельно, но обратно. Один из тиристоров пропускает ток в одном полупериоде, а другой – в последующем. Для включения симистора предусматривается управляющий электрод. Чтоб выключить его, необходимо оборвать ток. Увлекательной особенностью симисторов будет то, что они проводят ток хоть какого направления и могут переключаться или положительным, или отрицательным управляющим Технологические средства автоматизации - реферат сигналом

Вопрос 54.

Данный тип реле применяется для коммутация нагрузок в цепях неизменного и переменного тока; для работы в цепях переменного тока с неизменным смещением; в импульсных источники питания; в устройствах автоматического регулирования и управления.

Твердотельные оптоэлектронные реле с МОП - транзисторами на выходе являются кандидатурой электромеханическим и полупроводниковым реле на Технологические средства автоматизации - реферат базе тиристоров.

Прибор состоит из инфракрасного светодиода, оптически связанного с матрицей фотодиодов, которые работают в фотовольтрическом режиме и управляют выходным коммутирующим элементом, последний представляет собой пару МОП - транзисторов, соединенных истоками. При включении МОП - транзисторов в поочередную цепь выходит линейный тумблер неизменного и переменного тока двунаправленного деяния.

Главные свойства
  • малый ток Технологические средства автоматизации - реферат управления - 10 : 30 мА
  • наработка на отказ - 25 000 часов
  • коммутирование нагрузок в цепях неизменного и переменного тока;
  • сопоставимость с ТТЛ / ТТЛШ, КМОП
  • низкое сопротивление в открытом состоянии
  • малые утечки в закрытом состоянии - наименее 100 мА
  • возможность коммутации малых токов - ~ 1мкА
  • высоковольтная цельная схема Uиз. - более 1500 В / более 4000 В
  • спектр рабочих температур -
  • Вопрос Технологические средства автоматизации - реферат 64.

    На рис. 1,а показан виток провода abcd, крутящийся по часовой стрелке вокруг оси 00 в магнитном поле меж северным (N) и южным (S) полюсами магнита. Направление моментальной наведенной ЭДС показано стрелками ab и cd; величина и символ ЭДС для положений 1, 2, 3 и 4 приведены на графике рис. 1,б. Когда плоскость витка перпендикулярна Технологические средства автоматизации - реферат полю (положения 1 и 3), ЭДС равна нулю; когда же плоскость витка параллельна полю (положения 2 и 4), ЭДС максимальна. Не считая того, направление ЭДС в боковых частях витка (скажем, ab), когда они проходят мимо северного полюса, обратно ее направлению при прохождении мимо южного полюса. Потому ЭДС меняет символ через каждую половину оборота Технологические средства автоматизации - реферат в точках 1 и 3, так что в витке генерируется переменная ЭДС и, стало быть, течет переменный ток. Если предугадать в конструкции токособирательные (контактные) кольца, то переменный ток пойдет во внешнюю цепь.

    Конструкция. Генератор неизменного тока должен давать ток, который всегда течет в одном направлении. Для этого необходимо переключать контакты наружной цепи Технологические средства автоматизации - реферат тогда, когда ЭДС падает до нуля, до того как она начнет нарастать в другом направлении. Это делается при помощи коллектора, схематически изображенного на рис. 1,в. В показанном простом случае он представляет собой кольцо, разрезанное на две части по поперечнику. Один конец витка присоединен к одному из Технологические средства автоматизации - реферат полуколец, другой – к другому. Щетки размещены так, что они перекрывают зазоры меж полукольцами, когда плоскость витка перпендикулярна магнитному полю (в положениях 1 и 3) и ЭДС равна нулю. Как явствует из рисунка, всякий раз, когда ЭДС меняет символ, переключаются концы наружной цепи, так что ток в ней течет всегда в одном направлении (рис. 1,г Технологические средства автоматизации - реферат). Если к витку, показанному на рис. 1,в, добавить очередной, перпендикулярный ему, то его ЭДС будет соответствовать кривой bb, сдвинутой относительно начальной на 90 (рис. 2). Полная ЭДС будет соответствовать сумме 2-ух кривых, т.е. существенно более гладкой кривой e. На практике употребляется огромное число витков и коллекторных частей (рис. 3), так что Технологические средства автоматизации - реферат пульсации ЭДС неприметны.

    Вопрос 74.

    Автоматическое управление в технике, совокупа действий, направленных на поддержание либо улучшение функционирования управляемого объекта без конкретного роли человека в согласовании с данной целью управления. А. у. обширно применяется в почти всех технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в Технологические средства автоматизации - реферат связи с необходимостью переработки огромного количества инфы в ограниченное время, для увеличения производительности труда, свойства и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в критериях относительной недоступности либо небезопасных для здоровья. Цель управления тем либо другим образом связывается с конфигурацией во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для Технологические средства автоматизации - реферат воплощения цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфичности отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта наружных возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупа взаимодействующих управляющего устройства Технологические средства автоматизации - реферат и управляемого объекта образует систему автоматического управления.

    Система автоматического управления (САУ) поддерживает либо улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде всевозможных случаев вспомогательные для САУ операции (запуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ работает в главном в составе производственного либо какого-нибудь другого комплекса.

    САУ классифицируются в Технологические средства автоматизации - реферат главном по цели управления, типу контура управления и методу передачи сигналов. Сначало перед САУ ставились задачки поддержания определённых законов конфигурации во времени управляемых величин. В этом классе систем различают системы автоматического регулирования (CAP), в задачку которых заходит сохранение неизменными значения управляемой величины; системы программного управления, где управляемая величина Технологические средства автоматизации - реферат меняется по данной программке; следящие системы, для которых программка управления заблаговременно неведома. В предстоящем цель управления стала связываться конкретно с определёнными всеохватывающими показателями свойства, характеризующими систему (её производительность, точность проигрывания и т.п.); к показателю свойства могут предъявляться требования заслуги им предельных (больших либо меньших) значений, зачем Технологические средства автоматизации - реферат были разработаны адаптивные, либо самоприспосабливающиеся системы. Последние различаются по методу управления: в самонастраивающихся системах изменяются характеристики устройства управления, пока не будут достигнуты рациональные либо близкие к хорошим значения управляемых величин; в самоорганизующихся системах с той же целью может изменяться и её структура. Более широки, в принципе, способности самообучающихся систем, улучшающих Технологические средства автоматизации - реферат методы собственного функционирования на базе анализа опыта управления. Отыскание рационального режима в адаптивных САУ может осуществляться как при помощи автоматического поиска, так и беспоисковым образом.

    Метод компенсации возмущений связан с типом контура управления системы. В разомкнутых САУ на УУ не поступают сигналы, несущие информацию о текущем состоянии управляемого объекта Технологические средства автоматизации - реферат, или в их измеряются и компенсируются главные из возмущений, или управление ведётся по жёсткой программке, без анализа каких-то причин в процессе работы. Основной тип САУ — замкнутые, в каких осуществляется регулирование по отклонению, а цепь прохождения сигналов образует замкнутый контур, включающий объект управления и УУ; отличия управляемой величины от хотимых значений Технологические средства автоматизации - реферат компенсируются воздействием через оборотную связь, вне зависимости от обстоятельств, вызвавших эти отличия. Объединение принципов управления по отклонению и по возмущению приводит к комбинированным системам. Нередко, кроме основного контура управления, замыкаемого главной оборотной связью, в САУ имеются вспомогательные контуры (многоконтурные системы) для стабилизации и корректировки динамических параметров. Одновременное управление Технологические средства автоматизации - реферат несколькими величинами, влияющими друг на друга, осуществляется в системах многосвязного управления либо регулирования.

    По форме представления сигналов различают дискретные и непрерывные САУ. В первых сигналы, по последней мере в одной точке цепи прохождения, квантуются по времени, или по уровню, или как по уровню, так и по времени.

    Простой пример Технологические средства автоматизации - реферат САУ — система прямого регулирования частоты вращения мотора (рис. 1).

    Рис. 1 Автоматическое управление

    Цель управления — поддержание неизменной частоты вращения маховика, управляемый объект — движок 1; управляющее воздействие — положение регулирующей заслонки дросселя 3; УУ — центробежный регулятор 2, муфта 4 которого сдвигается под действием центробежных сил при отклонении от данного значения частоты вращения вала 5, агрессивно связанного с маховиком Технологические средства автоматизации - реферат. При смещении муфты меняется положение заслонки дросселя. Структурная схема рассмотренного примера (рис. 2) типична для многих САУ вне зависимости от их физической природы. Описанная система представляет собой замкнутую одноконтурную непрерывную систему автоматического регулирования механического деяния, допускающую линеаризацию при исследовании.

    Рис. 2 Автоматическое управление

    Индустрия выпускает универсальные регуляторы, в том числе с воздействием по производной Технологические средства автоматизации - реферат, по интегралу, экстремальные регуляторы, для управления разными объектами. Спец САУ обширно используются в разных областях техники, к примеру: следящая система управления копировально-фрезерным станком по жёсткому копиру; САУ металлорежущих станков с программным управлением от магнитной ленты, перфоленты либо перфокарты (достоинства такового управления заключаются в относительной универсальности Технологические средства автоматизации - реферат, лёгкости перестройки программки и высочайшей точности обработки деталей); система программного управления реверсивным прокатным станом, включающая в собственный контур управляющую вычислительную машину. В относительно неспешных технологических процессах в хим и нефтяной индустрии всераспространены многосвязные САУ, осуществляющие регулирование огромного количества связанных величин; так, при перегонке нефти информация о температуре, давлении, расходе Технологические средства автоматизации - реферат и составе нефтепродуктов, получаемая от нескольких сотен датчиков, употребляется для формирования сигналов управления десятками разных регуляторов. САУ играют важную роль в авиации и астронавтике, к примеру автопилот представляет собой САУ связанного регулирования, а время от времени и самонастраивающуюся систему. В военной технике используются высокоточные следящие системы, нередко включающие вычислительные устройства (к Технологические средства автоматизации - реферат примеру, система углового сопровождения радиолокационной станции). При анализе многих физиологических процессов в живом организме, таких как кровообращение, регуляция температуры тела у теплокровных животных, двигательные операции, обнаруживаются соответствующие черты САУ.

    Вопрос 84.

    Регулирование автоматическое (от нем. regulieren - регулировать, от лат. regula - норма, правило), поддержание всепостоянства (стабилизация) некой регулируемой величины, характеризующей технический процесс Технологические средства автоматизации - реферат, или её изменение по данному закону (программное регулирование) либо в согласовании с неким измеряемым наружным процессом (следящее регулирование), осуществляемое приложением управляющего воздействия к регулирующему органу объекта регулирования; разновидность автоматического управления. При Р. а. управляющее воздействие u(t) обычно является функцией динамической ошибки - отличия e(t) регулируемой величины х(t Технологические средства автоматизации - реферат) от её данного значения x0(t):e(t)= x0(t) - х(t) (принцип Ползунова - Уатта регулирования по отклонению, либо принцип оборотной связи) (рис., а). Время от времени к Р. а. относят также управление, при котором u(t) вырабатывается (устройством компенсации) в функции возмущающего воздействия f (нагрузки) на Технологические средства автоматизации - реферат объект (принцип Понселе регулирования по возмущению) (рис., б), и комбинированное регулирование по отклонению и возмущению (рис., б).

    Для воплощения Р. а. к. объекту подключается комплекс устройств, представляющих из себя в совокупы регулятор. Объект и регулятор образуют систему автоматического регулирования (CAP). САР по отклонению является замкнутой,по возмущению - разомкнутой Технологические средства автоматизации - реферат. Математическое выражение многофункциональной зависимости хотимого (требуемого) управляющего воздействия u0(t) от измеряемых регулятором величин именуется законом, либо методом, регулирования. Более нередко используемые законы Р. а.: П - пропорциональный (статический), u0 = ke, И - интегральный (астатический),;

    ПИ - пропорционально-интегральный (изодромный), , ПИД - пропорционально-интегральный с производной,

    ; тут k - коэффициет усиления регулятора, Ти и Тд - неизменные времени Технологические средства автоматизации - реферат интегрирования и дифференцирования. Фактическое воздействие u(t) отличается от u0(t)вследствие инерционности регулятора. CAP является динамической системой,процессы в какой описываются дифференциальными, дифференциально-разностными и т. п. уравнениями.

    САР может находиться в состоянии равновесия, в ней могут протекать установившиеся и переходные процессы, количественные свойства которых изучает теория Технологические средства автоматизации - реферат автоматического регулирования (ТАР). В статических системах регулирования установившаяся погрешность (ошибка ) eст при неизменной нагрузке (на объект) находится в зависимости от величины последней. Для увеличения статической точности наращивают коэффициент усиления регулятора k,но при достижении им некого критичного значения kkp система обычно теряет устойчивость. Введение в регулятор интегрирующих частей Технологические средства автоматизации - реферат позволяет получить астатическую систему регулирования, в какой при хоть какой неизменной нагрузке статическая ошибка отсутствует. ТАР изучает условия стойкости, характеристики свойства процесса регулирования (динамическую и статическую точность, время регулирования, колебательность системы, степень и припасы стойкости и т. п.) и способы синтеза CAP, т. е. определения структуры и характеристик подкорректирующих Технологические средства автоматизации - реферат устройств, вводимых в регулятор для увеличения стойкости и обеспечения требуемых характеристик свойства Р. а.

    Более много разработана ТАР линейных систем, в какой используются аналитические и частотные способы исследования. Малые отличия от сбалансированных состояний в непрерывных нелинейных системах Р. а. исследуются средством линеаризации начальных уравнений. Процессы при огромных отклонениях и специфичных особенности Технологические средства автоматизации - реферат; нелинейных CAP (предельные циклы, автоколебания, захватывание, скользящие режимы и т. п.) изучаются способами фазового места. Для исследования повторяющихся режимов также используют приближённые способы малого параметра, гармония, баланса и др. Устойчивость при огромных отклонениях исследуется вторым (прямым) способом Ляпунова и способом абсолютной стойкости, разработанным: В.М. Поповым (Румыния Технологические средства автоматизации - реферат).

    Особенное место в ТАР занимают дискретные системы Р.а., в каких осуществляется квантование сигнала. Из их более исследованы импульсные системы (с квантованием по времени), релейные системы (с квантованием по уровню) и цифровые системы (с квантованием по времени и уровню). Личный вид релейных систем - двухпозиционные регуляторы, в каких регулирующий орган может занимать Технологические средства автоматизации - реферат только одно из 2-ух последних положений.

    Вопрос 94.

    Управля ющая машина, управляющая вычислительная машина (УВМ), вычислительная машина, включенная в контур управления техническими объектами (процессами, машинами, системами). УВМ принимают и обрабатывают информацию, поступающую в процессе управления, и выдают управляющую информацию или в виде текста, таблицы, графика, отпечатанных на бумаге либо отображаемых Технологические средства автоматизации - реферат на дисплее монитора, или в виде сигналов (воздействий), подаваемых на исполнительные органы объекта управления (см. рис.). Основная цель внедрения УВМ – обеспечение хорошей работы объекта управления. Управление при помощи УВМ строится на базе математического описания поведения объектов. Отличительная особенность УВМ – наличие в их вместе с основными устройствами, входящими в состав Технологические средства автоматизации - реферат всех ЭВМ (микропроцессором, памятью и др.), комплекса устройств связи с объектом. К этому комплексу относятся устройства, осуществляющие ввод в микропроцессор данных (получаемых от датчиков величин, характеризующих состояние управляемого объекта), устройства, обеспечивающие выдачу управляющих воздействий на исполнительные органы, также разные преобразователи сигналов, устройства отображения инфы.

    Различают УВМ универсальные (общего предназначения Технологические средства автоматизации - реферат) и спец. К спец относятся УВМ, направленные на решение задач в системах, управляющих заблаговременно определённым маленьким набором объектов (процессов). К универсальным относят УВМ, которые по своим техническим характеристикам и способностям могут быть применены фактически в хоть какой системе управления. По методу представления инфы УВМ делят на цифровые, аналоговые Технологические средства автоматизации - реферат и гибридные – цифро-аналоговые. Цифровые УВМ превосходят аналоговые по точности управления, но уступают им в быстродействии. В гибридных УВМ цифровые и аналоговые вычислительные устройства работают вместе, что позволяет в очень степени использовать их плюсы.

    УВМ является центральным звеном в системах автоматического управления (САУ). Она производит обработку инфы Технологические средства автоматизации - реферат о текущих значениях физических величин, характеризующих объект, и об их изменении, также производит управляющие сигналы, обеспечивающие данные режимы его работы. В автоматических системах управления (АСУ) технологическими процессами УВМ обычно работает в режиме советчика, выдавая оператору сведения о состоянии объекта управления и советы по оптимизации процесса управления, либо (пореже) в режиме конкретного Технологические средства автоматизации - реферат управления. По предназначению и области использования УВМ разделяются на промышленные, аэрокосмические, транспортные и др.

    Возникновение УВМ связано с разработкой бортовых вычислительный машин для военной авиации сначала 50-х гг. Так, к примеру, одна из первых бортовых УВМ – «Диджитак» (США, 1952) предназначалась для автоматического управления полётом и посадкой самолёта, для Технологические средства автоматизации - реферат решения задач навигации и бомбометания. В ней использовалось около 260 субминиатюрных электрических ламп и 1300 полупроводниковых диодов. УВМ занимала объём 150 дм3 при массе 150 кг. Посреди 50-х гг. были разработаны 1-ые бортовые УВМ на транзисторах, а сначала 60-х гг. – 1-ые бортовые УВМ на интегральных микросхемах, в том числе несколько моделей со сравнимо высочайшими Технологические средства автоматизации - реферат вычислительными способностями. Примером таковой УВМ может служить «УНИВАК-1824» (США, 1963), состоящая из арифметико-логического устройства, запоминающего устройства, блока ввода-вывода данных и блока питания; объём, занимаемый УВМ, 4,1 дм3, масса 7 кг, потребляемая мощность 53 вт (при всем этом не требовалась охлаждающая система либо вентиляции); эта УВМ собрана на 1243 интегральных микросхемах. Сначала 60-х гг. УВМ Технологические средства автоматизации - реферат применяли в системах управления непрерывными технологическими процессами (пример – УВМ RW-300, США, включенная в контур управления технологическими процессами производства аммиака). В таковой системе управления воздействия, вырабатываемые УВМ, преобразовывались из цифровой формы в аналоговую и в виде электронных сигналов поступали на регуляторы исполнительных устройств. Конкретное цифровое управление непрерывным Технологические средства автоматизации - реферат технологическим процессом в первый раз было использовано в 1962 в СССР (в системе управления «Автооператор» на Лисичанском химкомбинате) и в Англии (в системе управления «Аргус-221» на содовом заводе в г.Флитвуд). Для управления непрерывными технологическими процессами в СССР в 60-х гг. были разработаны вычислительные машины «Днепр», «Днепр-2», ВНИИЭМ-1, ВНИИЭМ-3, УМ Технологические средства автоматизации - реферат-1-НХ и др.

    Посреди 60-х гг. появилась тенденция к переходу от выпуска единичных моделей УВМ к выпуску управляющих вычислительных комплексов (УВК), которые строятся по агрегатному принципу. УВК представляет собой набор вычислительных средств, средств связи с объектом и оператором, внутренней и наружной связи. Пример УВК – комплекс М-6000, входящий в агрегатированную систему Технологические средства автоматизации - реферат средств вычислительной техники (АСВТ), разработанную в СССР (серийный выпуск с 1969). Конструктивно ЛСВТ представляет собой набор модулей, из которых компонуют разные по структуре и предназначению УВК. В главном это комплексы для сбора и первичной обработки инфы при управлении разными технологич. процессами, научными тестами и т.п. УВК М-6000 состоит из Технологические средства автоматизации - реферат универсального цифрового микропроцессора, устройств ввода-вывода данных, агрегатных модулей сбора и выдачи аналоговой и дискретной инфы, агрегатных модулей для организации внутренней связи и связи с др. комплексами. На базе <АСВТ создаются многоуровневые АСУ фабричным предприятием. На нижнем уровне таковой системы употребляются относительно обыкновенные УВМ (к примеру, микропрограммный автомат М-6010 и машина Технологические средства автоматизации - реферат централизованного контроля М-40), выполняющие функции конкретного управления технологическим процессом. На среднем уровне с помощью УВК (к примеру, УВК М-6000 и М-400) решаются более сложные задачки управления, связанные с оптимизацией группы технологических процессов. Эти УВК, в свою очередь, имеют связь с центральным звеном системы, которое решает задачки управления Технологические средства автоматизации - реферат работой всей системы в целом, в том числе задачки учёта и планирования производства. На этом уровне обычно употребляются огромные УВК (к примеру, М-4030 и М-7000).

    Одно из направлений развития УВМ – их агрегатирование на базе многофункциональных модулей, отвечающих требованиям единства входных и выходных характеристик, стандартных информационных связей меж модулями и унифицированного Технологические средства автоматизации - реферат математического обеспечения. При всем этом возникает настоящая возможность сборки (по заказу юзера) вычислительной системы подходящей структуры. Пример – вычислительная система Хьюлетт-Паккард-9600 (США), созданная для разных измерений и автоматического регулирования, которая уже отчасти реализует это направление развития УВМ. База этой системы – многофункциональный унифицированный модуль, представляющий из себя микропрограммный Технологические средства автоматизации - реферат микропроцессор, агрегатируемый с другими многофункциональными модулями. Для централизованного автоматического управления группами территориально разобщённых объектов употребляют т. н. распределённые системы управления, которые включают центр обработки данных, снаряженный высокопроизводительными ЭВМ, центральные и периферийные системы управления, объединённые унифицированными системами связи. Внедрение в центре обработки данных высокопроизводительной ЭВМ позволяет обрабатывать информацию, поступающую от центральных систем Технологические средства автоматизации - реферат управления (которые работают в реальном масштабе времени), также производить дистанционный ввод задач в центральные системы управления. Последние связаны с центром обработки данных и с периферийными системами, осуществляющими конкретное управление объектами.

    Огромное внимание при разработке современных УВМ уделяется увеличению надёжности их функционирования при одновременном понижении цены, массы и габаритов Технологические средства автоматизации - реферат, также увеличению надёжности средств получения инфы, её преобразования и выдачи.


    tehnologicheskie-sredstva-avtomatizacii-referat.html
    tehnologicheskie-svojstva-materiala-15gf-.html
    tehnologicheskie-trebovaniya-k-proizvodstvennim-zdaniyam.html