- •Введение
- •Часть 1. Основы теории автоматического управления
- •Глава 1. Принципы построения автоматизированных производств
- •1.1. Автоматизация производства
- •1.2. Основные термины и определения автоматизированных производств
- •1.3. Конструкторская документация - схемы систем автоматики
- •Глава 2. Принципы построения сау и режимы ее работы
- •2.1. Фундаментальные принципы управления
- •2.2. Основные виды сау
- •Глава 3. Режимы работы сау
- •3.1. Статические режимы работы сау
- •3.1.1. Статические характеристики
- •3.1.2. Статическое и астатическое регулирование
- •3.2. Динамический режим сау
- •3.2.1. Уравнение динамики сау
- •3.2.2. Передаточная функция
- •3.2.3. Элементарные динамические звенья
- •3.3. Структурные схемы в сау
- •Глава 4. Временные характеристики сау
- •4.1. Понятие временных характеристик
- •4.2. Переходные характеристики элементарных звеньев
- •4.2.1. Безынерционное (пропорциональное, усилительное) звено
- •4.2.2. Интегрирующее (астатическое) звено
- •4.2.3. Инерционное звено первого порядка (апериодическое)
- •4.2.4. Инерционные звенья второго порядка
- •4.2.5. Дифференцирующее звено
- •4.2.6. Запаздывающее (чистого или транспортного запаздывания) звено
- •Глава 5. Частотные характеристики сау
- •5.1. Понятие частотных характеристик
- •5.2. Частотные характеристики типовых звеньев
- •5.2.1. Безынерционное звено
- •5.2.2. Интегрирующее звено
- •5.2.3. Апериодическое звено
- •5.2.4. Правила построения чх элементарных звеньев
- •5.3. Частотные характеристики разомкнутых одноконтурных сау
- •Глава 6. Законы регулирования и качество сар
- •6.1. Характеристики объекта управления
- •6.2. Законы регулирования
- •6.3. Понятие устойчивости системы
- •6.4. Основные условия устойчивости
- •6.5 Частотные критерии устойчивости сау
- •6.6 Качество регулирования сау
- •6.7 Синтез и коррекция сар
- •Часть 2. Технические средства автоматики
- •Глава 7. Элементная база устройств автоматики
- •7.1. Элементная база автоматики
- •7.2. Аналоговые схемы устройств автоматики
- •Глава 8. Цифровые схемы автоматики
- •8.1. Комбинационная логика
- •8.2. Элементы комбинационных логических устройств
- •8.3. Цифровые автоматы
- •Глава 9. Датчики параметров технологического процесса
- •9.1. Характеристики датчиков
- •9.2. Чувствительные элементы датчиков
- •9.2.1. Механические чувствительные элементы датчиков
- •9.2.2. Потенциометрические чувствительные элементы
- •9.2.3. Тензочувствительные элементы
- •9.2.4. Индуктивные чувствительные элементы
- •9.2.5. Индукционные чувствительные элементы
- •9.2.6. Емкостные чувствительные элементы
- •9.2.7. Пьезоэлектрические чувствительные элементы
- •9.2.7. Фотоэлектрические чувствительные элементы
- •9.2.8. Элементы, чувствительные к температуре
- •Глава 10. Принципиальные схемы датчиков
- •10.1. Датчики температуры
- •10.2. Датчики перемещений
- •10.3. Термоанемометр постоянной температуры
- •10.4. Датчик давления с ёмкостным преобразователем
- •10.5. Датчик влажности газов
- •10.6. Датчики, использующие фотоэлектрические элементы
- •Глава 11. Задающие, сравнивающие и усилительные устройства сар
- •11.1. Задающие устройства
- •11.2. Сравнивающие устройства
- •11.3. Усилители
- •Глава 12. Исполнительные устройства автоматики
- •Глава 13. Микропроцессорные средства и их использование в автоматике
- •13.1. Базовые средства микропроцессорной техники
- •13.2. Системы сбора информации с датчиков на базе микроЭвм
- •Глава 14. Программируемые регуляторы
- •Список терминов
- •- Преобразования
- •Список используемой литературы
- •Мичуринский государственный аграрный университет
- •393760, Тамбовская обл., г.Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,
- •Лабораторный Практикум
- •«Автоматика»
- •110302 « Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»,
- •110303 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»,
- •110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин в апк»
- •Рецензент:
- •Содержание
- •Общие сведения
- •Выпрямительный диод
- •Стабилитрон
- •Полупроводниковые выпрямители
- •3. Описание лабораторного стенда
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Рабочая точка транзисторного каскада
- •Работа транзисторного каскада в режиме малого сигнала
- •3. Описание лабораторного стенда
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Схемы с оу, охваченные обратной связью
- •Инвертирующий усилитель
- •Неинвертирующий усилитель
- •Дифференциальный усилитель
- •Суммирующая схема
- •Интегрирующая схема
- •Дифференцирующая схема
- •3. Описание лабораторного стенда
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Однопороговый компаратор
- •Гистерезисный компаратор
- •3. Описание лабораторного стенда
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Исследование цифровых систем
- •1. Цель работы
- •Сведения необходимые для выполнения работы
- •Логические элементы
- •Дешифраторы
- •Мультиплексоры
- •Триггеры
- •Счетчики
- •3. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Методические указания по выполнению лабораторных работ
- •Цель работы
- •Общие сведения
- •Описание лабораторного стенда
- •Указания по выполнению работы
- •Содержание отчета
- •Цель работы
- •Оборудование и приборы лабораторного стенда
- •Общие сведения
- •Указания по выполнении работы
- •Содержание отчета
- •Рекомендуемая литература
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Общие понятия
- •Оборудование и приборы лабораторного стенда
- •Указания по выполнению работы
- •Содержание отчета
- •Рекомендуемая литература
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Общие сведения
- •Оборудование и приборы лабораторного стенда
- •Указания по выполнению работы
- •Рекомендуемая литература
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Общие сведения
- •Описание лабораторного стенда
- •Указания и порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Рекомендуемая литература
- •Контрольные вопросы
- •Практикум по основам автоматики
- •110302 « Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»,
- •110303 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»,
- •110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин в апк»
- •Рецензент:
- •Содержание
- •Выбор варианта задания
- •1. Преобразователи и усилители электрических сигналов
- •2. Исполнительные устройства и электропривод
- •Автоматика
- •Рецензент:
- •1. Цели и задачи курса
- •2. Объем и содержание курса
- •3. Вопросы контрольного задания
- •Номера вопросов контрольного задания.
- •4. Выполнение контрольного задания
- •5. Литература
Контрольные вопросы
Расскажите о природе цветового зрения.
Что такое координаты цвета?
Что такое координаты цветности?
Объясните принцип получения цветовых характеристик с помощью фотоприемников.
5. Объясните схему работы автоматического устройства сортирования продукции по цвету.
6. Как разброс значений координат может влиять на результат определения качества поверхности продукции?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Цель работы
Изучить принцип действия, конструкцию и тяговые характеристики электромагнитных исполнительных устройств.
Общие сведения
Принцип работы электромагнитных исполнительных устройств основан на способности электромагнитного поля создавать в ферромагнетиках механические усилия притягивания или отталкивания.
В системах автоматики широко применяют в качестве исполнительных механизмов (ИМ) электромагнитные приводы, преобразующие энергию электрического тока в поступательное движение рабочего органа. Их еще называет соленоидными. В зависимости от типа, конструктивного исполнения и условий применения выходной координатой электромагнитных ИМ могут быть:
- для ИМ с прямолинейным перемещением рабочего органа - перемещение, скорость и усилие;
- для ИМ с вращательным движением рабочего органа - угол поворота, частота вращения или развиваемый вращающий момент.
За управляющее воздействие на электромагнитные ИМ принимается электрический сигнал управления на намагничивающей обмотке, создающей электромагнитное поле и действующее через него на рабочий орган.
Ходовые электромагниты могут быть постоянного и переменного (однофазные и трехфазные) тока. Их основные характеристики - ход якоря, зависимость между перемещением якоря и тяговым усилием, зависимость между положением якоря (его перемещением) и расходом электроэнергии и время срабатывания. Эти характеристики зависят от формы магнитопровода, (см. рисунок 4.1), состоящего из ярма 1 и якоря 2 расположения, намагничивающих обмоток 3 и рода питающего тока (переменный или постоянный).
1 - ярмо; 2 - якорь; 3 - катушка; 1 - ход якоря
Рисунок 4.1 – Конструкция электромагнитного исполнительного механизма
В зависимости от хода якоря 1 (его максимального перемещения) различают короткоходовые (до 5 мм) и длинноходовые электромагниты (более 5 мм).
При выборе электромагнита необходимо учитывать следующие параметры:
- выбираемая конструкция должна отвечать длине хода, тяговой силе и заданной тяговой характеристике. Для больших тяговых сил и малой длины хода якоря используют короткоходовые, а для небольших тяговых сил и значительных ходов якоря - длинноходовые электромагниты. Для больших перемещений якоря - электромагниты с замкнутым цилиндрическим магнитопроводом и постоянной тяговой силой;
для быстродействующих систем необходимо применять электромагниты с шихтованным магнитопроводом, а для замедленных систем с нешихтованным магнитопроводом и поворотным якорем с массивной медной гильзой;
число циклов срабатывания должно быть меньше допустимого для данного ИМ;
электромагниты переменного тока при одинаковых совершенных работах потребляют электроэнергии больше, чем электромагниты постоянного тока;
Выбор электромагнита осуществляют по напряжению, току и потребляемой мощности. Средняя допустимая температура нагрева 85...90°С.
Электромагнитные ИМ отличаются простотой управления, малым весом и небольшой стоимостью. Однако для создания значительных усилий необходимо увеличивать рабочий ток катушки, в результате такие ИМ становятся громоздкими и невыгодными.
Тяговое усилие электромагнита пропорционально квадрату тока, протекающего по его обмотке:
F=f(I2).
Поэтому электромагнит может работать как при питании постоянным током так и при питании переменным током. Электромагниты переменного тока имеют худшие параметры, чем постоянного тока, поскольку при одинаковых усилиях развивают меньшее тяговое усилие, обладают меньшей чувствительностью и меньшей стабильностью. Они конструктивно сложнее и дороже из-за необходимости иметь шихтованный магнитопровод. Получили распространение электромагнитные ИМ серии ЭВ с поступательным характером движения, предназначенные для управления различными клапанами, вентилями, задвижками и золотниками (см. таблицу 4.1).
Таблица 4.1 – Характеристики электромагнитных ИМ.
Тип ИМ |
Тяговое усилие, Н |
Потребляемая мощность, Вт |
Ход штока, мм |
Режим работы ПВ % |
ЭВ-1 |
0,4 |
20 |
6 |
100 |
ЭВ-2 |
0,4 |
30 |
18 |
100 |
ЭВ-3 |
10,0 |
600 |
30 |
50 |