Файл: Автоматизация_Staroverov1.doc

Аппараты звуковой сигнализации отличаются простотой кон­струкции и надежностью. Их применяют для привлечения вни­мания обслуживающего персонала к изменениям, происходящим в контролируемых системах, и вызова персонала к определенному месту. Для получения звуковых сигналов, отличающихся от производственных шумов, используют звонки громкого боя типа М3 или сигнальные сирены типа СС.

Световая сигнализация с помощью ламп является простым и надежным средством оповещения. Возможности светового табло значительно шире. На стекле табло может быть нанесена надпись, которая четко выделяется при включении табло. Таким образом, передаются целые команды. Конструктивно табло отличается от обычной сигнальной аппаратуры внешним оформлением.

Сигнальные лампы закрывают стеклянными колпачками (лин­зами) различных цветов. В соответствии с цветом линзы сигнал может иметь то или иное значение. Например, зеленый свет — нормальное состояние, желтый свет — предупреждающий сигнал, красный свет — аварийное состояние, белый свет — различные производственные сигналы.

Визуальная сигнализация осуществляется с помощью различ­ных устройств. Например, используется флажковое сигнальное реле типа ЭС. Его применяют для сигнализации о работе схем защиты и автоматики в цепях постоянного тока. Это сигнальное устройство содержит четыре бесконтактных устройства, действу­ющих независимо друг от друга. При срабатывании любого уст­ройства выпадает соответствующий флажок

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое реле?

2. Расскажите о классификации электрических реле.

3. Какими параметрами характеризуются электрические реле?

4. Расскажите о функциях электрнческих реле.

5. Как можно изменять выдержку времени реле?

6. Изложите принцип действия контактных аппаратов ручного управления.

7. Каковы назначения и принцип действия шагового искателя?

. 8. Каковы назначения н принцип действия командоаппарата?

9. Каковы назначения контакторов и пускателей?

10. Назовите основные типы бесконтактных устройств управления и дайте им характеристики.

И. В чем заключается особенность схем управления на бесконтактных устройствах?

12. Каковы назначение и принципы действия предохранителей и автомати­ческих выключателей?

13. Назовите основные тнпы резисторов и дайте нм характеристики.

14. С какой целью применяются в схемах конденсаторы?

15. Каково назначение и принципы действия аппаратуры сигнализации?

Лабораторная работа 2. Измерение параметров электромагнитных реле

Содержание работы. Изучить устройство, принцип действия и технические характеристики электромагнитных реле. Ознако­миться со способами изменения выдержки времени различных реле. Определить параметры срабатывания и отпускания. Уста­новить .минимально и максимально возможные выдержки реле времени.

Рис. 35. Схема исследования электромагнитных реле

Описание лабораторной установки. Лабораторная установка представляет собой стенд с закрепленными на нем набором различных электромагнитных реле, электросекундомером, миллиамперметром и вольтметром.

Порядок выполнения работы. 1. Собрать схему, изображенную на рис. 35. 2. Изменяя потенциометром Я напряжение на обмотке реле К, определить ток и напряжение его срабатывания в момент загорания лампы Н. 3. Уменьшая потенциометром Я напряжение на реле, определить силу тока и напряжение отпускания реле в момент погасания лампы Н. 4. Измерения повторить 3 раза и по результатам вычислить среднее значение параметров. 5. Из­мерить выдержки времени посредством электросекундомера, вклю­ченного в схему совместно с реле так, чтобы выполнялось условие одновременной остановки секундомера после замыкания и раз­мыкания контактов реле.

Содержание отчета. Отчет должен содержать схемы испыта­ний реле, краткое описание лабораторной установки, принцип действия реле и способы регулирования выдержки времени, результаты испытаний и технические характеристики реле и при­боров.

Глава 5. Задающие и исполнительные устройства

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДАЮЩИХ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ

УСТРОЙСТВ

Задающие устройства предназначены для задания тре­буемого значения регулируемого (управляемого) параметра. По виду вырабатываемых сигналов задающие устройства подразде­ляют на два основных класса: аналоговые и цифровые. Аналоговые в свою очередь делят на непрерывные и дискретные, при этом дискретность может осуществляться как во времени, так и по значению вырабатываемого сигнала. Цифровые задающие устрой­ства формируют только сигналы дискретных уровней.

Существенным признаком классификации является род энергии вырабатываемых сигналов. В соответствии с этим признаком различают задающие устройства с электрическими, пневмати­ческими, гидравлическими и механическими (в виде перемещений и усилий) сигналами. Для своей работы задающие устройства потребляют энергию от внешнего источника, вид которой может не совпадать с видом энергии сигнала. Так, например, в регуляторах прямого действия задающие устройства обычно вырабаты­вают механические сигналы, а для своей работы потребляют электрическую энергию.

Одним из важнейших признаков задающих устройств является вид носителя программы. В задающих устройствах непрерывного действия наиболее часто для этих целей используют кулачковые и рычажные механизмы, функциональные потенциометры и бу­мажную диаграмму. В задающих устройствах дискретного дей­ствия находят применение многоцепные переключатели, перфо­карты и перфоленты, магнитная пленка и кинопленка.

Исполнительное устройство является промежуточным пре­образователем, состоящим из двух самостоятельных узлов: испол­нительного механизма и регулирующего (управляющего) органа.

Исполнительные механизмы предназначены для воздействия через регулирующий орган или непосредственно на объект управ­ления. В исполнительный механизм входят двигатель и пере­даточное устройство. Основными параметрами, характеризую­щими работу исполнительных механизмов, являются усилие на выходе механизма, коэффициент усиления по мощности, линейное или угловое перемещение, частота вращения, быстродействие и т. п.

В зависимости от управляющего воздействия на выходе раз­личают два вида исполнительных механизмов: силовые и пара­метрические.

Если исполнительные механизмы создают управляющее воз­действие на регулирующий орган в виде силы или момента, то такие механизмы называют силовыми. К этой группе относятся электромагниты, электромеханические муфты, различного вида двигатели. Если изменение состояния регулирующего органа связано с изменением его параметров (сопротивления, магнитного потока, температуры, скорости и т. п.) или параметров подводимой энергии (напряжения, тока, частоты и фазы электрического тока, давления рабочей среды и т. п.), то те же исполнительные меха­низмы называют параметрическими. Например, в автоматическом термостате исполнительным механизмом является усилитель, нагрузкой которого служит нагревательный элемент (регулиру­ющий орган) термостата. При отклонениях температуры от задан­ного значения изменяется входное напряжение усилителя, при этом изменится и выходное напряжение, а также ток в нагрева­тельном элементе и температура в термостате. В этом устройстве усилитель совмещает функции элемента усиления и исполнитель­ного механизма.

В зависимости от вида потребляемой энергии различают элек­трические, гидравлические, пневматические и механические испол­нительные механизмы. Наибольшее распространение в системах автоматики получили электрические механизмы.

В зависимости ог характера движения выходного вала испол­нительные механизмы делят на три вида: с линейным, поворотным (угол поворота меньше 360°) и вращательным (угол поворота больше 360°) движением.

Регулирующим органом называется устройство (блок исполни­тельного устройства), которое изменяет расход энергии или вещества и непосредственно влияет на регулируемую величину объекта регулирования. Так, например, с помощью регулиру­ющих органов можно изменять количество хладоносителя, подава­емого в теплообменник холодильной машины, или устанавливать напряжение и силу электрического тока на нагревательных элементах термической печи.

По принципу регулирующего воздействия на объект различают дросселирующие и дозирующие регулирующие органы. Первые представляют собой переменное гидравлическое сопротивление. За счёт изменения проходного сечения дросселирующего устрой­ства регулируется расход вещества. Ко вторым относятся устрой­ства или механизмы, которые регулируют поступление вещества или энергии путем изменения своей производительности.

Наиболее широкое распространение получили дросселиру­ющие регулирующие органы, хотя дозирующие более экономичны.

2. ЗАДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Большинство задающих устройств состоит из трех основных элементов: привода, носителя программы и элемента настройки. В зависимости от конструктивного оформления устрой­ства отдельные элементы могут быть функционально совмещены.

Наиболее распространенными приводами задающих устройств непрерывного действия являются синхронные электрические дви­гатели и часовые механизмы. В качестве носителей программы в задающих устройствах непрерывного действия обычно испольч зуют механические устройства, рычажные механизмы и функцио­нальные потенциометры.

Механическими носителями программы в задающих устрой­ствах непрерывного действия являются кулачковые механизмы различной конструкции. Назначение кулачковых механизмов состоит в преобразовании вращательного движения кулачка или прямолинейного движения кулачковой линейки в качательное или прямолинейное движение щупа толкателя. С точки зрения обеспечения постоянного контакта кулачка со щупом кулачковые механизмы делят на устройства с силовым замыканием, т. е. открытые (рис. 36, а и г), и устройства с кинематическим за­мыканием (с канавкой), которые называются закрытыми (рис. 36, бив).

Кулачки с силовым замыканием проще в изготовлении и обес­печивают большую точность. Закрытые кулачки целесообразно применять при малой мощности привода, так как из-за отсут­ствия натяжения пружины уменьшается момент сопротивления. Применение закрытых кулачков целесообразно также при больших

а) б)

Рис. 36. Типы кулачков:

цилиндрический закрытый; г

перемещениях щупов. Выбор между плоскими и цилиндрическими кулачками определяется только конструктивными соображени­ями, связанными с общей компоновкой задающего устройства.

Кроме кулачковых механизмов, в качестве механических носителей заданной функции применяют рычажные механизмы, отношение плеч которых используется, например, для установле­ния заданного соотношения расходов в струйном гидравлическом регуляторе.

В электрических программных и следящих регуляторах носи­тели программ, как правило, выполняют в виде функциональных потенциометров.

По способу реализации заданной функции потенциометры подразделяют на профильные, ступенчатые (частный случай про­фильных), с некруглым винтовым каркасом, с переменным шагом намотки, с секциями, выполненными из провода различного сечения, с дополнительными постоянными резисторами, шунти­рующие обмотку, имеющую отводы (рис. 37, а—е).