А. Элементы автоматики Классификация систем автоматики (стр. 6 из 8)

При поступлении команды считывания на первый конъюнктор одновременно поступает два сигнала, а на второй и третий только один. На первом выходе будет сигнал логической единицы, а на втором и третьем выходах – сигнал логического нуля.

Т.О. информация 1-го источника будет подключена к потребителю, а 2-го и 3-го подключена не будет.

Электронно-цифровые распределители обладают более высоким быстродействием, безинерционностью, но у них более сложная схема.

Основные понятия об исполнительных устройствах.

Исполнительные устройства – это устройства, предназначенные для непосредственного воздействия на управляющий объект с целью осуществления функции автоматического управления или автоматического регулирования.

Разделяются на:

1. Электрические.

2. Электронные.

3. Электромагнитные.

4. Неэлектрические, пневматические и гидравлические.

К неэлектрическим относятся: электромагнитные и электродвигательные ИУ, которые преобразуют энергию эл. тока в механическую энергию с целью воздействия на объект управления или на его органы (шток, поршень, и др.).

РАЗДЕЛ 2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

 

15.Основные понятия теории управления

 

Автоматическое управление – это комплекс действий, обеспечивающих автоматическое выполнение производственного процесса без участия человека.

Управлением называется совокупность действий, обеспечивающих выполнение производственного процесса с целью получения заданных результатов.

При ручном и полуавтоматическом управлении команды или действия по управлению технологическим процессом выдаются человеком или часть – человеком, а часть – автоматически в полуавтоматических системах.

Системы управления бывают:

1. САР. – система автоматического регулирования.

2. СПУ. – система программного управления.

3. СЗУ. – система зависимого управления.

САР бывает замкнутая и разомкнутая.

1. Замкнутая САР охвачена обратной связью. Осуществляет автоматически выполнение заданной работы с контролем хода его производства или поддерживает значение параметров (одного или нескольких) объекта регулирования в заданных пределах. Например: величина вых. Стабилизированного напряжения источника питания.

2. Разомкнутая САР автоматически выполняет технологический процесс при отсутствии контроля за его ходом. Требует постоянного вмешательства человека для выдачи очередной команды. Не охвачена обратной связью. Для устранения недостатков разомкнутых систем создана СПУ, в которой вместо задающего устройства установлено программное устройство:

Вся командная информация в данном системе записана на программе, в определённой очерёдности на перфолентах, перфокартах, магнитных лентах, жёстких и мягких магнитных дискетах и выдаётся в систему для выполнения технологического процесса. Разомкнутые системы управления нашли широчайшее применение в металлообрабатывающей промышленности и в др. отраслях, где не требуется помехозащита и применение специальных схем, являются наиболее простыми и доступными. Для них не являются критическими внешние возмущения.

3. СЗУ.

Система ЗУ

В СЗУ учитываются внешние факторы, воздействующие на объект регулирования: температура, влажность, скорость ветра, давление, величины параметров элементной базы и т.д., значительно усложняющие системы управления при выполнении технолог. процесса.

16. Основные понятия о системах регулирования, контроля и сигнализации.

Системой регулирования называется система автоматически поддерживающая величину одного из выходных параметров постоянной с заданной степенью точности.

Классификация СР:

1.По способу взаимодействия между АР (авт. Регул.) и ОР. Бывают замкнутые и разомкнутые.

Замкнутая САР характеризуется наличием цепи обратной связи между ОР и АР. Действие системы основано на сравнении заданного и текущего выходного параметра, в результате которого вырабатывается управляющее воздействие.

Разомкнутая система является полуавтоматической и не имеет цепи обратной связи, что не даёт возможности контролировать результат регулирования, если АР и ОР разнесены на большие расстояния. Если они находятся в одном помещении, результат контролируется человеком.

2.По назначению и по выполняемым функциям АСР разделяются на:

1.стабилизирующие - поддерживающие постоянным значение одного из входных параметров;

2.программные САР – обеспечивают изменение выходного параметра по одному или по нескольким (поочерёдно или послед.) изменение математических законов, записанных в программе;

3.следящие САР обеспечивают соответствующие изменения регулируемой величины от неизвестной заранее переменной величины.

3. По наличию источника питания АСР бывают :

1.Прямого действия , при этом источник питания АСР отсутствует. Для работы используется энергия измерительного устройства.

2.Системы не прямого действия , в которых используется вспомогательный источник питания АСР.

4.По своему роду АСР бывают:

1.электронные

2.гидравлические

3.механические

4.пневматические

5.комбинированные

5.По характеру действия :

1.непрерывного действия, вырабатывающие аналоговые сигналы.

2.дискретного действия на цифровых схемах, вырабатывают дискретные сигналы в виде импульсов.

6.По количеству регулируемых параметров : одномерные и многомерные. Одномерные производят регулирование по одному параметру.

7.По виду структурной схемы : одноконтурные и многоконтурные. Одноконтурные имеют одну обратную связь, многоконтурные – несколько.

Обобщённая структурная схема АСР.

Обобщённая схема имеет два основных элемента: автоматический регулятор и объект регулирования. Схема предусматривает несколько корректирующих обратных связей; в зависимости от воздействия внешних возмущений корректирующих связей может быть до 100 и более, поэтому схема значительно усложняется, т.е. требует большого количества датчиков, сравнивающих, преобразующих и усилительных устройств.

ПРИНЦИП РЕГУЛИРОВАНИЯ.

Существуют 2 основных принципа регулирования: по отклонению и по возмущению.

В регулировании по отклонению производятся измерения выходной величины, подлежащей регулированию, в дальнейшем сравнением её с эталонной величиной, в результате чего вырабатывается регулирующее воздействие, применяющееся для изменения выходной величины.

Регулирование по возмущению: по этому принципу измерение значения регулирование физической величины не производится, а измеряется внешнее возмущение, вызванное изменением (отклонением) выходного параметра от эталонного. По величине этого возмущения вырабатывается управляющее воздействие, которое устраняет отклонение выходного параметра от эталонного.

Принцип регулирования по возмущению.

На рис..2 показана АСР напряжения генератора. В этой схеме заранее считают, что основным возмущающим действием является изменение частоты вращения, поэтому «борьбу» ведут только с этим внешним воздействием. Для этого в цепь обмотки возбуждения ОВ генератора 2 (Г) включают реостат Р, сопротивление которого изменяется с помощью центробежного механизма автоматически в соответствии с изменением частоты вращения генератора. В результате напряжение U на зажимах генератора остаётся постоянным.

Работа: принцип показан для поддержания постоянного выходного напряжения генератора постоянного, переменного тока. При увеличении скорость вращения якоря увеличивается, что приводит к отклонению кулачков центробежного механизма, который сдвигает движок реостата в сторону увеличения его сопротивления.

Электрич. схема регулирования по возмущению.

Принцип регулирования по отклонению.

Работа схемы:

Пример автоматического поддержания постоянным

Генератор постоянного тока вырабатывает напряжение, которое подаётся на соленоид. При увеличении выходного напряжения им же запитывается катушка соленоида, при этом эл/маш., преодолевая сопротивление пружины, будет втягиваться в катушку, сдвигая движок реостата в сторону увеличения его сопротивления, при этом ток возбуждения уменьшится.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ, СИГНАЛИЗАЦИИ

Служат для автоматического контроля параметров производственного процесса, качества выпускаемой продукции, сигнализации о нарушениях его нормального течения.

Обобщённая схема:

1. В зависимости от функции воспроизведения АСК делятся на автоматические измерительные системы, системы автоматической сигнализации, системы сортировки и отработки.

2. В АИС воспроизводящее устройство регистрирует текущее значение параметра, а в системах сигнализации происходит оповещение об отклонениях текущего значения параметра от эталонного. При этом применяется световая, звуковая и др. сигнализация, например охранная, пожарная и др.

Системы сортировки и отбраковки осуществляют проверку качества и количества выпускаемой продукции.

2.Виды автоматического контроля:

1. По назначению: активный и пассивный.

Активный вмешивается в производственный процесс, пассивный - нет.

2. По количественным признакам: единичный и множественный. Единичный
осуществляет контроль одного параметра, множественный - многих.

3. По месту контроля: недистанционный, дистанционный, телеконтроль.
Недистанционный - обеспечивает контроль не разнесенных по месту
контролируемого объекта и воспроизводящего устройства.
Дистанционный - когда воспроизводящее устройство и контролируемый
объект разнесены по месту до 1 км. Телеконтроль - БУ и КО разнесены на большие расстояния.

4. По выполняемым функциям: сигнализация, указание, регистрация,
сортировка.

5. По количеству измеряемых параметров: однофункциональный и многофункциональный.

6. По временным параметрам: непрерывный и периодический.

7. По способу контроля: последовательный, параллельный и последова­тельно-параллельный.

3.Системы измерения.

Системы измерения бывают небалансные и балансные.

1. Небалансной называется система измерения, имеющая разомкнутую цепь обратных воздействий и являющаяся системой прямого метода измерений

КП

Контролируемый параметр преобразуется датчиком, усиливается и воспроизводится ВУ.

2. Балансные системы автоматического измерения: этими системами называются компенсационные системы уравновешенные), имеющие замкнутую цепь обратных воздействий, предназначенную для повышения точности измерения.

Балансные системы бывают системами периодического и непрерыв­ного балансирования:

Структурная схема непрерывного балансирования:

Структурная схема периодического балансирования: КП

 

Системы непрерывного балансирования являются замкнутые системы и представляют собой разновидность АСР.

Контролируемый параметр поступает на датчик и сравнивается с эталоном, вырабатываемым балансирующим устройством в сравнивающем устройстве. Если разница этих параметров равна нулю, то воспроизводя­щее устройство будет находиться в покое, и ВУ покажет нулевое показание. Если эта разница не равна нулю, то ВУ вырабатывает новый эталонный параметр, сравнение будет производиться до тех пор, пока текущее и эталонное значения не совпадут.

Система периодического балансирования производит измерение значения параметра, попадающего в определенный диапазон измерения. БУ вырабаты­вает изменяющиеся значения эталонного параметра в заданном диапазоне. КП поступает на СУ, сравнивается с эталонными параметрами, и если они не равны, то система будет в покое; а если они станут равны, то ВУ покажет эталонное значение параметра с балансирующего устройства. Пределы балансировки могут меняться внешними воздействиями.

17. Автоматические системы передачи угловых перемещений и следящие системы

Следящими системами называются такие системы, в которой выходная величина следит за изменением входной величины, т.е. воспроизводит изменения входной величины, закон изменения которой заранее неизвестен и является одной из разновидностей систем автоматического регулирования.

Точность слежения выходной величины за входной величиной оценива­ется по формуле

θ = θ вых - θ вх.

Системами дистанционной передачи называются системы, предназна­ченные для передачи на большие расстояния угловых перемещений, команд­ной информации и обеспечения синхронной работы различных устройств и приборов.

Системы дистанционной передачи, а также следящие бывают: электри­ческие и неэлектрические, на постоянном и переменном токе (на постоян­ном токе строятся на потенциометрах; а на переменном токе - на сельси­нах, которыми называются индукционные микромашины, предназначенные для передачи расстояние угловой информации двух механически не связанных между собой валов).

Системы дистанционной передачи угла на переменном токе.

1. Трансформаторная передача.

В технике широко применяются системы дистанционной передачи угла на переменном токе, выполненные на сельсинах.

Сельсины в общем виде представляют собой индуктивные электрические микромашины, которые предназначены для передачи на расстояния угловых перемещений двух или нескольких валов, не связанных механически между собой.

Схема соединения роторных обмоток СД и СП трансформаторной передачи показана на рис.1, Однофазная обмотка СП не подключается к сети пере­менного тока и является выходной обмоткой, с которой снимается электрический сигнал.

В зависимости от взаимного расположения магнитного потока и статорной обмотки СП в последней, которая выполняет роль вторичной обмотки (роторная обмотка СП выполняет роль первичной обмотки),индуктируется ЭДС, используемая в качестве сигнала рассогласования. В том случае, когда ось статорной обмотки СП расположена перпендикулярно направлению резуль­тирующего потока, ЭДС в этой обмотке индуктироваться не будет. Такое положение считается согласованным.

При повороте ротора СД, например, на угол Од результирующий магнитный поток в СП также повернется и в статорной обмотке последнего возникает напряжение рассогласования, которое зависит только от угла рассогласования Э = Од - Оп

 

Рис.1. Схема трансформаторной передачи.

Сельсины бывают датчиками и приемниками, которые входят основ­ными элементами в следящую систему и систему передачи угловой информа­ции. 3 качестве дополнительных элементов - (линии связи, усилители, эл. двигатели и др.

Работа системы передачи угловых перемещений.

 

Следящая система

 

Сельсины являются измерителем угла рассогласования. При повороте входного вала на угол на однофазной обмотке сельсин - трансформа­тора СТ появляется напряжение, пропорциональное углу рассог­ласования. Фаза этого напряжения определяется направлением поворота задающего вала. Усилитель мощности нагружен управляющей обмоткой ОУ исполнительного двигателя. Между двигателем к выходным валом преду­смотрен понижающий редуктор Р, что обусловлено тем, что обычно частота вращения нагрузки б несколько раз меньше номинальной частоты вращения двигателя. Редуктор служит для согласования частот и моментов враще­ния двигателя и выходного вала без изменения передаваемой мощности. Включение редуктора уменьшает влияние на двигатель инерции вращения нагрузки при переходных процессах в системе, т.е. во время разгона и замедления ее движения.

18. Системы телемеханики

Системами телемеханики называются системы, обеспечивающие авто­матическое управление производственным процессом, а также контроль и сигнализацию по его работе на больших расстояниях между объектом и пультом управления.

По виду выполняемых функций они делятся на:

1. Системы телеуправления ТУ, обеспечивающие автоматическое
управление производственным процессом, например изменение режима
работы ядерного реактора, изменение режима вентиляции шахты, измене­ние режима работы спутника и т.д.

2. Системы телеизмерения ТИ, обеспечивающие автоматическое изме­
рение параметров производственного процесса.

3. Системы телесигнализации ТС: обеспечивают автоматические
сигнализацию и оповещение oб отклонении производственного процесса
от нормального.

Комбинированные системы телемеханики: являются многофункциональ­ными и позволяют осуществлять не только управление, но и телеизмере­ние, телесигнализацию.

Бывают:

1. ТУ – ТИ.

2. ТУ – ТС.

3. ТУ – ТИ – ТС.

Кодирование информации

Для передачи командной информации, а также результата контроля параметров применяются различные методы кодирования той или иной информации с помощью модуляции электрических сигналов (электромагнит­ных сигналов) следующих видов:

1. Амплитудная модуляция: каждой команде (виду информации) присваивается определенная амплитуда сигнала или закон ее изменения. Радиоприем осуществляется эл/маш энергией, модулированной голосом

2. Импульсная модуляция: представляет собой последовательность
модулированных по амплитуде импульсов одинаковой длительности.

Импульсная модуляция может осуществляться не только по амплитуде, но и по длительности импульсов.

3. Частотная модуляция.

4. Фазовая модуляция - изменение фазы сигнала по времени.
Модуляцией называется придание признака тому или иному сообщению

в виде электрического или электромагнитного сигнала с помощью измене­ния его амплитуды, длительности, частоты или фазы.

Многопроводная система ТУ и ТС с амплитудной избирательностью.

Многопроводная система ТУ и ТС с амплитудной избирательностью представляет собой автоматическую систему, управляющую работой различ­ных эл.приводов.

Кодирование производится переключателями меняющие поляр­ность питания исполнительного устройства на приемном пункте. ИУ имеет 2 режима работы: включить и выключить электропривод, поэтому оно состоит из поляризованного реле, контактами которого включается или выключается контактор электропривода.

 

S 1

ПУ

ЛСЧ КП

Многопроводная система ТУ с частотной изобразительностью

Многопроводная система ТУ с частотной изобразительностью представляет собой набор генераторов фиксированных частот на передающем пункте, линию связи - проводную или беспроводную, - набор фильтров на каждую частоту, настроенных данных генераторов; детекторов и исполнительных устройств (Р). Сообщение (команда) набирается путем переключения ключей К₁ ,К₂ и т.д в какое-либо положение.

Детектированием называется процесс выделения огибающей высокочас­тотного сигнала.Команда передается в линию связи, поступает на приемную часть, проходит только через один фильтр, настроенный на эту частоту, детекти­руется детектором Д₁ - Д_п и приводит в действие ИУ.

Раздел 4. Комплексная автоматизация производства.

31. Комплексной называется автоматизация, обеспечивающая авто­матическое выполнение производственным процессом для выпуска продук­ции, начиная с исходных материалов и до готовых изделия без участия человека.

Комплексная автоматизация (КА) имеет 3 уровня развития:

1. Автоматизация на уровне машин - автоматов.

Автоматом называется самоуправляющаяся машина, выполняющая все производственные и технологические операций автоматически, кpoмe контроля и наладки. Такими машинами автоматами являются станки с ПУ и ЧПУ.

Блок-схема машины - автомата:

 

Машина - автомат включает в себя двигательный механизм, испол­нительный механизм, передаточный механизм, механизм рабочих и холос­тых ходов, механизм управления.

В машинах - автоматах внедрены микропроцессоры или макро-ЭВМ, с помощью которых осуществляется выполнение технологического процесса и контроль за качеством продукции. К таким машинам относятся станки с ЧПУ, пром. работы и станки с ПУ.

Рабочим ходом машины называется движение исполнительного механиз­ма непосредственно при выполнении работы.

Холостым ходом называется движение им, необходимые для подготов­ки и выполнению раб. хода.

2. Автоматизация системы машин и создание автоматических или автоматизированных машин и создание таких же мест.

32. Понятие об оборудовании автоматических линий.

Автоматическая линия - линия, представляющая собой действующую систе?лу машин расположенных в технологической последовательности и объединенных едиными системами управления, контроля, накопления зако­нов, удаление технологических отходов.

АЛ содержит несколько машин - автоматов, которые имеют общую систему управления, которая называется механизмом управления, включа­ющей в себя 1 или несколько пультов управления, искатель неисправнос­тей (ВАСХ - встроенная автоматизированная система контроля, работаю­щая по тестовым программам), и контрольно блокировочное устройство. Это сложнейшая электронная система, включающая в себя несколько микро ЭВМ, массу датчиков, усилителей, исполнительных механизмов и т.д.

Межстаночные механизмы холостых ходов: в них входят транспорте­ры, элеваторы, механизмы зажима и фиксации инструмента, механизмы удаления производственных отходов.

Автоматизированная линия - это система машин, автоматически выполняющая производственный и технологический процесс, за исключе­нием некоторых погрузочно-разгрузочных работконтроля и наладки.

Блок-схема автоматизированной линии.

 

Автоматическая линия включает в себя:

1. автоматический склад;

2. автоматический штабелар;

3. сортирователь – распределитель;

4. приемник инструмента и заготовок в палетты;

5. приемник готовых деталей в паллеты;

6. транспортная тележка;

7. промежуточный стол станка;

8. многоцелевые станки - автоматы.

Работа автоматизированной линии по заданной программе автомати­ческий штабелер заполняется заготовками и инструментами и загружает приемник заготовок и инструмента, который стыкуется с транспортной тележкой и передвигается от станка к станку, стыкуется через проме­жуточный стол с каждым станком, выгружает инструмент в заготовки, который соответствующими механизмами закрепляется в станке, после чего станки включаются в работу. Одновременно выгружаются готовые детали. После обхода транспортной тележкой всех станков готовые дета­ли передаются в приемник готовых деталей; производится загрузка заготовками и инструментами и процесс повторяется.

3. Автоматический цех.

 

3-й этап предусматривает автоматизацию производства всего ком­плекса конкретных изделий, узлов, сборку и наладку выпускаемой про­дукции с охватом процессов межлинейного и межучасткового транспорти­рования, автоматического складирования и распределения продукции и включает в себя: автоматические линии, систему межлинейного транспор­та (элеваторы, транспортеры)и систему управления (систему управления запасами, технологическим процессом, устранением неисправностей). Содержит до несколько десятков микро-ЭВМ.

33. Промышленные роботы.

Промышленные роботы - машины-манипуляторы, предназначенные для выполнения двигательных функций, аналогичных функций руки человека. К автоматическим манипуляторам относятся автооператоры, промышленные роботы.

Автооператором является непереграмзлируемый автоматический мани­пулятор.

Классификация роботов:

1. По виду производства промышленные роботы разделяются на про­изводственные, подъемнотранспортные, универсальные, - и могут быть использованы в литейном, кузнечном, сварочном, при термообратотке, сборке, а также выполнения транспортно-складских работ.

2. По степени специализации роботы бывают специальные, универ­сальные и специализированные.

Специальные роботы выполняют отдельные технологические операции.

Универсальные совмещаются с различным оборудованием и выполняют разнородные технологические операции.

Специализированные специализируются на одном виде технологичес­кого процесса, например сварку, окраску и т.д.

3. По грузоподъемности роботы бывают: сверхлегкие (до 1 кг.),
легкие (от 1 до 10 кг.), средние (от 10 до 200), тяжелые (от 200 до
1000) и сверхтяжелые (более 1000 кг.).

4. По подвижности - стационарные и подвижные.

5. По месту установки - напольные, встроенные и навесные.
Напольные роботы обладают большими возможностями по кругу выполняемых функций, поэтому они предназначены для работы с многоцелевы­ми станками-автоматами.

6. По виду привода роботы бывают с электромеханическим, гидрав­лическим, пневматическим и комбинированным приводом.

Структурная схема робота включает в себя:

1. Пульт управления.

2. Блок ввода программ.

3. Манипулятор.

4. Технологическое оборудование.
5.Информационная система.

Робот со станком работает по одной и той же программе. В задачи робота входит установка и закрепление, ориентация инструмента, заготовка и объем готовых деталей и их транспортировка на конвейер или на склад/ Технологическое оборудование производит изготовление продукции Информационная система - система датчиков, необходимая для контроля процесса изготовления продукции.

Технологическое оборудование представляет собой производственную часть робота, обеспечивает изготовление продукции и связано с систе­мой управления робота с помощью информационной системы.

Информационная система представляет собой систему датчиков, кото­рые контролируют ход и параметры изготовляемой продукции; с помощью
пульта управления программ в манипулятор вводится та или иная информация- программа, по которой он выполняет свои функций.

34. Гибкие производственные системы.

Блок - схема:

 

Гибкой производственной системой называется система технологических средств с единым управлением технологическим комплексом, охвачен­ная едиными системами транспортировки, поиска и контроля неисправнос­тей и контроля выпускаемой продукции.

Система включает в себя подсистемы разработки, планирования, исследования при подготовке к производству новой продукции.Состоит из:

1. Автоматизированный производственный комплекс в качестве кото­рого может быть использована ГАУ (гибкий автоматизированный участок), или ПИ (гибкий производственный модуль), которые имеют способность в кратким промежуток времени перейти на выпуск новой продукции по новой технологии и по новой документации.

2. Транспортная система:

3,4 - Склады заготовок и инструмента.

5. ОТК.

6. Склад готовой продукции.

7. ЭВМ.

8. Пульт управления диспетчера. И автоматические рабочие места:

9.технолога

10. конструктора

11. исследователя

12. экономиста-плановика.

При подготовке к выпуску новой продукции на автоматических рабо­чих местах производится изготовление документации, технологий произ­водства, исследование модулей и планирование производства, вырабаты­ваются рабочие программы для ввода в машину. По готовности ГПС запус­кается в производство, начинается выпуск новой продукции.

 

---

Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 31; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!