Медведев А.Е. Элементы систем автоматики - файл n1.doc

приобрести
Медведев А.Е. Элементы систем автоматики
скачать (17235 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc28210kb.09.12.2009 00:19скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

A. E. МЕДВЕДЕВ


ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

Тексты лекций
Кемерово 2008

УДК 681.5

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Кафедра автоматизации производственных процессов и АСУ Кемеровского технологического института пищевой про­мышленности (заведующий кафедрой кандидат технических наук, доцент А. В. Чупин)

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автоматизации исследований и технической кибернетики В. Я. Карташов (Кемеровский государственный университет)
Медведев А. Е. Элементы систем автоматики : тексты лекций / А. Е. Медведев ; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2007. – 232 с.

ISBN 278-5-89070-625-6

Тексты лекций подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Элементы систем автоматики». Рассмотрены основные понятия и определения дисциплины, описаны различные датчики, усилительно-преобразовательные элементы, автоматические регуляторы, промышленные программируемые
контроллеры и компьютеры, исполнительные устройства автома­тики и пневматические управляющие элементы – мембранные и струйные.

Предназначены для студентов, обучающихся по специаль­ности 140604 «Электропривод и автоматика промыш­ленных установок и технологических комплексов».

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГУ КузГТУ.
УДК 681.5

© ГУ КузГТУ, 2007

ISBN 278-5-89070-625-6 © Медведев A. E., 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ .………………………………………………

5


  1. ВВОДНАЯ ТЕМА …………………………………………..

7

    1. Предмет и задачи курса………………………………

7

    1. Основные понятия и определения……………………

7

    1. Элементы………………………………………………

21

  1. ДАТЧИКИ ……………………………………………………

26

    1. Определение и общие характеристики датчиков…….

26

    1. Датчики положения объектов (ДПО)…………………

29

    1. Датчики перемещений (ДП)…………………………...

39

    1. Датчики скорости………………………………………

55

    1. Датчики усилий………………………………………...

62

    1. Датчики крутящего момента………………………….

67

    1. Датчики вибраций……………………………………..

70

    1. Датчики токов и напряжений………………………….

76

  1. УСИЛИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ…………………………………………………



82

    1. Общие положения……………………………………..

82

    1. Магнитные усилители…………………………………

83

    1. Релейные преобразовательные устройства………….

90

  1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ

И РЕГУЛИРУЮЩИЕ КОМПЛЕКСЫ…………………….



103

    1. Общие положения……………………………………..

103

    1. Регуляторы непрерывного действия…………………

106

    1. Позиционные регуляторы…………………………….

112

    1. Импульсные регуляторы………………………………

118

    1. Микропроцессорные регуляторы…………………….

123

    1. Электрические регулирующие комплексы………….

135

  1. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ

И ПРОМЫШЛЕНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ……………………



141

    1. Общие положения……………………………………...

141

    1. Регулирующий микропроцессорный контроллер

Ремиконт Р-130………………………………………..



148

    1. Универсальные программируемые контроллеры……

160

    1. Промышленные компьютеры…………………………

194

  1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА…………………….

201

    1. Общие положения……………………………………..

201

    1. Электромагнитные исполнительные элементы……..

207

    1. Электродвигательные ИУ……………………………..

210

    1. Гидравлические и пневматические ИУ………………

213

  1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УПРАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ…

217

    1. Общие положения……………………………………..

217

    1. Мембранные пневматические элементы УСЭППА.

Комплекс приборов «Старт»………………………….



221

    1. Струйные пневмоэлементы……………………………

228

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………..

231


ПРЕДИСЛОВИЕ

В современном промышленном производстве важную роль выполняют автоматические и автоматизированные системы управления технологическим оборудованием и процессами. Для эффективного решения задач автоматизации производства необходимо осуществлять подготовку специалистов, способных разрабатывать и обслуживать в процессе эксплуатации системы управления различными машинами, установками и технологическими комплексами, построенные на базе современных технических средств автоматики.

Настоящий курс лекций по дисциплине «Элементы систем автоматики» написан в соответствии с программой подготовки инженеров по специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» и содержит семь разделов.

В первом разделе рассмотрены основные понятия и определения дисциплины: автоматика и автоматизация, управление техническими объектами, локальные автоматические системы АСУТП, элементы автоматических систем. Второй раздел посвящен изучению различных датчиков контролируемых величин, в первую очередь датчиков, применяемых в системах автоматики электроприводов. К ним относятся датчики положения и перемещения объектов, датчики усилий и моментов, датчики токов и напряжений, датчики скорости и вибраций. В третьем разделе рассматриваются усилительно-преобразовательные элементы, обеспечивающие усиление сигналов, гальваническое разделение, аналого-позиционное преобразование. Детально описываются устройство, принцип действия и характеристики магнитных усилителей, контактных и бесконтактных реле. В четвертом разделе описаны устройство, принцип действия и характеристики автоматических регуляторов как с жесткой логикой функционирования и аппаратным способом реализации, так и с гибкой логикой управления – программируемые микропроцессорные автоматические регуляторы. Приведены также общие сведения по электрическим регулирующим комплексам, позволяющим создавать различные системы управления технологическим оборудованием и процессами. Пятый раздел посвящен изучению микропроцессорных управляющих устройств – промышленных программируемых контроллеров и компьютеров. Описываются их устройство, технические характеристики, средства программирования и функциональные возможности. В шестом разделе рассматриваются различные исполнительные устройства, осуществляющие управляющие воздействия на технологические объекты управления. Детально описываются устройство, принцип действия и характеристики электромагнитных исполнительных элементов, электродвигательных, гидравлических и пневматических исполнительных устройств. Седьмой раздел посвящен описанию устройства и принципа действия пневматических элементов, на основе которых выполняются пневматические управляющие устройства систем автоматики. Приводятся также общие сведения по пневматическому комплексу приборов «Старт» и пример построения автоматического регулятора на базе использования его приборов.

Курс лекций может также использоваться при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Автор выражает благодарность студентам группы ЭА-032 ГУ КузГТУ И. А. Башмакову, А. А. Лушникову, В. А. Сытнику, А. Г. Хорошилову за помощь в оформлении текста лекций.


1. Вводная тема
1.1. Предмет и задачи курса
В состав курса входят семь тем:

1. Вводная тема.

2. Датчики.

3. Усилительно-преобразовательные элементы.

4. Автоматические регуляторы и регулирующие комплексы.

5. Программируемые контроллеры и промышленные компьютеры.

6. Исполнительные устройства.

7. Пневматические управляющие элементы.
Цель курса – дать знания будущим специалистам по техническим средствам автоматики, являющихся базой для создания систем автоматизации промышленного производства.
1.2. Основные понятия и определения дисциплины


      1. Автоматика и автоматизация


Автоматика – это научная дисциплина, изучающая способы и устройства для создания самодействующих (автоматических) систем.

Автоматизация – это процесс применения средств автоматики, электроники, вычислительной техники и др. в различных сферах деятельности человека: в промышленности (промышленная), на транспорте, в быту, в медицине, в космосе, в атомной энергетике и т.д., результатом которой является создание различных самодействующих систем или систем автоматизации.


      1. Управление техническими объектами,

его виды и уровни
Управление – это процесс преобразования информации о состоянии объекта и среды в определенные действия на объект, обеспечивающие его функционирование в соответствии с поставленной целью. Этапы процесса управления показаны на рис. 1.1.

Процесс управления является информационным замкнутым процессом: при изменении возмущений изменяются контролируемые параметры объекта, информация о которых совместно с заданием используется для выработки управляющих воздействий, которые в свою очередь изменяют контролируемые параметры и т.д. Задание на управление объектом формируется в соответствии с поставленной целью управления оператором, компьютером или наладчиком.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации