ГБОУ СПО РО
Ростовский - на - Дону колледж радиоэлектроники, информационных и промышленных технологий
Учебное пособие
По дисциплине «Типовые элементы и устройства
Систем автоматического управления»,
для специальности 220703 «Автоматизация технологических
Процессов и производств (по отраслям)» введение
Современный научно-технический прогресс тесно связан с широким развитием автоматики. Автоматика – это отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления техническими объектами и процессами, действующих без непосредственного участия человека.
Совокупность объектов управления (ОУ) и автоматического управляющего устройства называется системой автоматического управления (САУ) или автоматизированной системой управления (АСУ).
Любое автоматическое устройство представляет собой комплекс отдельных конструктивных или схемных элементов, каждый из которых выполняет задачу по преобразованию энергии, полученной от предыдущего элемента или окружающей среды, и передаче её последующему элементу.
Часто элементы отожествляются с устройствами в состав, которого входят несколько элементов. Современная теория элементов автоматики стремится к наиболее полному раскрытию физической и математической сущности элементов. Одновременно с разработкой физики элементов автоматики рассматривается и развивается их классификация, методы расчета и конструирования.
Первичные преобразователи физических величин
Классификация и основные характеристики первичных преобразователей
Элементы автоматики
Элементами автоматики называются конструктивно законченные устройства, выполняющие определенные самостоятельные функции преобразования сигнала (информации) в системах автоматического управления и контроля.
На рис. 1, схематически изображены элементы автоматики без дополнительной энергии и с дополнительной энергией.
без дополнительной энергии, с дополнительной энергией.
Рис. 1.
В элементах использующие дополнительную энергию может быть усиление входной величины х. Величины х и у могут быть электрическими (например, напряжение, ток) и неэлектрические (например, давление, перемещение, температура). Находят также применение и неэлектрические элементы: гидравлические, пневматические, механические и др.
Характеристики элементов оказывают влияние на свойства систем автоматики, которые из них состоят. Изучение свойств этих элементов необходимо для анализа работы устройств и схем, основными показателями которых (характеризующими работу) является точность, чувствительность, инерционность и др.
Любая самая сложная автоматическая система состоит из определенного комплекса элементов. Многообразие автоматических систем порождает и многообразие элементов, что в свою очередь, приводит к необходимости их классификации. В основу классификационной системы могут, положены функциональные признаки. В этом случае элементы подразделяются на следующие классы (рис.2.).
Рис. 2. Классификация элементов автоматики по функциональным признакам.
Каждый класс элементов в зависимости от выбранных основных и вспомогательных признаков, в свою очередь, могут подразделяться на подклассы, подгруппы, виды, подвиды и т. д.
По выполняемым функциям основные элементы автоматики делятся на датчики, усилители, стабилизаторы, реле, распределители, двигатели и другие узлы. По роду физических процессов, используемых в основе устройств, элементы автоматики делятся на электрические, ферромагнитные электротепловые, электромашинные и др.
Рассмотрим некоторые основные элементы, наиболее часто применяемые в автоматике, разделяя их по выполняемым функциям.
Датчики (измерительные преобразователи, чувствительные элемент) - устройство, предназначенное для того, чтобы информация, поступающею на вход в виде некоторой физической величины, функционально преобразовать в другую физическую величину на выходе, более удобную для воздействия на последующие элементы (блоки). Большинство датчиков преобразуют неэлектрическую контролируемую величину х в электрическую величину у.