
- •«Технічні засоби автоматизації»
- •6.100101 «Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі»
- •Лекція 1. Технічні засоби автоматизації: основні поняття, класифікація
- •1.1. Класифікація тза по функціональному призначенню в аск
- •1.2. Тенденції розвитку тза
- •1.3. Методи зображення тза
- •1.4. Основні принципи побудови тза
- •1.5. Основні характеристики елементів автоматики
- •1.6. Динамічний режим роботи елементів
- •Лекція 2. Державна система приладів
- •2.1. Основні принципи побудови дсп
- •2.2. Класифікація виробів за дсп
- •2.3. Функціонально-ієрархічна структура дсп
- •2.3. Конструктивно-технологічна структура дсп
- •2.4. Нормувальні перетворювачі
- •2.5. Перетворювач сигналів резистисторних давачів у стандартний струмовий сигнал
- •2.6. Перетворювач малих постійних напруг у стандартний струмовий сигнал
- •2.7. Пристрої, що забезпечують роботу датчиків у вибухонебезпечних приміщеннях
- •2.8. Бар'єр захисту від іскри
- •2.9. Блок живлення датчиків
- •2.10. Параметри аналогових і дискретних сигналів
- •Лекція 3. Вимірювальні перетворювачі
- •3.1. Загальні відомості про перетворювачі
- •3.2. Класифікація й загальні характеристики перетворювачів
- •3.3. Структурні схеми вимірювальних перетворювачів
- •3.4. Статичні й динамічні характеристики вимірювальних перетворювачів
- •Лекція 4. Датчики
- •4.1. Основні поняття
- •4.2. Класифікація датчиків
- •4.3. Характеристики датчиків
- •4.3.1. Передатна функція
- •4.3.2. Діапазон вимірюваних значень (максимальний вхідний сигнал)
- •4.3.3. Діапазон вихідних значень
- •4.3.4. Точність
- •4.3.5. Калібрування
- •4.3.6. Помилка калібрування
- •4.3.7. Гістерезис
- •4.3.9. Насичення
- •4.3.10. Відтворюваність
- •4.3.11. Зона нечутливості
- •4.3.12. Розв'язна здатність
- •4.3.13. Спеціальні характеристики
- •4.3.14. Вихідний імпеданс
- •4.3.15. Сигнал порушення
- •4.3.16. Динамічні характеристики
- •4.3.17. Фактори навколишнього середовища
- •4.3.19. Характеристики датчиків, які обґрунтовані умовами їх застосування
- •4.3.20. Статистична оцінка
- •4.4. Основні схеми включення вхідних пристроїв у аск
- •4.5. Лінії зв'язку вимірювальних пристроїв
- •4.5.1. Чотирипровідна лінія зв'язку.
- •4.5.2. Трипровідні лінія зв'язку.
- •4.5.3. Двопровідна лінія зв'язку.
- •4.6. Характеристики лінії зв'язку зі струмовими сигналами й сигналами напруги.
- •4.7. Особливості підключення споживачів до ліній зв'язку.
- •4.7.1. Лінія зв'язку по напрузі.
- •4.7.2. Струмова лінія зв'язку.
- •4.7.3. Комбіновані лінії зв'язку.
- •4.8. Перспективи розвитку датчиків
- •Лекція 5. Підсилювачі
- •5.1. Класифікація й характеристики підсилювачів
- •5.2. Зворотні зв'язки в підсилювачах
- •5.3. Типи електронних підсилювачів
- •5.4. Електромашинні підсилювачі
- •5.5. Магнітні підсилювачі
- •Лекція 6. Інформаційні електричні машини. Виконавчі елементи. Ч.1.
- •6.1. Тахогенератори.
- •6.2. Сельсини
- •6.3. Загальні відомості про виконавчі елементи
- •6.4. Класифікація виконавчих елементів
- •6.5. Гідравлічні виконавчі механізми
- •6.6. Пневматичні виконавчі механізми
- •6.7. Електронагрівачі
- •6.8. Електромагніти
- •Лекція 7. Виконавчі елементи. Ч.2.
- •7.1. Муфти
- •7.2. Електродвигуни
- •7.3.1. Двигуни постійного струму
- •7.2.2. Синхронні мікродвигуни
- •7.3.3. Асинхронні двигуни
- •7.4. Крокові двигуни
- •7.4.1. Принцип дії крокових двигунів
- •7.4.2. Крокові двигуни з пасивним ротором
- •7.4.3. Крокові двигуни з активним ротором
- •7.4.4. Крокові синхронні двигуни активного типу
- •7.4.5. Реактивні крокові двигуни
- •7.4.6. Індукторні крокові двигуни
- •7.4.7. Кд з постійними магнітами
- •7.4.8. Кд зі змінним магнітним опором
- •7.4.9. Гібридні кд
- •7.4.10. Біполярні й уніполярні кд
- •7.4.11. Лінійні крокові синхронні двигуни
- •7.4.12. Режими роботи синхронного крокового двигуна
- •Лекція 8. Керуючі елементи автоматики
- •8.1. Програмовані контролери
- •8.1.1. Визначення, історія появи й розвитку
- •8.1.2. Особливості плк у порівнянні із традиційними тза й еом
- •8.1.3. Класифікація плк
- •8.1.4. Функціонально-конструктивна схема модульного плк. Состав і призначення основних модулів.
- •8.1.5. Архітектура й загальна організація модульного плк
- •8.1.6. Поняття циклу роботи плк
- •8.1.7. Пристрою програмування плк (програматор)
- •8.1.8. Програмно-математичне забезпечення (пмз) контролерів
- •8.2. Пристрою зв'язку з об'єктом
- •8.2.1. Дискретні модулі пзо.
- •8.2.2. Аналогові модулі пзо.
- •8.2.3. Модуль дискретного вводу/виводу.
- •8.2.4. Модулі комунікаційного зв'язку.
- •8.3. Електромагнітні реле
- •8.3.1. Основні параметри й характеристики електромагнітних реле
- •8.3.2. Електромагнітні реле змінного струму
- •8.3.3. Електромагнітні реле постійного струму
- •8.3.4. Поляризовані електромагнітні реле
- •8.3.5. Магнітні пускачі
- •8.4. Спеціальні реле
- •8.4.1. Теплові реле
- •8.4.2. Реле часу
- •8.5. Безконтактні релейні елементи
- •8.5.1. Транзисторні й трансформаторні схеми керування
- •8.5.2. Безконтактні магнітні реле
1.2. Тенденції розвитку тза
1. Збільшення функціональних можливостей ТЗА:
- функції керуванні (від найпростішого пуску/зупинки й автоматичного реверсу до циклового й числового програмного й адаптивного керування);
- функції сигналізації (найпростіші лампочки до текстових і графічних дисплеїв);
- функції діагностики (індикації обриву електричного кола до програмного тестування всієї системи автоматики);
- функції зв'язку з іншими системами (провідний зв'язок, промислові мережі).
2. Ускладнення елементної бази – означає перехід від релейно-контактних схем до безконтактних схем на напівпровідникових окремих елементах, а від них до інтегральних мікросхем усе більшого ступеня інтеграції (рис.1.7).
Рис.
1.7. Етапи розвитку електричних ТЗА.
3. Перехід від твердих (апаратних, схемних) структур до гнучких (, що перенастроюються, перепрограмувальним) структурам.
4. Перехід від ручних (інтуїтивних) методів проектування ТЗА до машинних, науково-обґрунтованим системам автоматизованого проектування (САПР).
1.3. Методи зображення тза
У процесі вивчення даного курсу можуть застосовуватися різноманітні методи зображення й вистави ТЗА і їх складових частин. Найбільше часто використовуються наступні:
1. Конструктивний метод припускає зображення приладів і пристроїв методами машинобудівного креслення у вигляді технічних малюнків, компонувань, загальних видів, проекцій ( у тому числі й аксонометричних), перетинів, розрізів і т.п.
2. Схемний метод припускає відповідно до ЕСКД виставу ТЗА схемами різних видів (електричних, пневматичних, гідравлічних, кінематичних) і типів (структурних, функціональних, принципових, монтажних і ін.)
3. Математична модель застосовується частіше для програмно-реалізованих ТЗА й може бути представлена:
- передатними функціями типових динамічних ланок;
- диференціальними рівняннями процесів, що протікають;
- логічними функціями керування виходів і переходів;
- графами стану, циклограмами, тимчасовими діаграмами;
- блок-схемами алгоритмів функціонування і т.п.
1.4. Основні принципи побудови тза
Для побудови сучасних АСК ТП потрібні різноманітні пристрої й елементи. Задоволення потреб настільки різних по якості й складності СУ в засобах автоматизації при їхній індивідуальній розробці й виготовленні зробило б проблему автоматизації неозорої, а номенклатуру приладів і пристроїв автоматики практично безмежної.
Наприкінці 50-х років у СРСР була сформульована проблема створення єдиної для всієї країни Державної Системи промислових Приладів і засобів автоматизації (ДСП) –, що представляє раціонально організовану сукупність приладів і пристроїв, що задовольняють принципам типізації, уніфікації, агрегатування, і призначених для побудови автоматизованих систем виміру, контролю, регулювання й керування технологічними процесами в різних галузях промисловості. А з 70-х років ДСП охоплює й непромислові сфери діяльності людину, такі як: наукові дослідження, випробування, медицина й ін.
Типізація – ця обґрунтована відомість різноманіття вибраних типів, конструкцій машин, устаткування, приладів, до невеликого числа найкращих з якого-небудь погляду зразків, що володіють істотними якісними ознаками. У процесі типізації розробляються й установлюються типові конструкції, що містять загальні для ряду виробів базові елементи й параметри, у тому числі перспективні. Процес типізації еквівалентний групуванню, класифікації деякої вихідної, заданої безлічі елементів, в обмежений ряд типів з обліком реально діючих обмежень.
Уніфікація – це приведення різних видів продукції й засобів її виробництва до раціонального мінімуму типорозмірів, марок, форм, властивостей. Вона вносить однаковість в основні параметри типових розв'язків ТЗА й усуває невиправдане різноманіття засобів однакового призначення й різнотипність їх частин. Однакові або різні по своєму функціональному призначенню пристрою, їх блоки й модулі, але, що є похідними від однієї базової конструкції, утворюють уніфікований ряд.
Агрегатування – це розробка й використання обмеженої номенклатури типових уніфікованих модулів, блоків, пристроїв і уніфікованих типових конструкцій (УТК) для побудови безлічі складних проблемно-орієнтованих систем і комплексів. Агрегатування дозволяє створювати на одній основі різні модифікації виробів, випускати ТЗА однакового призначення, але з різними технічними характеристиками.
Принцип агрегатування широко застосовується в багатьох галузях техніки (наприклад, агрегатні верстати й модульні промислові роботи в машинобудуванні, Ibm-Сумісні комп'ютери в системах керування й автоматизації обробки інформації й ін.).