АВТОМАТИКА

ИЗДАТЕЛЬСТВО ОГАУ 2010

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Кафедра: «Менеджмент и маркетинг в энергетике»

Алямов И.Д., Чиндяскин В.И.

АВТОМАТИКА

Методические указания к лабораторно-практическим работам

для студентов специальности 110302 – «Электрификация

и автоматизация сельского хозяйства».

ОРЕНБУРГ

Издательский центр ОГАУ

2010

УДК 621. 3

А-22

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» (председатель комиссии – доцент И.К. Петина)

Рецензенты:

В.Е. Медведев

кандидат технических наук, доцент кафедры

«Эксплуатация машин, оборудования и организации ГТН»

ФГОУ ВПО ОГАУ

М.В. Завалий

кандидат физико-математических наук, доцент

кафедры «Физика»

ФГОУ ВПО ОГАУ

Алямов И.Д., Чиндяскин В.И.

Автоматика. методические указания к лабораторно-практическим работам. – Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2009 – 53 с.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения по темам лабораторно-практических работ. Предназначены для студентов специальности 110302 – «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

ВВЕДЕНИЕ

Студенты специальности 110302 выполняют восемь лабораторных работ по курсу «Автоматика».

Данный цикл работ помогает студентам на практике изучить современные системы и методы автоматизации на основе программируемого контроллера, исследовать принцип работы различных датчиков и особенности схем включения.

В результате изучения дисциплины студент должен знать: основные технические средства автоматики и телемеханики, используемые в с.-х. производстве; статические и динамические характеристики основных элементов и средств автоматического управления; устройство и принцип действия микропроцессорных систем управления и систем телемеханики.

Требования безопасности труда

Каждый работающий на кафедре обязан экономно расходовать электрическую и тепловую энергию, поддерживать чистоту и порядок в лаборатории и на своем рабочем месте, обеспечивать сохранность и исправное состояние оборудования, наглядных пособий, методических указаний.

Студентам запрещается включать лабораторные стенды без проверки собранной схемы преподавателем и его разрешения, включать рубильники и выключатели, назначение которых неизвестно, касаться оголенных токоведущих проводников, зажимов и заземленных металлоконструкций, допускать обрыв заземляющих проводников.

Студентам разрешается входить в лабораторию только с преподавателем или лаборантом.

Окончив работу, показать полученные результаты преподавателю, привести в порядок рабочее место и только с разрешения преподавателя уйти из лаборатории.

При возникновения неисправностей в работе лабораторного оборудования (короткого замыкания, появления запаха гари, посторонних шумов, течи трубопроводов или батарей отопления), немедленно отключить электрооборудование и сообщить преподавателю или лаборанту.

Студентам запрещается производить какой-либо ремонт электрооборудования стенда.

Лабораторная работа 1.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАРУЖНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ

1 Цель работы:

Приобретение навыков в управлении автоматической системой наружным освещением при помощи контроллера в соответствии заложенными в нем логических функций.

2 Краткие теоретические положения

Датчики освещения (датчики освещенности) предназначены для автоматического включения электрических источников освещения (лампы, прожекторы, светильники при наступления условий недостаточной видимости. Другими словами датчики освещения позволяют включить источник света при наступлении сумерек. По исполнению датчики освещенности бывают малогабаритными и стандартными. Малогабаритные датчики освещения могут встраиваться непосредственно в светильники, стандартные устанавливаются в помещении на стенах.

Датчики созданы на основе фотодиода (или фототранзистора) с максимальной спектральной чувствительностью, совпадающей с максимальной чувствительностью человеческого глаза, которая составляет 550 нм (рис. 1).

Р ис. 1. Зависимость чувствительности Рис. 2. Зависимость фототока

от длины волны от уровня освещенности

На рис. 2 и в таблице 1 представлены характеристики чувствительности датчиков уровня освещенности в зависимости от источника освещения: флюоресцентная лампа, лампа накаливания и галогенная лампа. Уровень освещенности в реальных помещениях изменяется от 30–60 лк для лампы накаливания до 700–750 лк для галогенной лампы. При использовании, например, кремниевых фотодиодов, видно, что работа устройства сильно зависит от типа источника света и различна при дневном освещении, люминесцентном свете или освещении галогенной лампой.

Свойства	Фотодиод HSDL-9000	Кремниевый фотодиод	Фототранзистор	LDR
Спектральная чувствительность	Узкий спектр с пиком около максимума чувствительности человеческого глаза	Широкий спектр	Широкий спектр	Широкий спектр
Режим работы	Фотонапряжение или фотопроводимость	Фото<напряжение или фотопроводимость	Фотопроводимость	Фотопроводимость
Линейность фотоотклика	Отличная	Отличная	Средняя	Средняя
Время отклика	Маленькое (десятки микросекунд)	Маленькое (десятки микросекунд)	Среднее (сотни микросекунд)	Большое (от нескольких единиц до нескольких десятков миллисекунд)
Потребляемая мощность	Незначительная	Незначительная	Средняя	Средняя/Большая
Усиление по току	Нет	Нет	Да	Да
Темновой ток	Низкий (< 1нА)	Низкий (< 1нА)	Средний (несколько мкА)	Средний/Высокий (темновое сопротивление от нескольких кОм до нескольких МОм)

Таблица 1

Рис. 3. Зависимость фототока от уровня освещенности