Эталоны ответов на экзаменационные вопросы по предмету Основы автоматизации производства

Билет№1

1 Что такое исполнительные механизмы, для чего они не обходимы.

Исполнительные механизмы

Исполнительный механизм (ИМ) — это устройство, воздействующее на объекты в соответствии с полученным управляющим сигналом.

Рассмотрим на примерах, как исполнительные механизмы воспринимают управляющие сигналы и выполняют предписанные ими действия.

был рассмотрен алгоритм сортировки изделий. Не учитывая организацию повторения цикла и измерения диаметра изделия, рассмотрим выполнение команд поместить изделие в магазин № 1 и Поместить изделие в магазин № 2. Очевидно, что исполнительный механизм, выполняющий эти действия, должен иметь некий рычаг, сдвигающий изделие с конвейера либо в сторону первого магазина, либо в сторону второго магазина. В такой ситуации на им может подаваться сигнал, например, в виде

электрического тока, протекающего либо в одном, либо в другом направлении. Электрический ток обладает энергией, за счет которой может производиться перемещение рычага. Информация о номере магазина выражается направлением тока, в зависимости от которого рычаг смещается в ту или другую сторону.

3 также был рассмотрен алгоритм погрузки контейнеров. Легко представить кран, который поднимает контейнер, переносит его к вагону и погружает в вагон. Вопрос заключается в том, какие сигналы надо подавать крану для выполнения этих действий.

Пусть подъём и перемещение груза осуществляются с помощью электродвигателей, которые являются исполнительными механизмами. Тогда сигнал может представлять собой электрическое напряжение, которое подается на двигатель в течение какого-то времени.

Очевидно, Что чем больше это время, тем на большую высоту кран поднимет груз и на большее расстояние его переместит. Следовательно, информация в этом сигнале представлена его длительностью, т. е. временем подачи напряжения на электродвигатель.

Для выполнения команды поднять очередной контейнер напряжение подается на двигатель подъема груза в течение времени, необходимого для подъема груза на достаточную высоту. Для выполнения следующей команды переместить контейнер к вагону напряжение подается на двигатель, перемещающий кран с грузом в течение времени, необходимого для перемещения груза от контейнерной площадки до вагона. Для выполнения команды погрузить контейнер в вагон напряжение подается на двигатель, опускающий груз, в течение времени, необходимого для опускания груза до пола вагона.

Конечно, выполнение алгоритмов представлено здесь упрощенно, но оно позволяет понять, какими могут быть сигналы и как на них реагируют ИМ.

Наиболее часто в автоматических системах используются электрические ИМ. Однако существуют механизмы, использующие в качестве источника энергии сжатый воздух, пневмоприводы. В гидроприводах используется энергия жидкости под давлением. Чаще эти механизмы являются комбинированными и используют еще и электрическую энергию.

2.Что такое датчики, для чего они необходимы.

Датчики

был рассмотрен алгоритм изготовления бутерброда. Это алгоритм с ветвлением, и выполняемые действия зависят от того, есть ли в хлебнице. Как это проверить?

Если исполнителем алгоритма являетесь вы, то вам достаточно заглянуть в хлебницу. Информацию о том, есть ли там хлеб, вы получите с помощью органов зрения — глаз.

У машины глаз нет, поэтому машине — исполнителю алгоритма — требуется какое-то устройство, которое сообщало бы ей нужную информацию. В данном случае это должна быть информация типа «есть—нет». Аналогичное устройство необходимо для выполнения алгоритма сортировки изделий, рассмотренного в (там нужно определить наличие изделий на конвейере). Каким может быть такое устройство и как оно может определить наличие или отсутствие хлеба в хлебнице или детали на конвейере, будет рассмотрено далее.

был рассмотрен алгоритм нагрева детали до Нужной температуры. В этом алгоритме есть условие если температура меньше t; то... Как узнать температуру детали? Для этого нужно какое-то устройство, получающее информацию о температуре и передающее ее дальше для использования при выполнении алгоритма. Причем это уже не простейшая информация типа «есть— нет», а информация о текущем значении температуры, изменяющейся в широком диапазоне.

По этим примерам можно сделать вывод, Что для Выполнения алгоритмов кроме исполнительных механизмов нужны устройства, умеющие получать Информацию об объектах окружающего мира, в том числе воспринимать физические величины характеризующие свойства и состояние этих объектов (перемещение температуру, влажность, давление; электрическое напряжение и т.д.). Полученную информацию они должны передавать тому, кто будет использовать ее для принятия решения о дальнейших действиях, — оператору или управляющему устройству.

Поскольку в автоматических системах практически всегда используются электрические сигналы, именно их мы и будем рассматривать далее как носителей полезной информаций. Таким образом, рассматриваемые устройства должны формировать электрические сигналы, которые содержат информацию о свойствах и состоянии объектов окружающего мира; Устройства, выполняющие эту функцию, называются датчиками.

Датчики — это устройства, которые преобразуют физические величины, характеризующие свойства и состояние объектов, в сигналы.

Если речь идет об автоматизации технологического процесса, то датчики получают информацию о свойствах и состоянии обрабатываемых материалов, оборудования, реализующего технологический процесс, выпускаемых изделий и т.д. Эти свойства и состояния могут характеризоваться различными физическими величинами, которые называются параметрами технологического процесса, или технологическими параметрами.

Параметрами называются физические величины, которые характеризуют свойства и состояние объектов.

Существуют датчики перемещения, скорости, температуры, давления, влажности и др. В автоматических устройствах их называют датчиками технологических параметров. Так как параметры могут быть как аналоговыми, так и дискретными, датчики тоже подразделяются на аналоговые (датчики перемещения, температуры и т.д.) и дискретные (датчики состояния (например, «включено—выключено»), количества и т.д.).

Билет№2