1. Астықты қайта өңдеу және сақтау кәсіпорының автоматтандыру мақсаты мен міндеттері.

Автоматика және телемеханика деп өндірістік процестермен басқару және бақылау жасайтын техниканың бір саласын айтады. Автоматика және телемеханика жүйелері еңбек өнімділігін өсіріп, өндіріс жағдайын жақсартады. Бұл құрылғылар нақты өндіріс саласының барлық техникалық кешенін тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.

Комплекті автоматтандыру жүйесі технологиялық процесттерді басқарудың ең онай жолы.Кез-келген элеватор немесе астық сақтау қоймасында 150 жуық технологиялық құрылғылар орнатылған.олар тасымалдағыштар,желдеткіштер норияларзадвижка,кептіргіштер мен т.б. Автоматтандыру жүйесі адам факторын толығымен алмастырады.

2. Технологиялық үрдісті автоматтандырудың түрлері және олардың сипаттамалары.

Автоматтандыру — техникалық құрал-жабдықтарды, сондай-ақ энергияны, материалды және ақпаратты алу, түрлендіру, жеткізу (тасымалдау), пайдалану процестеріне адамның тікелей не ішінара қатысуын босататын экономикалық-материалдық тәсілдермен басқару жүйесін пайдалану. Онда:

1. технологиялық, энергетикалық, көліктік, өндірістік процестер;

2. күрделі агрегаттарды, кемелерді, өндірістік құрылыстармен кешендерді жобалау;

3. цехты, мекемені, сондай-ақ әскери құрамалар мен бөлімшелерді ұйымдастыру, жоспарлау және басқару;

4. ғылыми зерттеулер, медициналық және техникалық диагностикалау, статистика деректерін өңдеу және есепке алу, бағдарламалау, инженерлік есептеу т.б. автоматтандырылады.

Автоматтандырудың мақсаты — еңбек өнімділігі мен өнім сапасын арттыру, жоспарлау, басқару жұмыстарын тиімділендіру, денсаулыққа зиянды жұмыстан адамды босату. Автоматтандыру ғылыми-техникалық прогрестің басты бір бағыты саналады.

Автоматтандырудың жекеленген, кешенді және толық түрлері бар.

Автоматтандырудың негізгі түрлері:

1.Автоматты бақылау (автоматты өлшеу, автоматты дабыл қабылдау, автоматты сұрыптау, ақпарат жинау)

2.Автоматты қорғау

3. Дистационды және автоматты басқару.

4.Телемеханикалық басқару.

3. Автоматтандырудың техникалық құралдары және олардың негізгі сипаттамалары.

Автоматика және телемеханика деп өндірістік процестермен басқару және бақылау жасайтын техниканың бір саласын айтады. Автоматика және телемеханика жүйелері еңбек өнімділігін өсіріп, өндіріс жағдайын жақсартады. Бұл құрылғылар нақты өндіріс саласының барлық техникалық кешенін тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.

Автоматика және телемеханика жүйелері өндірістік процестерді басқарғанда және бақылағанда жасалатын адам еңбегін ауыстырады. Ең жетілген және жалпы автоматика жүйесі болып автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) болып табылады.

Автоматика жүйесінің жалпы құрылымы 1.1-суретте келтірілген. Бұл жүйеде ө л ш е у і ш о р г а н (датчик Д) өлшенетін шаманы өлшейді. Өлшеуіш орган құрылғысы ретінде датчик қолданылады, ол реттелетін шаманы пропорционал басқа физикалық шамаға айналдырады. Датчиктерге тахогенератор (айналу жылдамдықты ЭҚҚ немесе токка айналдырады), термопара (температура өзгеруін қозғалысқа айналдырады), мембрана (қысым өзгеруін қозғалысқа айналдырады) және т.б. жатады.

Б е р у ш і о р г а н (БО) реттелетін шаманың орнатылған мәнін береді. Бұл орган функцияларын қарапайым құрылғыларына реле, кнопка, сап (рукоятка) жатады, егер тапсырма тұрақты болса, және күрделі құрылғылар жатады.

С а л ы с т ы р у ш ы о р г а н (СО) реттелетін нақты шаманың берілген шамадан ауытқуын анықтайды. Тексеру органы жұмыс істеу үшін өлшенетін және беру органдарының шығыс параметрлері бірдей физикалық шамаға ие болу қажет.

Нақты мәнінің берілген мәннен ауытқуы орын алғанда Салыстырушы орган а т қ а р у ш ы о р г а н ғ а (АО) әсер береді, ол әсер р е т т е у о б ъ е к т і с і н і ң (РО) реттеу шамасын орнатылған қалыпқа келтіреді.

Сөйтіп, АРЖ әсерлесудің тұйықталған жүйесін құрайды: объект - өлшеуіш орган (датчик) – тексеру орган – атқарушы орган – реттеу объектісі. Сондықтан қарастырылған АРЖ құрылымы да тұйықталған автоматтандырылған басқару жүйесі болып саналады. Әсерлесудің тұйықталған тізбегі екі бөліктен тұрады: біріншісі – реттелетін шаманы бақылайды; екіншісі – оны басқарады.

АРЖ құрамында басқа да құрылғылар болу мүмкін. Көп жағдайда тексеру органы мен атқарушы орган арасында к ү ш е й - т у о р г а н ы (КО) кездеседі.

Мысалы, темір жол транспортында ұйықталмаған АРЖ қолданылады, оның ішінде АРЖ–ның тек бір функциясы орындалады – а в т о м а т т ы б а қ ы л а у немесе а в т о м а т т ы б а с қ а р у.

Автоматты бақылау жүйелерінде өлшеуіш орган (датчик) х а б а р л а у ш ы о р г а н ғ а (ХО) әсер етеді, ол өз кезегінен реттелетін шаманың немесе объект орналасуын (сигналдар, жебелер, бос жолдар күйін) хабарлайды (сигнализацирует) немесе жазып алады. Мұнда объектіні басқару функциясы жоқ болады немесе басқа жүйе арқылы орындалады.

Автоматты басқару жүйелерінде бақылау жүйесі жоқ. Объект басқа жүйе арқылы бақыланады.

Автоматика жүйелерінде басқару объектісімен бақылау объектісі (басқару пункты) арасындағы қащықтық үлкен емес. Егер ұзақта орналасқан объектімен басқару/бақылау жасайтын болсақ, онда арнайы техникалық құралдар (байланыс каналдары) қажет. Бұл жағдайда автоматика жүйесі телемеханика жүйесіне айналады.

4. Автоматика құрылғыларының сипаттамалары.

Автоматика және телемеханика жүйесінің әрбір қ ұ р ы л ғ ы - с ы өзінің алдында тұрған құрылғыдан алынған әсерді сапалы және санды түрлендіріп, келесі элементке жібереді, ұзатады.

Кез келген автоматика, телемеханика жүйесінің сипаттамасы оның құрамына кіретін кіріс құрылғыларының және өзара байланыс қасиеттерімен анықталады. Мысалы, темір жол автоматика және телемеханика құрылғыларына датчиктер, электр фильтрлер, релелер, үйлестіргіштер, трансмиттерлер, стабилизаторлар, күшейткіштер, қозғалтқыштар, трансформаторлар, түрлендіргіштер, т.б. кіреді.

Датчик бақыланатын не реттелетін шаманы басқа физикалық шамаға түрлендіруге арналады. Оны кейіннен жүйенің басқа құрылғыларына жіберу оңай болады.

Реле – электромеханикалық құрылғы, оның бір электр тізбегінде (орамшасында) ток өзгергенде, басқа электр тізбегіндегі контактілері тұйықталады/ажыратылады. Реледе кіріс шаманы жатық өзгерткенде шығыс шамасы секіріп (скачок) өзгереді.

Трансмиттер автоматика мен телемеханика жүйесінде пайдаланылатын код комбинацияларын өндіруге арналады.

Стабилизатор кіріс шама өзгергенде шығыс шаманы бірқалыпты ұстап тұрады.

Күшейткіш сигналдарды күшейтуге, яғни , кіріс шаманы сапалы өзгертуге арналады. Оның кіріс және шығыс шамасының өлшемі бірдей.

Қозғалтқыш (двигатель) жылу/жарық/жел/су/ядролық энергияны механикалық энергияға айналдыратын механикалық құрылғы.

Үйлестіргіш (распределитель) бір кірісі және бірнеше шығысы бар көппозициялы элементті айтады.

Трансформатор кернеуді көбейту/азайтуға арналатын электромагниттік құрылғы.

Түрлендіргіш (преобразователь) әдетте токтың бір түрін токтың басқа түріне (тұрақты токты айнымалы токка, немесе айнымалы токты тұрақты токка) айналдыратын құрылғы.

Автоматика, телемеханика жүйесінде күрделі құрылғыларді де пайдаланады, олар жоғарыда көрсетілген қарапайым құрылғылардан тұрады. Мысалы, темір жолда күрделі құрылғыға рельс тізбегі жатады. Оның құрамына трансмиттер, фильтр, күшейткіш, реле, т.б. кіреді.

Автоматика құрылғыларының классификациясы (1)

Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын дербес конструкциялық құрылғылардан түрады, оларды автоматика құрылғылары не құралдары д. а. Құрылғылардың жүйеде атқаратын қызметіне қарай салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы, түрлендіруші және атқарушы деп ажыратады.

Қабылдаушы құрылғылар не бастапқы түрлендіріп бергіштер (датчиктер) технологиялық процестердің басқарылатын шамаларын өлшейді де, оларды бір физикалық түрден екінші бір физикалық шамага түрлендіреді (мысалы, термоэлектрлік термометр температура айырымын термоЭҚК түрлендіреді).

Жоспарлаушы құрылғылар (баптау құрылғылары) арқылы жүйеге реттелетін шаманың Хо кажет мәні беріледі; оныц нақты мәні осы берілген мәнге сәйкес келуі тиіс. С

алыстырушы құрылғылар реттелетін шаманың берілген мәнін Хо нақты мәнімен X салыстырады. Бүл элементтің шығысында алынатын айырымдық сигнал X = Хо — X атқарушы құрылғыға тікелей не күшейткіш арқылы беріледі.

Түрлендіруші құрылғылар сигналдың пайдалануға ыңғайлы түрге түрлендірілуін және оның қуатын магниттікк, электрондыққ және т. б. күшейткіштер арқылы үдетуін жүзеге асырады.

Атқарушы құрылғылар басқару объектісіне берілетін басқару әсерін тудырады. Олар басқару объектісіне берілетін не одан алынатын энергия немесе заттар санын өзгерту арқылы басқарылатын шаманы берілген мәңіне сәйкес етіп үстап отырады.

Түзетуші құрылғылар басқару процесінің сапасын жақсарту үшін қажет.

Автоматты жүйелерде керсетілген негізгі құрылғыларден басқа қосалқы құрылғылар де болады, оларға ауыстырып қосқыш қүрылғылар (коммутаторлар) мен қорғау құрылғылары, резисторлар, коңденсаторлар, сигнал беру жабдықтары жатады.

Автоматика құрылғыларының классификациясы (2)

Автоматика құрылғылары физикалық денелер болғандықтан, олардың физикалық және химиялық қасиеттері бар болады. Әрбір құрылғының сенімділігі, сапасы оның құрамына кіретін элементтерге тәуелді.

Осыған орай автоматика құрылғылары келесі классификацияға бойынша бөлінеді:

1) электромагниттік құрылғылар;

2) электромашиналық құрылғылар;

3) электрондық құрылғылар;

4) гидравликалық құрылғылар;

5) пневматикалық құрылғылар;

6) оптикалық құрылғылар.

Автоматика құрылғылары мен элементтерін электроника мен радиотехника (телемеханика) элементтерінен айыру мүмкін емес. Сондықтан келесі тақырып осы элементтерге арналады. электр сигналдарын өткізіп, басқа жиіліктерді өткізбейді.

5. Автоматиканың типтік элементтері және олардың атқаратын қызметі.

Кез келген автоматика құрылғысы э л е м е н т т е р д е н (бөлшектерден) тұрады. Типтік элементтерге: резистор R, конденсатор C, индуктивтілік катушка L; типтік құрылғыларға - антенна WA, аккумулятор GB жатады. Алғашқы үш элемент кез келген автоматика, электроника жүйеде кездесае, ал төртінші құрылғы - антенна кез келген телемеханика жүйе құрамында кездеседі.

Резистор (лат. Resisto – кедергі жасаймын) - өзінен өтіп бара жатқан электр тогына кедергі жасауға қабілетті электр тізбегінің элементі. Әр резистордың кедергісі әртүрлі. Кедергінің өлшем бірлігі – 1 Ом (неміс физигі Георг Омның құрметіне берілген). Г.Ом 1826 ж. электротехниканың негізгі заңын – Ом заңын ашты.

Резисторлар тұрақты және айнымалы болып бөлінеді. Тұрақты резистор (1.3а-сурет) кедергісі орнатылған, өзгермейді. Электр тогы резистордан өткен кезде ол қызады. Қатты қызып кетсе, резистор күйіп кетеді, сондықтан резисторларды түрлі қуатқа арнап шығарады.

Айнымалы резисторлардың (реостат, 1.3б-сурет) электр токқа кедергісін өзгертуге болады. Әдетте р е о с т а т т ы регулятор есебінде пайдаланамыз. Реостаттың үш шығысы бар: екеуі – тұрақты резистивті элементтен, үшіншісі – қозғалып тұратын бұрағыштан келеді. Оларды дыбысты, температураны, қысымды, т.б. өзгертуге (реттеуге) қолданамыз.

Автоматикада сыртқы әсерлерге тәуелді болатын резисторлардың тағы бір тобы бар. Оларға терморезисторлар (кедергісі температураға байланысты), фоторезисторлар (кедергісі жарыққа байланысты), тензорезисторлар (кедергісі механикалық әсерге байланысты), магниторезисторлар (кедергісі магниттікк өрістің өзгеруіне байланысты).

Конденсатор (лат. Condenco - тығыздаймын) – электр зарядын жинау және сақтау қабілеті бар электр тізбегінің элементі. Электр заряды сақталып жатқанда ол з а р я д т а л а д ы, ал электр заряды таратылып жатқанда ол р а з р я д т а л а д ы. Конденсаторлар тұрақты және айнымалы болып бөлінеді. Тұрақты сыйымдылығы бар конденсаторлар (1.4-сурет) екі айнала қоршалғаудан (обкладка) тұрады, және олар бір бірінен диэлектрикпен ажыратылған. Конденсатордың пластина- қоршаулары металлдан жасалады (фольга), ал диэлектрик ретінде ауа, слюда, лак, қағаз болуы мүмкін. Конденсатор пластинасының көлемі ұлғайған сайын оның сыйымдылығы үлкен және жиналатын заряды да көп болады. Сыйымдылықтың өлшем бірлігі – фарада (1 Ф) (ағылшын физигі М.Фарадей құрметіне).

Айнымалы конденсатор екі пластиналар тобынан тұрады: қозғалмайтын – статорлы және қозғалатын – роторлы. Олар оқ (ось) арқылы бір бірімен қосылады. Оқты қозғалтқанда роторлы пластиналар статорлы пластина саңылауларына біртіндеп кіреді, бірақ тимейді. Арада ауа бар. Осының нәтижесінде конднесатор сыйымдылығы жатық түрде өзгереді.

Конденсаторлар айнымалы электр тогын өткізіп (жиілігі жоғарылаған сайын қатты өткізеді), тұрақты токты өткізбейді. Сондықтан конденсаторларды электр жолдар тораптарына қояды, яғни, айнымалы токты тұрақты токтан немесе токтың төмен немесе жоғары жиіліктік құрамасын тұрақты құрамасынан айыру үшін. Конденсаторлар радиотехника және телемеханика жүйелерінің фильтрлерінде, контурларында жиі кездеседі.

Индуктивтілік катушка – магниттікк энергияны магнит өрісі түрінде өзіне жинай алатын элемент. Катушка серіппе (спираль) бойымен айналған өткізгіш сымдардан тұрады (1.5-сурет). Осы элементсіз ешқандай радиоқұрылғыны/телемеханика жүйесін жасау мүмкін емес. Катушка негізі - өткізгіш. Тогы бар өткізгіш айналасында әрдайым магнит өрісі бар болады. Өткізгішпен өтетін ток күшейген сайын магнит өрісі де өседі. Магнит өрісін өсірудің тағы бір жолы - өткізгішті серіппеге орау, яғни катушка жасау. Катушкада орама саны көп болған сайын және диаметрі кішірейген сайын магнит өрісі ұлғаяды. Катушканың магнит өрісін тудыру қабілеті – индуктивтілік д.а. Катушка индуктивтілігінің өлшем бірлігі – генри (1 Гн). Катушкаларды резисторлар мен конденсаторлармен салыстырсақ, оларды стандартты типтік бөлшектер ретінде шығарылмайды. Катушкаларды әр прибор үшін жеке есептеп, шығарады.

Радиоқабылдағыштарды баптау кезінде катушка индуктивтілігін өзгерту қажет болады. Әрине, катушкаға сәйкес орамша орауға болады, бірақ бұл әдіс ыңғайсыз. Сондықтан катушка ішіне арнайы магниттік материалдардан жасалған шығарылатын серіппе орнатады (1.5-сурет б). Осындай катушканы к о н т ур д.а. Катушканың тағы бір түріне д р о с с е л ь д і жатқызамыз.

Антенна деп радиотолқындарды қабылдайтын құрылғыны айтады. Қабылдағыш антеннаға кабель немесе волновод арқылы радиотаратқыштан жоғары жиіліктегі электр тогы келеді. Антенна осы электр тогын жоғары жиіліктегі магниттікк толқындарға (р а д и о т о л қ ы н д а р ғ а) айналдырады.

Қабылдағыш антеннада радиотолқындар жоғары жиіліктегі токты қоздырады. Алайда бұл ток өте әлсіз, бірақ оның өзгерістері антеннадағы өзгерістермен сәйкес келеді. Қабылдағыш антеннаны радиоқабылдағыш тізбегіне қосады.

Антенна конструкциялары өте көп. Олардың әрқайсысы радиотолқындардың нақты диапазонына сәйкес келеді. Вертикал, горизонтал, магниттік, т.б. антенналар бар. Ең қарапайым антенна – вертикал өткізгіш немесе штырь. Ұзақ станция сигналдарын қабылдау үшін радиоға қызығушылар Г- немесе Т- тәрізді антенналар қолданады .

Кез келген автоматика, электроника, радиотехника құрылғысы электр энергиясымен қоректенеді. Электр тогы олар үшін “тамақ” болып есептеледі. Сондықтан аккумулятор, батареясыз олардың жұмысы мүмкін емес.

Аккумулятор (лат. Accumulator – жинақтағыш) – келесі жолы пайдалану мақсатында электр энергиясын жинауға арналған құрылғы. Аккумуляторлар электрлік, гидрвликалық, жылулық, инерционды болып бөлінеді. Кеңінен тараған – электрлік аккумуляторлар (1.7-сурет). Олар электр энергиясын жинауға арналады және оң электрод – анодтан, теріс электрод – катодтан және электролиттен (сілті немесе қышқыл) тұрады. Электролитке электролиттер батырылады. Егер электролитке бірдей металлдардан жасалған екі электрод салынса, онда осындай аккумулятор ток бермейді. Электродтар химиялық әртүрлі, яғни, түрлі металлдардан жасалу керек. Алайда, электр тогы арқылы бірдей электродтар арасында да химиялық ерекшелік орнатуға болады. Осы принциппен қорғасын аккумулятор жұмыс атқарады. Оны мотоциклдерде, автомашиналарда пайдаланады.

6. Дабыл түрлері және негізгі сипаттамалары.

Сигнал (лат. signum — белгі) — берілген хабарды тасымалдайтын(алып жүретін) физикалық процесс.

Электр сигналы дегеніміз — параметрлері берілетін хабар заңдылығымен өзгеретін электр тоғы немесе электр кернеуі. Телекоммуникация саласында сигнал электр сигналы түрінде қолданылады.

Бірінші ретті сигнал — берілетін хабарды алып жүретін электр сигналының алғашқы (көбіне төменгі жиіліктегі) түрі. Мүмкіндігіне қарай (жақын жерлерге) сигналдың алғашқы (бірінші) түрі өзгертілмей, сол күйінде байланыс жолдарымен таратылады, мысалы, қаланың телефон байланысында.

Арналық сигнал. Электр сигналын қашық жерлерге таратқанда ол байланыс жолы бойында әр түрлі себептермен өшіп, әлсірейтіндіктен және хабар таратуды арзандату, бір байланыс жолымен бірнеше хабар беріп тығыздау үшін бірінші ретті (алғашқы) сигналды түрлендіріп өзгертуге тура келеді. Өзгерту хабар тасымалдайтын байланыс жолдарына карай жасалынады. Осындай байланыс жолдарымен берілетін өзгертіліп, түрлендірілген сигналды арналық сигнал дейді.

Детерминал сигнал (лат. determinarе — анықтау) — уақыт бойынша өзгерісі алдын ала белгілі болатын сигнал. Детерминал сигнал уақыт бойынша белгілі зандылықпен өзгереді. Олар үздіксіз, дискретті, периодты, периодсыз болып бөлінеді. Детерминал сигналдың қарапайым түрлері: гармоникалық сигнал немесе импульстер тізбегі.

Курделі сигнал — әр түрлі заң бойынша таратылатын сигналдардың жиынтыгынан тұратын сигнал. Кез келген күрделі сигнал гармоникалық сигналдардың (әр түрлі жиіліктердегі) жиынтығынан тұрады. Мысалы, төртбүрышты, үшбүрышты, экспоненциалды, т.б. сигналдар.

Гармоникалық сигнал — белгілі заңдылықпен берілген амплитудалы, берілген жиілікті және фазалы синусоидалық немесе косинусоидалық сигналдар.

Дискретті сигнал — бөлек-бөлек үзілісті сигналдардан тұратын сигнал. Үзіліссіз (аналогты) сигналдарды кодалау, яғни сандық сигналдарга айналдыру үшін оларды үзіп, дискреттейді. Дискретті сигналдар периодты, периодсыз болып және түрлеріне қарай тіктөртбүрышты, үшбұрышты, қоңырау тәрізді, экспоненсиалды болып бөлінеді.

Тасушы сигнал — байланыс жолдарын тығыздап, бір байланыс жолымен бірнеше хабар сигналдарын беру және сигналдардың таратылу жағдайын жақсарту үшін оларды бір спектр ауқымынан басқа спектр ауқымына ауыстыру үшін пайдаланатын сигнал. Тасушы сигнал параметрлерінің біреуі хабар сигналының заңдылыгына сәйкес өзгереді.

Үзіліссіз сигнал — уақыт бойынша бөлінбей жүретін ток күшімен (немесе кернеумен) берілетін сигнал. Үзіліссіз сигналдар: детерминал немесе кездейсоқ сигналдар және периодты немесе периодсыз сигналдар болып бөлінеді. Қарапайым үзіліссіз сигнал — синусоидалы, гармоникалық сигнал.

Кездейсоқ сигналдар — белгілі бір заңдылықпен өзгермейтін, белгіленген уақытта қандай болатынын алдын ала айтуга болмайтын сигнал. Кездейсоқ сигналдар тұрақты және тұрақсыз, эргодикалық немесе эргодикалық емес және Марковтық немесе Марковтық емес болып бөлінеді.

Тұрақты кездейсоқ сигналдар — ықтималдық тығыздыгы уақыт өлшемінің басталатын жеріне байланысты болмайтын кездейсок сигналдар. Тұрақты кездейсоқ сигналдардың сипаттамалары уақыт бойынша тұрақты болады.

Әргодикалық кездейсоқ сигналдар. Тұрақты кездейсоқ сигналдардың біразы эргодикалық қасиетте болады. Егер барлық тұрақты кездейсоқ сигналдардың (ансамбль бойынша) орта шамасы оған қатысатын мүшелердің біреуінің ұзақ уақыт бойынша орта шамасына тең болса, онда оны эргодикалық деп атайды. Эргодикалық сигналда көп сигналдарды бақылап талдаудың орнына тек бір сигналды ғана ұзақ уақыт бақылап шешім шығаруга болады.