Автоматизация технического процесса

       Содержание 
 
 
 
 
 
 

        Введение 3

1. Емкостные датчики 6
2. Электромагнитные усилители 7
3. Пневматическое реле времени 10

4. Схема реверсивного управления асинхронным электродвигателем                                                                                               13

        Заключение 14

        Литература 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Введение 
 

       Автоматизация производства, процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация производства — основа развития современной промышленности, генеральное направление технического прогресса. Цель Автоматизация производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

       Частичная автоматизация производства, точнее — автоматизация отдельных производственных операций, осуществляется в тех случаях, когда управление процессами вследствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку и когда простые автоматические устройства эффективно заменяют его. Частично автоматизируется, как правило, действующее производственное оборудование. По мере совершенствования средств автоматизации и расширения сферы их применения было установлено, что частичная автоматизация наиболее эффективна тогда, когда производственное оборудование разрабатывается сразу как автоматизированное. К частичной автоматизации производства относится также автоматизация управленческих работ.

       При комплексной автоматизации производства участок, цех, завод, электростанция функционируют как единый взаимосвязанный автоматизированный комплекс. Комплексная автоматизация производства охватывает все основные производственные функции предприятия, хозяйства, службы; она целесообразна лишь при высокоразвитом производстве на базе совершенной технологии и прогрессивных методов управления с применением надёжного производственного оборудования, действующего по заданной или самоорганизующейся программе, функции человека при этом ограничиваются общим контролем и управлением работой комплекса.

       Полная  Автоматизация производства — высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления. Она проводится тогда, когда автоматизируемое производство рентабельно, устойчиво, его режимы практически неизменны, а возможные отклонения заранее могут быть учтены, а также в условиях недоступных или опасных для жизни и здоровья человека.

       При определении степени автоматизации  учитывают прежде всего её экономическую эффективность и целесообразность в условиях конкретного производства. Автоматизация производства не означает безусловное полное вытеснение человека автоматами, но направленность его действий, характер его взаимоотношений с машиной изменяется; труд человека приобретает новую качественную окраску, становится более сложным и содержательным. Центр тяжести в трудовой деятельности человека перемещается на техническое обслуживание машин-автоматов и на аналитически-распорядительную деятельность.

       Работа  одного человека становится такой же важной, как и работа целого подразделения (участка, цеха, лаборатории). Одновременно с изменением характера труда  изменяется и содержание рабочей  квалификации: упраздняются многие старые профессии, основанные на тяжёлом физическом труде, быстро растет удельный вес научно-технических  работников, которые не только обеспечивают нормальное функционирование сложного оборудования, но и создают новые, более совершеные его виды.

       Автоматизация производства является одним из основных факторов современной научно-технической революции, открывающей перед человечеством беспрецедентные возможности преобразования природы, создания огромных материальных богатств, умножения творческих Совершенная по форме Автоматизация производства в условиях капиталистического общества по существу остаётся средством эксплуатации.

       Быстрое нервное изматывание людей, значительное отставание роста заработной платы  от роста производительности труда  и его интенсификации ведут к  воспроизводству социальных антагонизмов, к порождению новых противоречий. Это прежде всего противоречие между необычайными возможностями, открываемыми научно-технической революцией, и препятствиями, которые капитализм выдвигает на пути их использования в интересах всего общества, обращая большую часть открытий науки и огромные материальные ресурсы на военные цели, расточая национальные богатства.

       С появлением механических источников электрической  энергии — электромашинных генераторов  постоянного и переменного тока (динамомашин, альтернаторов) — и электродвигателей оказалась возможной централизованная выработка энергии, передача её на значительные расстояния и дифференцированное использование на местах потребления. Тогда же возникла необходимость в автоматической стабилизации напряжения генераторов, без которой их промышленное применение было ограниченным. Лишь после изобретения регуляторов напряжения с начала 20 в. электроэнергия стала использоваться для привода производственного оборудования. Станки начали оснащать индивидуальными электродвигателями.

       Моя контрольная работа, я считаю сделана  верно и грамотно, т. к. ее тема очень актуальна и интересна. 

1. Емкостные датчики

       Емкостным датчиком называют преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение емкостного сопротивления.

       Емкocтной дaтчик, измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др.) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический. Различают емкостные датчики, действие которых основано на изменении зазора между пластинами или площади их взаимного перекрытия, деформации диэлектрика, изменении его положения, состава или диэлектрической проницаемости. Наиболее часто емкостные датчики применяют для измерений меняющихся давления или уровня, точных измерений механических перемещений и т. п.

       Принцип действия емкостной измерительной  системы основан – на том, что  с измерением размера контролируемой детали изменяется емкость конденсатора датчика. Измеряя тем или иным путем эту емкость, можно судить о размере изделия.

       Емкостный метод контроля может быть как  контактным, так и бесконтактным. При бесконтактном методе одной  из пластин конденсатора служит само контролируемое изделие; при контактном методе емкостный датчик представляет собой плоский или цилиндрический конденсатор, одна из пластин которого связана с измерительным стержнем. Бесконтактный метод находит  ограниченное применение.

       Емкостные датчики работают только с преобразующими электросхемами. Применяются в основном два типа схем: преобразующая схема, работающая как прецизионный измеритель емкости по методу моста, в одно из плеч которого включен датчик, и схема с включением емкостного датчика в контур задающего генератора. В первом типе схем при изменении емкости датчика в диагонали моста возникает напряжение разбаланса, которое может быть использовано непосредственно для отсчета или как напряжение, приводящее в действие сервосистему, осушествляющую нулевой баланс моста. Во втором типе схем при изменении емкости меняется частота генератора. По величине изменения частоты можно судить о размере изделия. Эта схема значительно чувствительнее мостовой, но более подвержена всевозможным влияниям извне.

       Емкостные датчики имеют ряд преимуществ  перед другими датчиками; линейное изменение параметра (емкости) в  довольно широких пределах рабочего хода, обеспечивающее при этом очень  высокую точность измерения (до долей  микрона); измерительное усилие датчика  может быть столь незначительным (несколько грамм), что датчик может  конкурировать с бесконтактными методами измерения; при включении  в соответствующую схему емкости датчика могут быть использованы для дифференциальных измерений.

       На  рис.1,а приведена типовая схема  включения емкостного датчика. На неподвижные  электроды датчика подается переменное напряжение с частотой 50 гц от трансформатора Тр с заземленной средней точкой. При смещении подвижного электрода В относительно нейтрального положения на сетке лампы появляется напряжение, которое после усиления подается к электродвигателю Д.

       При работе электродвигателя щетка реохорда Р перемещается до тех пор, пока напряжение на катоде лампы не станет равным напряжению на сетке. На одной оси с реохордом находится шкала, проградуированная в единицах измеряемой величины. На диске шкалы смонтирован упор. При предельных размерах детали он воздействует на концевые выключатели; при этом подается импульс на исполнительное реле.

       Такого  рода емкостный датчик является дифференциальным, так как в нем имеется одна подвижная В и две неподвижные А и С пластины, что увеличивает чувствительность датчика. 

       Рис. 1. Емкостные датчики: а- схема включения; г- датчик с поворотными пластинами; д- датчики с пластинами в виде выдвижных цилиндров.

2. Электромагнитные усилители

       Усилители предназначены для увеличения (от вспомогательного источника питания) мощности сигнала на выходе измерительной  части системы автоматического  управления, так как в большинстве  случаев она недостаточна для  приведения в действие исполнительных устройств. Назначение и место усилителей в системе автоматического управления обусловливает и предъявляемые  к ним требования. Так, для усилителя  в измерительной цепи главным  параметром является стабильность характеристики, большой частотный диапазон и  отсутствие искажения сигнала, а  для выходного каскада усиления — КПД и выходная мощность. 
Наряду с обычными усилителями в системах автоматического управления используют усилители-преобразователи, осуществляющие преобразование постоянного тока в переменный, и операционные усилители, осуществляющие моделирование различных математических операций (суммирование, дифференцирование, интегрирование и т. д.).

       В электрических системах используют электронные, электромагнитные и при  больших мощностях электромашинные, а в неэлектрических — механические, пневматические и гидравлические усилители.

       Простейшим  электромагнитным усилителем (рис. 10.18) является обычный дроссель с подмагничиванием, в котором обмотка управления питается напряжением постоянного  тока, а рабочая ир подключена последовательно с сопротивлением нагрузки RH к источнику напряжения переменного тока. Эффект усиления при работе электромагнитного усилителя осуществляется следующим образом. При подаче сигнала управления Uy магнитная индукция сердечника магнитного усилителя увеличивается, а магнитная проницаемость уменьшается. При этом изменяется индуктивность катушки и уменьшается индуктивное сопротивление рабочей катушки, что ведет к возрастанию тока нагрузки.

       Электромашинные усилители используют для управления и регулирования частоты вращения в автоматизированных электроприводах  постоянного тока. Простейшие усилители  представляют собой систему из вспомогательного двигателя и генератора постоянного  тока с независимым возбуждением. Управление напряжением генератора осуществляется изменением тока в обмотке  возбуждения. При этом выходная величина мощности может в 100 раз превышать  входную, затрачиваемую на управление работой усилителя. Электромашинные  усилители с поперечным магнитным  полем, в котором для возбуждения  выходного каскада используется магнитный поток поперечной реакции  якоря, получили наиболее широкое распространение. Эти усилители позволяют иметь  усиление на выходе до 10 тыс. раз.

       В качестве переключателей в системах автоматики используют большое количество электромагнитных реле клапанного типа с втяжным или поворотным якорем, работающих как на переменном, так  и на постоянном токе.

       Принцип работы усилителей автоматических устройств  можно понять на примере работы электромашинных  и гидравлических усилителей. Электромашинные  усилители служат для усиления электрической  энергии и применяются тогда, когда требуется получить значительную мощность постоянного тока, которую  трудно обеспечить другими видами усилителей. Обычно их используют для питания  исполнительных электродвигателей  постоянного тока, скорость которых  должна плавно регулироваться. 

       Рис. 2. Схемы магнитных усилителей с  насыщающимися реакторами с выходом  на переменном (а) и постоянном (б) токе