Схемное представление автоматических устройств

Классификация элементов автоматики

Сложная автоматическая система состоит из определенного комплекса элементов. В основу классификационной схемы могут быть положены функциональные признаки. В этом случае элементы подразделяются на следующие классы (рис. 1.7): элементы информации, сравнения, распределения, усиления, вычисления, памяти, логики, исполнения, вспомогательные.

 

 

Предлагаемый набор классов элементов позволяет собрать любую автоматическую систему измерения, контроля, регулирования и управления.

Элементы информации – первичные преобразователи (датчики)

Элементы сравнения выполняют сравнение сигналов (амплитуда сигнала, частота, фаза, длительность, знак, число импульсов, код). Принцип действия (электрический, пневматический, гидравлический).

Элементы распределения – распределяют сигнал по отдельным направлениям. Характер действия (электрический, пневматический, гидравлический)

Элементы усиления усиливают входной сигнал. Их разделяют прежде всего по выполняемым функциям: усилители тока, напряжения, мощности как постоянного, так и переменного тока. По принципу действия электрические усилители могут быть электронными, магнитными, электромашинными, электромеханическими, фотоэлектрическими.

Элементы вычисления предназначены для выполнения математических действий — сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня, логарифмирование, потенцирование, реализация тригонометрических функций, дифференцирование по времени, параметру, интегрирование по времени, параметру.

Элементы памяти предназначены для хранения информации. Это прежде всего задатчики опорных сигналов, элементы для задания программы, различных временных функций и других параметров.

Элементы логики выполняют логические операции

Элементами исполнения могут быть всевозможные простейшие и сложные устройства (клапана, муфты, двигатели и т.д.)

 

 

На рис. 2.2, а показана характеристика элемента при наличии «мертвого» хода. Из характеристики видно, что когда входная величина x изменяется в пределах от x₁ до x₂, выходная величина у не изменяется и равна нулю. Значения х₁ и х₂ называются порогами чувствительности, а расстояние между х₁ и х₂, равное Δх, — зоной нечувствительности. При наличии релейных свойств характеристика элемента может приобретать реверсивный характер (рис. 2.2, б). В этом случае она также обладает порогом чувствительности и зоной нечувствительности.

 

Комплексы различных технических устройств и элементов, входящих в состав системы управления и соединенных электрическими, механическими и другими связями, на чертежах изображают в виде различных схем: электрических, гидравлических, пневматических и кинематических.

Рассмотрим схемы автоматики и телемеханики, а также основные правила их выполнения.

Схема служит для получения концентрированного и достаточно полного представления о составе и связях любого устройства или системы.

Согласно Единой системе конструкторской документации (ЕСКД) и ГОСТ 2.701 электрические схемы подразделяют на структурные, функциональные, принципиальные (полные), схемы соединений (монтажные), подключения, общие, расположения и объединенные.

Структурная схема служит для определения функциональных частей, их назначения и взаимосвязей.

Функциональная схема предназначена для определения характера процессов, протекающих в отдельных функциональных цепях или установке в целом.

Принципиальная схема, показывающая полный состав элементов установки в целом и все связи между ними, дает основное представление о принципах работы соответствующей установки.

Монтажная схема иллюстрирует соединение составных частей установки с помощью проводив, кабелей, трубопроводов.

Схема подключения показывает внешние подключения установки или изделия.