Файл: Реферат по дисциплине Автоматизированные системы управления Тема работы Элементы аналоговых систем Автоматического управления Направление подготовки 25. 02. 01 тэ ла и Д.docx
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 83
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА
(РОСАВИАЦИЯ)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»
Якутский филиал им. В.И. Гришукова СПбГУ ГА
Реферат
по дисциплине:
«Автоматизированные системы управления»
Тема работы: «Элементы аналоговых систем
Автоматического управления»
Направление подготовки 25.02.01 «ТЭ ЛА и Д»
Квалификация: «Техник»
Выполнил: курсант УГ ТМ-21 2 курса
Павлов Игорь Валерьевич
(ФИО подпись)
Проверила: Емельянова Татьяна Николаевна
(ФИО)
_______________________________
(Оценка)
_________________________________
(Дата защиты)
__________________________________
(Подпись)
Якутск 2023
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
Аналоговые элементы автоматики………………………………………………4
Классификация аналоговых элементов автоматики по назначению…………..5
Аналоговые элементы и устройства управления……………………………..6-7
Аналоговые и дискретные сигналы……………………………………………...8
Трехфазный тиристорный преобразователь…………………………………….9
Достоинства и недостатки…………………………………………………...10-11
Заключение……………………………………………………………………….12
Список использованной литературы……………………………………….......13
Введение
В наш век компьютерных технологий автоматизация технологических процессов является одним из важнейших факторов повышения производительности труда, ведь всё больше информации оцифровывается и тем самым даёт возможность использовать её в производстве. Так, одним из основополагающих элементов автоматизации является сбор данных и их обработка. т.е. любая автоматизация процесса начинается с того, что нужно замерить и обработать данные, этим и занимаются цифровые и аналоговые элементы автоматизации. Практически ни одна техническая система от железной дороги до ядерного реактора - не работает без той или иной формы управления. В совокупности текущее состояние науки и техники отсутствием реальной альтернативы компьютерному управлению процессами.
Эффективное и качественное экономическое развитие ставит перед производством и управление им новые задачи, а именно, создание интегрированных систем управления производством, включающим системой автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированные системы управления производством (АСУП), а также автоматизированные системы управления качеством выпускаемой продукции. Все эти системы находятся во взаимодействии и образуют сложную иерархическую систему. Дискретные системы отличаются от непрерывных тем, что среди сигналов, действующих в системе, дискретные сигналы. Дискретные сигналы получаются из непрерывного квантования по уровню, по времени или одновременно и по уровню, и по времени. Системы, в структуре которых используются цифровые устройства, контроллеры, микропроцессоры, ЭВМ, являются дискретными. В САУ обычно имеется большое количество разнообразных датчиков и преобразователей информации физических величин, таких, как температура, давление, расход жидкостей, скорость и т.п.
Датчики преобразуют исходную физическую величину в некоторую стандартную величину, например, напряжение. При использовании в САУ ЭВМ встает задача преобразования этой промежуточной величины в цифровую форму, появилось и стремительно развивается новое поколение датчиков, в которых имеются встроенные контроллеры, осуществляющие такое преобразование. Такой интеллектуальный датчик сам становится элементом вычислительной сети, поддерживающим сетевой протокол и передающим данные в цифровой форме.
Аналоговые элементы автоматики
Аналоговые элементы автоматики создают различные аналоговые системы автоматизации. В таких системах входная информация преобразуется в аналоговые сигналы выходной информации, т.е. напряжение, ток, емкость, давление, угол поворота, перемещение и т.д.
Так в аналоговой системе автоматизации изменению входного сигнала соответствует изменение его физического аналога выходной величины. Закон изменения зависит от целей системы. Например, наипростейший пример это поплавковый регулятор уровня жидкости.
Классификация аналоговых элементов автоматики по назначению
Чувствительные элементы (датчики) — это преобразователи контролируемых или регулируемых величин в выходные сигналы, удобные для дистанционной передачи и последующей обработки; датчики прежде всего отслеживают изменение технологических параметров: от простейшего изменения уровня воды в баке до размеров лесоматериалов, влажности древесины, температуры и давления среды, расхода энергии, сырья и т.д.;
усилительные элементы - это устройства, в которых увеличивается мощность управляющего сигнала за счёт вспомогательного источника питания, при этом связь между сигналами непрерывная и однозначная.
исполнительные элементы – это устройства, которые по командному сигналу воздействуют на ОУ (объект управления), изменяют поток материала или энергии, перемещая регулирующие органы.
релейные элементы – это устройства, в которых непрерывные изменения входных величин вызывают резкое (скачкообразное) изменение выходных величин, так релейные элементы дают возможность регулировать распространение больших мощностей малыми.
логические элементы реализуют некоторые логические зависимости между входящими и выходящими сигналами, их используют для создания дискретных систем автоматического управления, контроля и для создания устройств;
регулирующие и управляющие элементы используются для изменения по определённому алгоритму или стабилизации. они состоят из разнообразных устройств: от кнопок управления и простых регуляторов до управляющих цифровых вычислительных машин.
Аналоговые элементы и устройства управления
Прогресс электроники и микроэлектроники движется по пути создания, интегрированные элементов и устройств, так мы пришли к созданию интегральных схем (ИС) и устройств управления на их основе. Микросхемы, составляющими которых являются транзисторы, резисторы, диоды и т.д. называют интегральными, они соединены технологически, электрически и конструктивно. ИС содержат один или более полупроводниковых кристаллов, а количество элементов в современных ИС могут исчисляться тысячами.
Интегральные схемы классифицируются по нескольким критериям: типу электрических сигналов (аналоговые и цифровые), функциональному назначению, степени интеграции, быстродействию, потребляемой мощности и т.д. Оптоэлектронные компоненты образуют отдельную группу полупроводниковых компонентов.
Оптоэлектронные устройства - это устройства, которые чувствительны к электромагнитному излучению в спектральном диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового или излучают электромагнитную энергию в том же диапазоне. Оптоэлектронные устройства широко используются для передачи, обработки и отображения информации, а также в различных устройствах, когда требуется электрическая изоляция между электрическими цепями, например, между цепью управления и силовой частью трансформатора тока. Используются следующие типы оптоэлектронных устройств.
Светоизлучающий диод (LED) - это полупроводниковый диод, преобразующий электрическую энергию в свет. В основном они используются для индикации готовности электрооборудования к работе, сигнализации наличия напряжения, аварийных ситуаций и других состояний различных объектов.
Инфракрасный излучающий диод (ИК-диод) - это полупроводниковый диод, излучающий электромагнитную энергию в инфракрасном диапазоне при прохождении постоянного тока. Это излучение не воспринимается человеческим глазом и может быть обнаружено только фотодетектором, чувствительным к соответствующему спектральному диапазону.
Принцип действия, устройство и основные области применения ИК-диодов аналогичны светодиодам. Кроме того, они используются в устройствах и кабелях, требующих оптической связи или гальванической развязки, а также в различных датчиках для контроля и автоматизации технологических процессов.
Фоторезистор - полупроводниковый прибор, сопротивление которого изменяется в зависимости от освещения.
Фотодиод - диод, проводимость которого возникает при воздействии излучения в оптическом диапазоне.
Фототиристор - устройство, переходящее из одного устойчивого состояния в другое под действием светового потока.
Фототранзистор - полупроводниковый элемент, действие которого основано на использовании явления внутреннего воздействия.
Оптопара - оптоэлектронный полупроводниковый элемент, состоящий из излучающих и фотоприемных элементов, между которыми имеется оптическая связь и предусмотрена гальваническая развязка (гальваническая развязка). Эмиттером в оптроне может быть светодиод, ИК-диод или сверхминиатюрная лампа накаливания. В зависимости от типа фотоприемного элемента бывают резисторные, диодные, транзисторные и тиристорные оптопары.
Аналоговые элементы и устройства работают с непрерывными (аналоговыми) электрическими сигналами. Основным элементом аналоговых устройств управления является операционный усилитель на базе операционного усилителя, на базе которого создаются различные контроллеры и преобразователи функций электрического сигнала.
Аналоговые и дискретные сигналы
Каждая физическая величина может быть постоянной (если она имеет только одно фиксированное значение), дискретной (если она может иметь два или более фиксированных значения) или аналоговой (если она может иметь бесконечное количество значений) из-за ее изменения значения. Все эти значения можно оцифровать.
Аналоговый сигнал - это сигнал, который может быть представлен сплошной линией из набора значений, определенных в любой момент времени относительно оси времени. Значения аналогового сигнала произвольны в любое время, поэтому, в принципе, он может быть представлен как своего рода непрерывная функция (зависящая от времени как переменная) или как кусочно-непрерывная функция времени.
Аналоговым сигналом можно назвать, например, звуковой сигнал, который генерируется обмоткой электромагнитного микрофона или лампового усилителя, поскольку такой сигнал является непрерывным и его значения (напряжение или ток) равны. каждый момент очень разный.
Трехфазный тиристорный преобразователь
Рис.1
Разделим систему управления, на несколько основных частей под номерами 1, 2, 3.
Вкратце по сокращениям:
ЗИ – задатчик интенсивности. Его функция при появлении сигнала задания подать его на регулятор напряжения с плавным нарастанием с определённым темпом.
РН – регулятор напряжения. Его функция ограничить максимальное напряжение выдаваемое выпрямителем.
РТ – регулятор тока. Его назначение такое же, как и у регулятора напряжения только ограничивает максимальный ток.
СИФУ – система импульсно фазового управления. Её функция, формирование сигналов управления для тиристоров в необходимый период времени согласно напряжению сети.
БЗ – блок защит. Формирует сигнал отключение преобразователя, снятие импульсов с тиристоров при возникновении максимально допустимого значения тока (либо напряжения).
ПР – потенциальная развязка. Данный блок предназначен для разделения и понижения сигналов высоких напряжений, токов.
Достоинства и недостатки
Достоинства:
1) Наиболее проста в производстве, что даёт ей низкую стоимость.