ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АНАЛОГОВОЙ И ДИСКРЕТНОЙ АВТОМАТИКИ
Стальная М. И. Элементы систем аналоговой и дискретной автоматики. [Электронный ресурс] : учеб. пособие / М. И. Стальная, С. Ю. Еремочкин, И. А. Иванов. – Барнаул : ООО «МЦ ЭОР», 2021.
– Режим доступа: http://mceor.ru/21003
ISBN 978-5-6044608-0-1
В учебном пособии рассматриваются наиболее часто используемые в устройствах числового программного управления элементы аналоговой и дискретной автоматики.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В данном учебном пособии рассмотрены наиболее часто используемые датчики и электрическое оборудование в системах автоматики, как аналогового типа, так и дискретного типа. Описаны их принцип действия и возможную область применения. Материал изложен по принципу от простого к сложному, что позволяет лучше усвоить предлагаемый материал и приобрести новые знания. Конечно, все типы существующих датчиков рассмотреть в одном пособии невозможно, да и это не имеет особого смысла, т.к. каждый день появляются новые типы датчиков, однако основный принцип их работы (измерять, диагностировать и т.д.) остается неизменным. Мы постарались в этом учебном пособии как раз и рассмотреть основные принципы работы датчиков и оборудования на их основе. Желаем успехов в овладении изложенным материалом.
1. ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Даже на заре развития человечества люди пытались сделать различные автоматические устройства, которые работали бы по типу «безлюдной технологии». Примером тому могут быть так называемые «египетские фокусы». Когда жрец, выходящий к народу, поднимал руки или произносил определенные слова, то за его спиной сами открывались ворота, зажигался священный огонь, и начинала петь птичка. Секрет весь состоял в том, что жрец был определенного веса, наступал на определенный камень, срабатывала система рычагов и веревок и двери открывались, одновременно падал и ударялся кремень о кремень, высекая искру над чашей с нефтью (парами нефти), поэтому над чашей зажигался огонь, одновременно сбрасывалось покрывало, под которым сидела канарейка. Вот она-то, как только темнота сменялась светом тут же, автоматически, начинала петь без участия человека, а все остальное было сделано руками человека. Эта автоматика использовалась для мистических целей.
Первыми автоматическими устройствами, сделанными человеком для практических целей, являются часы с храповым механизмом. Затем появляются рабочие машины - орудия, заменившие ручной труд человека и позволившие резко увеличить производительность труда. Такими были, например, прядильные и многочелночные ткацкие станки, изобретенные в первой половине ХVШ века.
Первоначально; машины-орудия приводились в действие энергией животных или людей, или же водной энергией, однако уже во второй половине ХVШ века эти способы приведения в действие машин-орудий не могли удовлетворить растущих потребностей развивающегося производства. Поэтому был разработан новый способ приведения в действие исполнительных механизмов - с помощью паровой машины (парового двигателя). Чтобы широко использовать паровые машины в промышленности, необходимо было оснастить их такими автоматическими устройствами, как автоматический парораспределительный механизм, регулятор уровня воды в котле, регулятор частоты вращения вала машины и т.д.
В 1765 году наш соотечественник И. И. Ползунов сконструировал и изготовил первый в мире автоматический регулятор для поддержания уровня воды в паровом котле. Через 20 лет в 1785 году Джеймс Уатт создает автоматический регулятор частоты вращения вала паровой машины. В 1775 г. Максвелл разрабатывает автоматический парораспределительный механизм, но механического действия.
Со второй половины XIX века использование электрической энергии чрезвычайно расширило возможности построения и применения сложных автоматических устройств. Электрические автоматические устройства начинают проникать в различные области техники. Так 1854 году К. И. Константинов создает электромагнитный регулятор частоты вращения вала паровой машины.
В конце 19-го века и в начале 20 века были предложены конструкции электромеханических приборов – реле и контакторов, используемых в системах управлении.
В 1920 г. была разработана и применена для управления сельсинная пара, а в 1924 г. электромашинное управление с помощью ЭМУ (электромашинный усилитель). С 1930 года начинают использоваться тиратроны, и в тридцатых годах двадцатого века начали применять управляемые ионные ртутные преобразователи.
Этапы развития электронной автоматики показаны на рисунке 1. Из рисунка видно, что за последние десятилетия в автоматическом управлении для автоматизации технологических процессов начали широко применять средства вычислительной техники, оптоэлектроники и далее нейроэлектроники.
Вообще говоря, на первом этапе автоматизации осуществлялась автоматизация отдельного рабочего цикла, по типу полуавтоматов. Затем на втором этапе полностью автоматизировался весь рабочий цикл, а затем стали создаваться станки, обрабатывающие центры, затем станки с ЧПУ и технологические линии с ЧПУ (числовым программным управлением).
Третий этап автоматизации это - комплексная автоматизация, когда создаются гибкие производственные системы, обеспечивающие два базовых условия: гибкость, то есть оперативный переход на новый вид изделия, и «безлюдная» технология.
Загрузить издание в формате PDF (доступно до 01.09.2021)
