Базовые элементы автоматики

Система релейной защиты и автоматики

Система релейной защиты и автоматики – это комплекс выключателей (реле), который автоматически обесточивает энергосистему при наступлении определенных условий.

Независимо от конструктивных особенностей и материалов, подобные системы состоят из трех основных частей:

  1. Пусковой блок представлен реле тока, напряжения и мощности. В задачи пускового блока входит контроль режима работы участка и быстрое отключение его от сети в случае коротких замыканий.
  2. Измерительный блок вступает в работу при наступлении аварийной ситуации, его задача – определить место и глубину повреждения. Технически блок состоит из реле тока, напряжения и мощности, может объединяться с предыдущим.
  3. Логический блок представлен схемой, которая запускает действия по корректировке аварийной ситуации: отключение энергосистемы от питания, запуск устройств, подача звуковых сигналов. Технически блок состоит из таймеров, промежуточных и указательных реле, устройств защиты на основе микропроцессоров.

Что для обычного человека значит термин «автоматика» ?

Современный уровень прогресса неразрывно связан с автоматикой – точной научной дисциплиной, предметом изучения которой являются методы и средства, направленные на частичное или полное исключение человеческого фактора из управления техническими объектами и процессами. В более узком понимании автоматика определяется как совокупность устройств и механизмов, функционирующих без непосредственного участия человека.

Автоматика как наука базируется на теории автоматического управления, в рамках которой исследуются свойства систем автоматизированного управления и разрабатываются теоретические основы их построения и расчета.

Компания Р2С специализируется на разработке решений в области автоматизации силовых установок, вентиляционного оборудования, систем отопления и т.п. Наши инженеры готовы ответить на любые ваши вопросы – обращайтесь с радостью поможем!

Основные понятия автоматики:

  • Технический объект – любая машина, прибор, система;
  • Управление – воздействие на управляемый объект (объект управления) с целью изменения его свойств;
  • Объект управления – технический объект, подлежащий автоматическому управлению;
  • Автоматическое управляющее устройство – техническое устройство, осуществляющее воздействие на объект управления в соответствии с выбранным алгоритмом управления;
  • Автоматический процесс – процесс, осуществляемый без участия человека;
  • Система автоматического управления – совокупное взаимодействие управляющего устройства и объекта управления.

Принцип функционирования системы автоматического управления

Любое автоматическое управляющее устройство включает в себя комплекс отдельных взаимосвязанных элементов, решающих задачу преобразования и последующей передачи энергии, получаемой из окружающей среды или от предыдущего элемента.

Элементы автоматики – это законченные конструктивные устройства, самостоятельно выполняющие функции преобразования сигнала в системах автоматического управления. В качестве сигналов обычно выступают механические или электрические величины: давление жидкости или сжатого газа, напряжение, постоянный ток и другие.

Сигналы могут возникать как следствие протекающих в ходе управления процессов и выражаться в изменении напряжения, силы тока, температуры, давления и других показателей либо вырабатываться чувствительными элементами (датчиками).

Результатом будет являться заранее запрограммированное в системе действие элементов автоматизации.

Сигнал подлежит обработке посредством преобразования по следующим параметрам:

  • Значению энергии (усиление);
  • Виду энергии (неэлектрический сигнал преобразуется в электрический);
  • По виду (дискретный сигнал преобразуется в непрерывный);
  • По форме (сигнал переменного тока преобразуется в сигнал постоянного тока).

Обработанный сигнал подается на автоматическое управляющее устройство, которое в соответствии с заданным алгоритмом работы осуществляет воздействие на объект управления.

Сертификация изделий автоматики

Все автоматические устройства подлежат обязательной или добровольной сертификации – процедуре проверки на соответствие заявленным характеристикам, результаты которой отображаются в существующих нормативных документах.

Обязательными являются следующие виды документов:

  • Сертификат соответствия ГОСТ Р;
  • Декларация о соответствии;
  • Сертификат пожарной безопасности;
  • Сертификат соответствия техническому регламенту;
  • Декларация на технический регламент.

В настоящий момент ситуация с прохождением сертификации в Российской Федерации несколько усложнена вследствие проведения реформы технического регулирования и скорым вступлением в силу наднациональных технических регламентов, связанных с развитием Таможенного союза.

Ведущие производители средств автоматизации

Среди лидеров рынка средств автоматизации можно выделить следующие компании:

Российские производители: компания ОВЕН, ЗАО «ЭКСПОТРОНИКА», НПП «ЭЛЕМЕР», ЗАО «Модульные системы торнадо», НПФ «АГРОСТРОЙ», ОАО «Электромеханика».

Зарубежные производители: Rockwell Automation, Emerson Process Honeywell, Siemens Industry, ABB, Invensys, Yokogawa.

Производители и поставщики систем автоматики

Производством и поставками систем автоматики занимаются разные предприятия:

  • «Московский завод тепловой автоматики» – профильная организация, предлагающая клиентам инжиниринговые услуги, установку и текущее обслуживание систем контроля для отопительных приборов.
  • «Автоматик Север» – завод из Санкт-Петербурга, проектирующий и внедряющий системы промышленной автоматики широкого профиля. Компания – официальный дилер панелей оператора, программируемых контроллеров и коммутационной аппаратуры от ведущих производителей.

В регионах поставки ведут официальные представители производителей и компании, занимающиеся автоматизацией разных производственных процессов.

Больше о видах и примерах использования систем автоматики можно узнать на выставке «Электро».

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем зданийИнженерные системы зданийАвтоматизация зданий

Системы автоматики котлов

Автоматическое управление паровыми и водогрейными котлами позволяет:

  • разжигать горелки котлов;
  • следить за герметичностью агрегатов и работоспособностью вентиляторов;
  • обслуживать оборудование с наименьшими трудозатратами.

Система состоит из нескольких логических блоков. Эти блоки необходимы для отслеживания уровня давления газа внутри котла, равномерного горения пламени, разряжения в топке и соотношение газа и воздуха в рабочем состоянии системы.

Автоматические системы управления обеспечивают бесперебойную работу оборудования и его своевременное обесточивание в аварийных ситуациях.

2.3. Принципиальные электрические схемы автоматизации

Благодаря небольшому корпусу устройство можно сделать малогабаритным Схемы светоавтоматов Первый светоавтомат подключается вместо имеющегося выключателя освещения квартиры. Схема терморегулятора и термостата Часто появляется необходимость поддерживать температурный режим какого-либо помещения.

Базовые элементы автоматики
На схеме изделия в прямоугольники, изображающие устройства, допускается помещать электрические схемы этих устройств. Принципиальные электрические схемы электропитания выполняют, как правило, отдельно для питающей и распределительной сетей. Например, на рис.

Базовые элементы автоматики
В схемах постоянного тока участки цепей положительной полярности маркируются нечетными числами, а участки отрицательной полярности — четными числами в порядке их нарастания. Правильное взаимодействие всех элементов автоматики и нормальная работа всей системы возможна только при соединении их в соответствии со схемами подключения внешних проводок. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее число изломов и взаимных пересечений. Все это позволяет установить вид и тип данной схемы, ее построение и связь с другими документами.

Базовые элементы автоматики
Принадлежность изображаемых контактов, обмоток и других частей к одному и тому же аппарату устанавливается по позиционным обозначениям, проставленным вблизи изображений всех частей одного и того же аппарата. Схема в целом состоит из ряда электрических цепей, расположенных горизонтально или вертикально; электрические цепи следует располагать в соответствии с последовательностью работы отдельных элементов во времени.

Принципиальная схема автоматизации

Базовые элементы автоматики
Дистанционное управление четырьмя объектами. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи разъемы, зажимы и т.

Управление магнитным пускателем одной кнопкой При нажатии на кнопку на тиристор поступает положительный импульс. В этом случае последовательность чисел допускается устанавливать в пределах функциональной цепи. Эти схемы дают детальное представление о работе системы и служат также для изучения принципа действия системы, они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации. Внешние электрические проводки выполняют отдельными сплошными толстыми линиями. Во всех случаях помимо полного удовлетворения требований, предъявляемых к системе управления, каждая схема должна обеспечивать высокую надежность, простоту и экономичность, четкость действий при аварийных режимах, удобство оперативной работы, эксплуатации, четкость оформления.

Требования к уровню надежности схем регулирования, управления и сигнализации определяются оценкой последствий отказов их действия для конкретных участков технологического процесса. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи разъемы, зажимы и т. Так, в табл. Вопрос о методах разработки принципиальных электрических схем в процессе проектирования систем автоматизации технологических процессов следует рассматривать в общем комплексе вопросов, связанных с контролем, управлением и регулированием данного объекта. Как читать электрическую схему РЗА.

Лекция по автоматике

  • Лекция по автоматике
  • Основные понятия, определения, термины
  • Понятие о воздействиях и сигналах
  • Обратные связи и их назначение
  • Управление по разомкнутому и замкнутому циклам
  • Классификация систем автоматического управления
  • Основные законы управления
  • Принципы действия систем автоматического управления.
  • Основные элементы автоматики.
  • Функции и параметры элементов автоматики.
  • Математическое описание САУ. Режимы движения автоматических систем.
  • Описание элементов и систем в статическом режиме. Линеаризация.
  • Описание элементов и систем в динамическом режиме
  • Операторная форма записи дифференциального уравнения
  • Понятие о типовых входных сигналах (воздействиях)
  • Временные характеристики
  • Частотные характеристики
  • Логарифмические частотные характеристики (ЛАЧХ)
  • Типовые динамические звенья
  • Безынерционное звено
  • Интегрирующее звено
  • Дифференцирующее звено
  • Апериодическое (инерционное) звено первого порядка
  • Колебательное звено
  • Консервативное звено
  • Апериодическое звено второго порядка
  • Звено транспортного запаздывания
  • Объекты управления и их свойства

Страница 9 из 28

Основные элементы автоматики.

Любая САУ состоит из отдельно связанных между собой элементов.

Элементом автоматики называют часть системы, в которой происходит качественные или количественные преобразования физической величины, а также передача преобразованного воздействия от предыдущего элемента к последующему. Каждый такой элемент выполняет определенные функции, которые для него определяют технологический процесс или функционирование самой системы. Таких элементов в автоматике достаточно много. Рассмотрим основную группу этих элементов.

1.Датчики автоматики — это устройства, которые измеряют управляемые или регулируемые величины объектов управления  и преобразовывают  измеренные величины одной физической природы в другую (термосопротивления, термопары, переменные конденсаторы, фотоэлемент, тензодатчик и т.д.)

2.Элементы сравнения — они сопоставляют задающее воздействие x(t) и управляемую величину y(t). Получаемая на выходе таких элементов разность e(t)=x(t)-y(t) передается по цепи воздействия, либо непосредственно на исполнительный механизм. Элементы сравнения, как самостоятельная часть системы не применяется, а является составной частью других устройств, например, автоматических регуляторов (эл. мостовые схемы сравнения, потенциометры, пружинные элементы и др.)

3.Усилители — они в системах автоматики обычно используются для усиления задающего воздействия x(t) или разности e(t), когда мощности самих сигналов недостаточно для работы регуляторов (электронные, ионные, магнитные, электромагнитные усилители, редуктор, гидравлические усилители).

4.Исполнительные механизмы — они предназначены для измерения управляемых величин, или поддержания их в заданных пределах. Они предназначены для выработки более мощного воздействия на ОУ, нежели выходной сигнал регулятора (эл. двигатели — серводвигатели; соленоиды; гидро- и пневмодвигатели и т.д.).

5.Задающие элементы (элементы настройки). Они представляют собой устройства, при помощи которых в САУ подается задающее воздействие x(t) (потенциометры, вращающиеся трансформаторы и т.д.).

6.Корректирующие элементы — они предназначаются для улучшения регулировочных свойств системы в целом, или отдельных ее частей (дифференцирующие и интегрирующие цепи, нелинейные элементы и т.д.).

7.Командоаппараты — они предназначены для подачи в систему различных воздействий и команд (кнопки, выключатели, конечные выключатели и т.д.).

8.Элементы защиты — они предназначены для выполнения защитных функций, при недопустимых режимах работы (токовые реле, электротепловые реле, автоматические выключатели, предохранители и т.д.).

9.Контрольно-измерительные приборы — устройства для измерения и контроля различных величин и параметров (показывающие, самопишущие и т.д.).

Также к элементам автоматики относят автоматические регуляторы, объекты управления, сигнальная аппаратура.

Все элементы автоматики обычно указывают на функциональных и структурных схемах, внутри которых указывается либо назначение прибора, либо его передаточная функция и обязательно показывается действующие на элемент входные и выходные воздействия.

  • << Назад
  • Вперёд >>

Усилительные и исполнительные элементы

Усилительные элементы предназначены для усиления сигналов, идущих от датчиков к исполнительным механизмам. Как уже ранее отмечалось, усилители используются в системах непрямого регулирования, т.е. в тех случаях, когда для работы исполнительного механизма нужна большая мощность. Отказ от усилителей мог бы привести к существенному увеличению габаритов чувствительного элемента и ухудшению динамики системы.

Усилительные элементы подразделяются на гидравлические, пневматические и электрические. Энергетические возможности гидравлических, пневматических и электрических усилителей характеризуются коэффициентами усиления по мощности KN = N/Ny где N — мощность потока рабочей жидкости или электрическая мощность на выходе усилителя, Ny — мощность, затрачиваемая на управление усилителем, или коэффициентом усиления по напряжению Кu = Uвых/Uвх, где Uвых и Uвх — напряжение на выходе и входе усилителя.

К исполнительным элементам (механизмам) относятся: гидравлические сервопоршни, изменяющие подачу топлива, воздуха и воды, электромагнитные устройства для подачи воздуха на пуск, стоп-устройство и пневмопрокачку дизеля маслом, электромагнитные выключатели автоматов, пускателей электронасосов и другие устройства. По роду используемой энергии исполнительные механизмы можно подразделить на следующие группы:

  • а) гидравлические;
  • б) пневматические;
  • в) электрические.

Для настройки или проектирования САР и САУ необходимо знать динамические характеристики усилительных и исполнительных элементов, которые можно получить, составляя дифференциальные уравнения этих элементов.

  • x — отклонение золотника от среднего положения (Топливные насосы золотникового типазолотник без перекрытий);
  • P — давление рабочей жидкости;
  • y — отклонение сервопоршня от положения, соответствующего перекрытым окнам;
  • F — площадь сервопоршня.

Давление рабочей жидкости выбирается обычно таким, чтобы сила, развиваемая сервопоршнем, была значительно выше, чем силы инерции присоединенных к нему масс и силы трения. Поэтому последними при выводе пренебрегается. Полагая, в силу симметрии окон, открываемых золотником, потери давления рабочей жидкости при дросселировании ее потока через оба окна, открываемых золотником, одинаковыми и равными P/2 (суммарный перепад давления от P до P = 0 при сливе равен P).

Это интересно: Методология проектирования конструкций ледовых усилений по критерию предельной прочности

Получим выражение для расхода жидкости при движении сервопоршня

Q=xK1(Pρ)12,

где:

  • ρ — плотность жидкости;
  • К1 — постоянная.

С другой стороны Q = Fdy/dt. Откуда получим:

Fdydt=χμb(Pρ)12

  • μ — коэффициент истечения;
  • b — ширина окна.

Выбирая базовые значения уном и хном для yном и xном и переходя к относительным переменным z = (y/yном) и η = x/xном получим:

Tsdzdt=η,          Форм. 4

где:

Ts=(Pρ)12F(yномxном)μb,

— постоянная времени сервомотора, которая тем меньше, чем больше давление рабочей жидкости и ширина окна Ts лежит в пределах 0,01-0,02 сек.

Станционные системы автоматики

Системы автоматики, установленные на станциях, повышают пропускную способность железнодорожного узла, способствуют безопасному движению подвижного состава и препятствует короткому замыканию и повреждению линий электропередач при аварийных ситуациях.

В состав стационарной системы входят:

  • автоматические блокираторы подачи электрического тока;
  • установки диспетчерского контроля;
  • автоматическая сигнализация для тягачей.

Перегонные устройства включают:

  • полуавтоматическую блокировку, которая срабатывает при определенных действия работников;
  • локомотивную и переездную сигнализацию;
  • шлагбаумы.

Все эти устройства обеспечивают безопасный перегон подвижного состава, обесточивают пути в аварийных ситуациях.

Автоматика и системы связи

Регулирование движения поездов направлено на обеспечение безопасности пассажиров, машинистов и устройств железной дороги в условиях максимальной пропускной способности магистрали.

Системы железнодорожной автоматики и связи обеспечивают автоматизацию процесса перевозок, что снижает риск ошибок по вине человеческого фактора и исключает угрозу жизни и здоровью людей.

Устройства железнодорожной автоматики широко применяют микроэлектронную и микропроцессорную технику, что обеспечивает масштабируемость (дополняемость) таких систем. Устройства упрощают процесс контроля и отладки, особенно при наступлении опасного неработоспособного состояния системы.

Правила выбора

При выборе оптимального вида шкафа ШУК учитываются виды задач, которые они должны решать. На основе этих задач и составляется индивидуальная схема работы устройства или используется типовая модель. Дополнительно учитываются ряд параметров:

  1. Уровень защиты. Учитываются условия эксплуатации, к которым относится уровень влажности, пыль, температурные показатели. Для эксплуатации шкафов управления в условиях улицы необходимо учитывать их климатическое исполнение. Для уличных шкафов управления используется обогрев внутренних устройств, чтобы избежать образования конденсата или обледенения оборудования в холодное время года.
  2. Электрические составляющие. К ним относится номинальный ток, мощность и сетевое напряжение. С учетом электрических составляющих можно организовать работу системы без риска перегрузок, что скажется на сроке службы и безопасности эксплуатации шкафа управления.
  3. Защита от перегрузок. Наличие элементов для защиты от перегрузок и короткого замыкания предотвращают аварийные ситуации и выход из строя всей системы. Защитой от перегрузок должны быть оборудованы все шкафы управления, используемые на ответственных производствах.
  4. Возможность смены режима работы с автоматического на ручной. Это расширяет возможности управления. Наличие ручного режима требуется при выполнении пуско-наладочных и регламентных работ. В противном случае лучше использовать только автоматический режим работы.
  5. Наличие световой и звуковой сигнализации. Передает информацию о функционировании оборудования, а также сигнализирует об аварийной ситуации, перепадах напряжения и других проблемах в работе.

При наличии СМИС на предприятии, в жилом или общественном здании выполняется автоматический контроль работоспособности элементов инженерных систем.

Базовые элементы автоматики

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: