Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Автоматизация производственных процессов - файл 1.docx


Автоматизация производственных процессов
скачать (196.6 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx197kb.19.11.2011 09:18скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


Федеральное агенство по образованию

«Московский государственный университет леса»

Кафедра управления автоматизированными производствами лесопромышленного комплекса

(отделение заочного обучения)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
по дисциплине: «Автоматизация производственных процессов»


вариант № 3


Выполнил:

специальность 190603
Проверил:

г. Москва

2011 г.


Содержание:

Введение.

стр. 3
Задание 1.

стр. 4
Задание 2.

стр. 7-12

Список литературы.

стр. 13


Введение


За годы реформ в России исчез дефицит аппаратуры электро-автоматики, вычислительной техники, микроэлектроники, средств цифровой и аналоговой автоматики, что создало условия для совершенствования, повышения эффективности автоматизации машин, агрегатов лесной промышленности.

Оборудование и технологии, механизация и автоматизация лесопромышленного производства непрерывно совершенствуются, это обеспечивает повышение производительности и экономической эффективности лесозаготовок. Созданные Центральным научно-исследовательским институтом механизации и энергети

ки (ЦНИИМЭ), другими институтами, а также зарубежными фир

мами системы машин для лесосечных, транспортных, лесоскладских работ дали возможность использовать различное лесозагото

вительное оборудование, имеющее разнообразные системы авто

матики. В частности, лесосечные машины имеют системы гидро

привода и гидроавтоматики; автоматизированные установки пер

вичной обработки древесины, подъемно-транспортные устройства оснащены системами электро- и гидроавтоматики.

Оборудование нижних складов для разгрузки лесовозного транспорта, обрезки сучьев, раскряжевки хлыстов, сортировки, штабелевки и погрузки бревен, для производства колотых балансов, технологической щепы, шпал, тары, пиломатериалов оснащается электроприводом, гидроприводом и системами автоматики для управления, контроля, регулирования, сигнализации, блокировки. Однако многие машины и агрегаты оснащены устаревшими аналоговыми системами автоматики, которые не дают возможность создавать комплексно-автоматизированные производства различной лесопродукции. Встраивание микропроцессоров, микроЭВМ в управление лесопромышленным оборудованием обес

печивает повышение производительности труда, экономической эффективности производства.

Конкурентоспособность тех или иных технологий лесного комплекса зависит, в первую очередь, от уровня новизны, эффективно

сти автоматизации соответствующего оборудования. Использование автоматизированных технологий снижает затраты на выпуск 1 м3 круглых лесоматериалов, пиломатериалов, увеличивает прибыль предприятий лесозаготовительного и лесопильного производств.

Задание 1

^

Тема заданияосновные понятия и определения из области автоматики и автоматизации.


Цель заданиязакрепление и контроль знаний по основным понятиям автоматики.
Дать определения следующим понятиям:
автоматика;

автоматизация;

кибернетика;

объект управления;

элемент автоматического устройства;

статические и динамические характеристики элемента;

автоматическое устройство;

система автоматического управления;

система плавного и релейного действия;

автоматический контроль;

автоматическое регулирование.

автоматика - область теоретических и прикладных знаний охватывающих теорию и устройства средств и систем автоматического управления машинами и технологическими процессами. Автоматика представляет собой совокупность механизмов и устройств, действующих автоматически.

В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различаются следующие основные виды систем автоматики: автоматический контроль, автоматическая защита, дистанционное и автоматическое управление;

автоматизация - применение технических средств, математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации;



кибернетикой называется наука об оптимальном управлении, а также передаче и обработке информации в сложных динамических системах;

объект управления - устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью создания системы автоматического управления;

элементом автоматического устройства – называется объект, описание которого, достаточное для решаемой задачи, не требует учета внутренних переменных или зависимостей, а определяется только внешними характеристиками, связывающими входные и выходные переменные;

статические и динамические характеристики элемента:

статическая характеристика элемента – есть зависимость между входным сигналом X и выходным сигналом Y при медленном и плавном изменении X,

динамическая характеристика элемента – есть зависимость между входным сигналом X и выходным сигналом Y во времени при мгновенном, скачкообразном изменении Х;

автоматическое устройство – набор элементов автоматики, связанных между собой по определенной схеме и реализующих заданный алгоритм управления. Автоматическое управляющее устройство осуществляет воздействие на управляемый объект в соответствии с алгоритмом, программой управления.

Точка автоматической системы или устройства, к которой приложено рассматриваемое воздействие, называется входом, а точка, в которой наблюдается эффект, вызванный рассматриваемым воздействием, - выходом. Соответственно и воздействия различаются на входные и выходные;

система автоматического управления – это совокупность связанных друг с другом объектов, называемых элементами, или отдельных частей, действующих как одно целое и обуславливающих ее существование и функционирование;

система плавного и релейного действия:

система плавного действия - если при плавном изменении входного сигнала Х, выходной сигнал Y изменяется также плавно – элемент непрерывного действия;

система релейного действия - если при плавном изменении входа выход изменяется скачкообразно, резко – элемент дискретного действия;



автоматический контроль включает в себя автоматическое измерение, сбор информации, сигнализацию:

Автоматическая сигнализация предназначена для оповещения обслуживающего персонала о нормальных, предельных или аварийных значениях контролируемых параметров, о месте и характере нарушений технологического процесса. В качестве сигнальных устройств используются лампы, звонки, сирены, специальные указатели мнемосхем.

Автоматическое измерение служит для измерения и передачи на указательные, регистрирующие приборы физических величин, характеризующих технологический процесс, или параметров оборудования. Обслуживающий персонал по показаниям приборов определяет качество технологического процесса или режим работы агрегатов.

Автоматический сбор информации реализуется различными информационно-измерительными устройствами и предназначен для получения информации о ходе технологического процесса, качестве и количестве выпускаемой продукции и для дальнейшей обработки, хранения и выдачи информации обслуживающему персоналу или ЭВМ;

автоматическое регулирование – это процесс автоматического поддержания какого-либо параметра на заданном уровне или изменение его по определенному закону. Автоматическое регулирование осуществляется специальным устройством, которое получило название автоматического регулятора. Регулятор измеряет регулируемую величину и при ее отклонении от заданного значения воздействует на объект и устраняет отклонение путем изменения притока веществ или энергии.




Задание 2

^

Тема заданияэлементы автоматических устройств.


Цель заданиязакрепление теоретических знаний по средствам автоматизации.

Содержание задания:

Описать устройство, принцип действия, характеристики фоторезистора, с указанием его применения при автоматизации производства.

Фотоэлектрическими приборами называют преобразователи лучистой энергии, благодаря которой изменяются электрические свойства вещества, образующего данный прибор. Эти приборы делятся на два типа:

с внешним и внутренним фотоэффектом.

Фотоэлементами с внешним фотоэффектом называются электронные приборы, работа которых основана на явлении фотоэлектронной эмиссии с катода. Фотоэлемент монтируется в стеклянной колбе, внутри которой, как и в электронных лампах, создается вакуум.

Суть внутреннего фотоэффекта состоит в том, что в полупроводнике под действием световой энергии возникают подвижные носители зарядов: пары электронов и дырок. При этом энергия фотона идет на перемещение электрона из валентной зоны в зону проводимости и сопротивление полупроводника уменьшается.

Фоторезисторы относятся к фотоэлементам с внутренним фотоэффектом.

Фоторезисторы – приборы, принцип действия которых основан на фоторезистивном эффекте – изменении сопротивления полупроводникового материала под действием электромагнитного излучения падающего на них света.

Фоторезисторы имеют высокую чувствительность к излучению в самом широком диапазоне - от инфракрасной до рентгеновской области спектра, причем сопротивление их может меняться на несколько порядков. Фоторезисторам присущи высокая стабильность во времени, они имеют небольшие габариты и выпускаются на различные номиналы сопротивлений.



Светочувствительный элемент в некоторых типах фоторезисторов выполнен в виде круглой или прямоугольной таблетки, спрессованной из порошкообразного сульфида или селенида кадмия, в других он представляет собой тонкий слой полупроводника, нанесенного на стеклянное основание. В том и другом случае с полупроводниковым материалом соединены два металлических вывода.

В зависимости от назначения фоторезисторы имеют совершенно различное конструктивное оформление. Иногда это просто пластина полупроводника на стеклянном основании с токонесущими выводами, в других случаях фоторезистор имеет пластмассовый корпус с жесткими штырьками. Среди таких фоторезисторов следует особо отметить ФСК-6, приспособленный для работы от отраженного света, для чего его корпус имеет в центре отверстие для прохождения света к отражающей поверхности. Выпускаются фоторезисторы в металлическом корпусе с цоколем, напоминающим ламповый, или в корпусе, как у герметизированных конденсаторов пли транзисторов.

Малогабаритные пленочные фоторезисторы выпускаются в пластмассовых и металлических корпусах с влагозащитным покрытием светочувствительного элемента прозрачными эпоксидными смолами.

Устройство фоторезистора показано на рис. 1.

Схема включения фоторезистора показана на рис. 2.

Рис. 1. Устройство фоторезистора


Рис. 2. Схема включения фоторезистора



Пленка 2 из полупроводникового материала (сульфид свинца, соединения сернистого кадмия, висмут и т. д.) закреплена на диэлектрической подложке 3 (стекло, кварц, керамика). Световой поток Ф попадает на полупроводник через специальное отверстие в пластмассовом корпусе. Электроды 1, выполненные из благородных металлов (золото, платина), обеспечивают хороший контакт с полупроводником и не подвержены коррозии. Поверхность полупроводника покрыта защитным слоем прозрачного лака.

При отсутствии светового потока по цепи проходит так называемый темновой ток, обусловленный собственной проводимостью полупроводника. Этот ток весьма мал, и его значение определяется темновым сопротивлением RТ , имеющим широкий диапазон значений: 102 –1010 Ом.

Наибольшее значение IТ имеют фоторезисторы, выполненные из сернистого кадмия.

При освещении фоторезистора в нем возникают дополнительные свободные электрические заряды – электроны и дырки, в результате чего ток в цепи возрастает.

Разность между световым IСВ и темновым токами называется фототоком:

IФ = IСВ – IТ

Зависимость фототока IФ от лучистого потока Ф иллюстрируется энергетической характеристикой (рис. 3). Нелинейность этой характеристики является недостатком фоторезисторов.

Рис. 3. Электрическая схема фоторезистора

Значения фототока сильно зависят от спектрального состава светового потока. Эта зависимость видна из спектральной характеристики, вид которой для фоторезистора, выполненного из сульфида кадмия, приведен на рис. 4 

(где IФmax – фототок, соответствующий максимуму спектральной чувствительности). Интегральная чувствительность фоторезисторов на два порядка выше, чем электронных фотоэлементов.

Рис. 4. Спектральная характеристика фоторезистора,

выполненного из сульфида кадмия

Важным параметром фоторезисторов является пороговый световой поток ФП – минимальный поток излучения, который вызывает появление в цепи фоторезистора электрического напряжения, превышающего в 2–3 раза шумовое напряжение.

Существенным недостатком фоторезистора является их большая инерционность, обусловленная значительным временем генерации и рекомбинации электронов и дырок при изменении освещенности фоторезистора.

Фоторезисторы обозначают буквами ФС или СФ, затем следует буква и цифра, которые определяют состав и конструктивное оформление.

Наибольшее распространение получили фоторезисторы, изготовленные из сернистого свинца, сернистого кадмия, селенистого кадмия. Название типа фоторезисторов слагается из букв и цифр, причем в старых обозначениях буквы А, К, Д обозначали тип использованного светочувствительного материала, в новом же обозначении эти буквы заменены цифрами. Буква, стоящая за дефисом, при старом обозначении, характеризовала конструктивное исполнение (Г - герметизированные, П - пленочные). В новой маркировке эти буквы также заменены цифрами.

Например, ФСК–Г1 обозначает фоторезистор из сернистого кадмия в герметизированном корпусе.

В табл. 1 приведены наименования наиболее распространенных обозначений фоторезисторов.



^ ТИПОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ФОТОРЕЗИСТОРОВ

Таблица 1

Вид фоторезисторов

Старое обозначение

Новое обозначение

Сернисто-свинцовые

^ ФСА-0, ФСА-1, ФСА-6, ФСА-Г1,

ФСА-Г2




Сернисто-кадмиевые

ФСК-0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, ФСК-Г1, ФСК-Г2, ФСР-Г7, ФСК-П1

СФ2-1, 2, 4,

9, 12

Селенисто-кадмиевые

^ ФСД-0, ФСД-1, ФСД-Г1

СФ3-1, 8

Внешний вид и размеры наиболее распространенных типов фоторезисторов показаны на рис.5.

Рис.5. Внешний вид и размеры фоторезисторов



Основной областью применения фоторезисторов является автоматика, где они в некоторых случаях с успехом заменяют вакуумные и газонаполненные фотоэлементы. Обладая повышенной допустимой мощностью рассеивания по сравнению с некоторыми типами фотоэлементов, фоторезисторы позволяют создавать простые и надежные фотореле без усилителей тока. Такие фотореле незаменимы в устройствах для контроля и регулирования, в автоматах для разбраковки, при сортировке древесины и раскряжевки хлыстов на сортименты.

В измерительной технике фоторезисторы применяются для измерения высоких температур, для регулировки температуры в различных технологических процессах. Контроль уровня жидкости и сыпучих тел, защита персонала от входа в опасные зоны, контроль за запыленностью и задымленностью объектов, автоматические выключатели освещения.

С помощью специальных устройств автоматического измерения, построенных на базе оптико-электронных приборов решаются разнообразные задачи бесконтактного контроля и измерения геометрических размеров (диаметра, длины, толщины, ширины, площадей, формы и конфигурации изделий) объектов в лесной промышленности. Наиболее эффективное решение указанных задач может быть достигнуто путем примене

ния в составе устройств измерения многоэлементных приемников излучения (МЭПИ).

На базе МЭПИ разработан целый ряд датчиков для измерения диаметров, длины, толщины.

Например на рис. 6 представлен фотоэлектрический датчик диаметра с импульсной линейной лампой-вспышкой и фоторезисторами.
Рис. 6. Фотоэлектрические датчик диаметра:

^ 6 - фоторезисторы; 7 - длинные каналы; 8 - лампа-вспышка
Датчик с одним общим источником света в виде импульсной лампы-вспышки 8. В нем отсутствуют конденсоры и объективы. Измерительные оптические лучи формируются с помощью длинных каналов 7. Роль фотоприемников выполняют фоторезисторы 6.

Юстировка данной оптической систе

мы проста. Основной недостаток датчика - низкий ресурс лампы-вспышки, ее недостаточное быстродействие.

VI. Список использованной литературы



  1. Петровский В.С., Харитонов В.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий Учебное пособие. - М.: Лесная промышленность, 1984 – 240 с.

  2. Автоматика и автоматизация производственных процессов производства и отделки древесных плит. Под редакцией Л.В.Леонова Учебное пособие. - М.: Лесная промышленность, 1987 – 365 с.

  3. Полищук А.Н. Основы логического синтеза релейных схем управления. Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2006 – 97 с.

  4. Полищук А.Н. Автоматика и автоматизация производственных процессов. Задания и методические указания к выполнению контрольных работ. - М.: МГУЛ, 2006 – 15 с.



Скачать файл (196.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru