Автоматика (УдГАУ) 2023г

№ п. п.	Варианты к заданию 1	Варианты датчиков к заданию 3
Система регулирования из книги, указанной в списке литературы под №1 или №2 или под рисунком в приложении Б
1	Рисунок Б.1 (Л.1, с.156)	Датчики на основе термометров сопротивления
2	Рисунок Б.2 (Л.1, с.158)	Датчики Холла
3	Рисунок Б.3 (Л.1, с.162)	Датчики расхода
4	Рисунок Б.4 (Л.1, с.166)	Датчики температуры термоэлектрические
5	Рисунок Б.5 (Л.1, с.168)	Датчики угловой скорости
6	Рисунок Б.6 (Л.1, с.170)	Датчики на основе полупроводниковых терморезисторов
7	Рисунок Б.7 (Л.1, с.171)	Датчики давления
8	Рисунок Б.8 (Л.1, с.173)	Датчики влажности
9	Рисунок Б.9 (Л.1, с.160)	Биметаллические и манометрические датчики температуры
10	Рисунок Б.10	Датчики уровня
11	Рисунок Б.11	Датчики тензометрические
12	Рисунок Б.12	Потенциометрические датчики
13	Рисунок Б.13	Фотоэлектрические датчики
14	Рисунок Б.14	Трансформаторные датчики
15	Рисунок Б.15	Датчики газового состава среды
16	Рисунок Б.16	Оптоволоконные датчики
17	Рисунок Б.17	Кондуктометрические датчики
18	Рисунок Б.18	Датчики линейных перемещений
19	Рисунок Б.19	Датчики концентрации растворов
20	Рисунок Б.20	Магнитоупругие датчики
21	Рисунок Б.21	Датчики температуры контактные и дилатометрические
22	Рисунок Б.22	Пьезоэлектрические датчики
23	Рисунок Б.23 (Л.2, с.264)	Оптические ИК-датчики
24	Рисунок Б.24 (Л.2, с.268)	Ультразвуковые датчики
25	Рисунок Б.25 (Л.2, с.283)	Индукционные датчики
26	Рисунок Б.26 (Л.2, с.266)	Датчики угла поворота
27	Рисунок Б.27 (Л.2, с.286)	Датчики скорости и ускорения
28	Рисунок Б.28 (Л.2, с.265)	Дифференциальные индуктивные датчики
29	Рисунок Б.29 (Л.2, с.269)	Герконовые датчики
30	Рисунок Б.30	Дифференциально-трансформаторные датчики усилия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица вариантов для задания №2

Таблица готовых вариантов

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5
Вариант 6	Вариант 7	Вариант 8	Вариант 9	Вариант 10
Вариант 11	Вариант 12	Вариант 13	Вариант 14	Вариант 15
Вариант 16	Вариант 17	Вариант 18	Вариант 19	Вариант 20
Вариант 21	Вариант 22	Вариант 23	Вариант 24	Вариант 25
Вариант 26	Вариант 27	Вариант 28	Вариант 29	Вариант 30

 

СХЕМЫ

систем автоматического регулирования для выполнения

первого индивидуального задания (см. таблицу А.1)

 

 

Рисунок Б.1 – Схема САР температуры:

1 – помещение; 2 – теплообменник (калорифер);

3 – измерительная мостовая схема;

4 – двухфазный исполнительный  двигатель;

5 – дифференциальный магнитный усилитель;

6 – клапан (заслонка)

 

Рисунок Б.2 – Схема САР:

1 – печь; 2 – измерительная мостовая схема; 3 – дифференциальный магнитный усилитель; 4 – двухфазный электродвигатель; 5 – редуктор; 6 – клапан

Рисунок Б.3 – Схема САР температуры теплоносителя, поступающего в зерносушилку

 

Рисунок Б.4 – Схема САР температуры воздуха в теплице

 

Рисунок Б.5 – Схема САР температуры воздуха, подаваемого в зерносушилку

Рисунок Б.6 – Схема САР температуры воздуха в теплице

 

Рисунок Б.7 – Схема САР давления в ресивере

Рисунок Б.8 – Схема САР угловой скорости рабочего колеса гидротурбины:

1 – гидротурбина, 2- генератор, 3 – заслонка, 4 – тахогенератор, 5 – усилитель, 6 – электродвигатель, 7 - редуктор.

Рисунок Б.9 – САР угловой скорости электродвигателя:

1 – потенциометр, 2 – магнитный усилитель, 3 – генератор, 4 – двигатель, 5 – тахогенератор, 6 – рабочий механизм.

Рисунок Б.10 – Схема САР загрузки молотковой зернодробилки

с регулируемым тиристорным выпрямителем:

М₁ – приводной асинхронный двигатель молотковой зернодробилки; Р₁ – редуктор; П – крыльчатый питатель; Т1, Т2, Т3 – трехфазный трансформатор тока, М₂ - двигатель вращения крыльчатки питателя.

САР (рисунок Б.10) предназначена для регулирования загрузки молотковой зернодробилки ЗД посредством изменения тока I приводного асинхронного двигателя М₁ в пределах его номинального значения. Объектом регулирования в этой системе является зернодробилка совместно с редуктором Р₁ и приводным двигателем М₁. Регулируемой величиной объекта является ток двигателя I, а регулирующее воздействие – количество зерна Q, поступающее в дробилку из крыльчатого питателя П. Возмущающим воздействием, вызывающим отклонение тока нагрузки электродвигателя М1, являются изменения физико-механических свойств зерна (влажности, твердости, вязкости, прочности, засоренности), износ молотков, несимметрия и колебания напряжения в сети и т.д., которые можно представить в виде эквивалентного воздействия F. Увеличение напряжения U₂ приводит к увеличению угловой скорости W двигателя М₂, а следовательно, и угловой скорости W_п крыльчатки питателя. Снижение напряжения U₂ приводит к обратному эффекту. Таким образом, с изменением угловой скорости крыльчатки изменяется количество зерна, подаваемого в дробилку.

Рисунок Б.11 - САР температуры воздуха в теплице в летний период

Система (рисунок Б.11) стабилизирует температуру воздуха в остекленных блочных теплицах Т в летний период. Температура воздуха регулируется открытием фрамуг Ф. Основное возмущающее воздействие – изменение интенсивности солнечной радиации. Датчик температуры воздуха в теплице R_t – термометр сопротивления, ИП – информационный преобразователь, RP – потенциометр, У – дифференциальный усилитель, М – электродвигатель, Р - редуктор.

Рисунок Б.12 ‒ САР температуры в животноводческом помещении

Система (рисунок Б.12) стабилизирует температуру воздуха в животноводческом помещении – ферме Ф за счет изменения мощности, подаваемой на установленный в приточном воздуховоде электрокалорифер ЭК, содержащий ТЭНы ЕК. Датчик температуры R_t – термометр сопротивления. Основное возмущающее воздействие – изменение температуры наружного воздуха. Резисторы R1, R2, R3, RP1 и RP2 включены в схему измерительного моста, У – усилитель, СИФУ - система импульсно-фазового управления тиристорным блоком, состоящим из тиристоров VS1, VS2 и VS3, которые включены в каждую фазу трехфазного напряжения, В – вентилятор электрокалорифера, М – электродвигатель.

Рисунок Б.13 ‒ САР температуры поливной воды в теплице

Температура поливной воды в теплице регулируется путем изменения расхода горячей воды, проходящей через водонагреватель ВН. Возмущающее воздействие – колебание расхода поливной воды и изменение температуры горячей воды, поступающей из котельной. Датчик температуры поливной воды R_t – термометр сопротивления. ИП – информационный преобразователь, RP – потенциометр, У – дифференциальный усилитель, М – электродвигатель, Р – редуктор, В - вентиль.

Рисунок Б.14 ‒ САР уровня воды в барабане котла

САР (рисунок Б.14) обеспечивает поддержание уровня воды в верхнем барабане котла БК в требуемых пределах. К системе предъявляются высокие требования, поскольку снижение уровня или перепитка котла водой могут привести к серьезным авариям: пережогу экранных труб или забросу воды в магистральный паропровод. Уровень регулируется за счет изменения расхода питающей воды в барабане котла. Основное возмущающее воздействие на котел – изменение расхода пара (изменение нагрузки котла). Д - датчик уровня (дифманометр), ДТр – дифференциальный трансформатор с подвижным сердечником, ДУ - дифференциальный усилитель, RP – переменный резистор, М – электродвигатель, Р – редуктор.

Рисунок Б.15 ‒ САР разряжения в топке

Система (рисунок Б.15) стабилизирует разрежение в верхней части топки Т, что необходимо для нормального топочного режима. Разрежение регулируется за счет изменения производительности дымососа ДС с помощью поворотных заслонок на входе дымососа. Основное возмущающее воздействие – изменение расхода воздуха, поступающего в топку. Датчик разрежения ДР соединен с верхней частью топки. Изменение положения мембраны датчика разряжения вызывает перемещение подвижного сердечника дифференциального трансформатора ДТ. RP - потенциометр У – дифференциальный усилитель, М – электродвигатель, Р - редуктор.

Рисунок Б.16 ‒ САР давления пара в барабане котла

САР (рисунок Б.16) поддерживает на заданном уровне давление пара в барабане котла К, что необходимо по условиям экономичности и безопасности работы котлоагрегата. Давление регулируется путем изменения подачи топлива в топку. Основное возмущающее воздействие – изменение расхода пара (изменение нагрузки котла). Д – датчик давления (манометр), ДТр – дифференциальный трансформатор с подвижным сердечником, ДУ – дифференциальный усилитель, RP – переменный резистор (потенциометр), М – электродвигатель, Р – редуктор.

Рисунок Б.17 ‒ САР температуры теплоносителя в шахтной зерносушилке

САР температуры теплоносителя в шахтной зерносушилке ШЗ (рисунок Б.17) стабилизирует температуру теплоносителя, образованного смесью атмосферного воздуха (Q_в) с топочными газами (Q_г). Температура регулируется путем изменения соотношения расходов атмосферного воздуха и топочных газов с помощью поворотной заслонки ПЗ. Основное возмущающее воздействие – изменение температуры наружного воздуха. Датчик температуры R_t – термометр сопротивления, установленный в канале теплоносителя перед входом в сушилку. Резисторы R1, R2, RP и R_t включены в схему измерительного моста, на который подается напряжения u, М – электродвигатель, Р – редуктор, У ‒ усилитель.

Рисунок Б.18 ‒ Схема системы автоматического регулирования  температуры в климатической камере:

1 – датчик R_д (термометр сопротивления); 2 – климатическая камера; 3 – электрический нагреватель; 4 – автотрансформатор; 5 – редуктор; 6 – дифференциальный усилитель; 7 – электродвигатель; резисторы R2, R3, R4 и R_д – входят в состав мостовой измерительной схемы

Система (рисунок Б.18) работает следующим образом. В установившемся режиме, при равенстве заданной температуры Т_з и температуры Т в климатической камере 2, выходное напряжение U_м равно 0. При отклонении температуры в камере от заданной, например, при изменении температуры наружного воздуха, сопротивление R_д изменяется, мост разбалансируется. Напряжение U_м разбаланса моста усиливается усилителем 6 и подается на электродвигатель 7. Двигатель через редуктор 5 перемещает подвижный контакт автотрансформатора 4, тем самым изменяет напряжение U_н на нагревательном элементе 3 в нужную сторону. Если температура в камере ниже заданной, то напряжение U_н увеличивается, если температура выше заданной, то напряжении U_н уменьшается. Поэтому изменение напряжения U_н на нагревательном элементе (управляющее воздействие на объект) пропорционально величине отклонения температуры Т в камере от заданного Т_з значения. В результате температура в камере возвращается к заданному значению. При непрерывном изменении наружной температуры процесс регулирования идет непрерывно. Если наружная температура установится, то при правильно подобранных параметрах регулятора процесс регулирования через некоторое время закончится, и вся система придет в новое установившееся состояние.

Рисунок Б.19 ‒ Схема САР напряжения синхронного генератора:

G1 – синхронный генератор; G2 – генератор возбуждения; А2 – электромашинный усилитель; А1 – электронный усилитель; Z – нагрузка; VD1…VD6 – трехфазный мостовой выпрямитель, TV1 – трехфазный трансформатор;

R₀ – задающий резистор

Схема САР напряжения синхронного генератора (рисунок Б.19) работает следующим образом. Напряжение генератора U, измеряемое трансформатором ТV1 и выпрямителем V1…V6, преобразуется в напряжение U₃. Напряжение U₃ подается на вход системы встречно задающему напряжению U_о. В результате получается разность напряжений DU = U_o – U₃. При уменьшении напряжения U₃ разность DU возрастает, что приводит к увеличению напряжения возбуждения U_в генератора и к восстановлению его напряжения U до заданного значения. При увеличении напряжения U_в разность DU уменьшается, что вызывает снижение напряжения возбуждения генератора, а следовательно, и его напряжения U до требуемого значения. Таким образом, само отклонение регулируемой величины (напряжения генератора) от заданного значения вызывает изменение регулирующего воздействия так, чтобы уменьшить это отклонение и вернуть регулируемую величину к заданному значению.

Рисунок Б.20 – Схема САР температуры теплоносителя в агрегате АВМ

Схема САР (рисунок Б.20) стабилизирует температуру теплоносителя на выходе из сушильного барабана СБ агрегата для приготовления витаминной травяной муки АВМ. Температура регулируется путем изменения количества топлива, подаваемого насосом Н в теплогенератор ТГ. Основное возмущающее воздействие – изменение температуры наружного воздуха и влажности высушиваемого продукта. Датчик температуры Д – термопара, У – усилитель, ДУ - дифференциальный усилитель, RP – потенциометр, ЭД – электродвигатель, Р – редуктор, В - вентиль.

Рисунок Б.21 – Схема САР температуры воздуха в птичнике в летний период

Схема САР (рисунок Б.21) стабилизирует температуру воздуха в помещении птичника П за счет изменения в нем воздухообмена. Воздухообмен регулируется изменением частоты вращения вытяжных вентиляторов ВВ, приводимых в работу электродвигателями ЭД. Основное возмущающее воздействие – колебание температуры наружного воздуха. Датчик температуры R_t – термометр сопротивления. Резисторы R1, R2, R3, RP1 и RP2 включены в измерительный мост, У – усилитель. Система импульсно-фазового управления (СИФУ) совместно с блоком тиристоров VS1, VS2, VS3 позволяет изменять частоту вращения электродвигателей.

Рисунок Б.22 ‒ Схема САР температурой теплоносителя шахтной  зерносушилки:

R1, R2, R3 и Rд ‒ элементы мостовой измерительной схемы, А1 – усилитель, VD1 и VD2 – диоды, K1 и K2 катушки реле с замыкающими контактами K1.1 и K2.1, реверсивный электродвигатель М, содержащий две обмотки: L1 и L2, выходной вал электродвигателя соединен с заслонкой, перераспределяющей воздушные потоки.

Схема САР (рисунок Б.22) работает следующим образом. Зерно сушится в шахтной зерносушилке ШЗ, к которой по воздуховоду подводится теплый воздух от двух источников ‒ холодного Q_х и горячего Q_г. Холодный и горячий потоки смешиваются в различном соотношении в зависимости от положения заслонки З. Допустим, процесс зерносушения должен происходить при температуре 70°С. Если температура теплоносителя (теплого воздуха на входе в зерносушилку) окажется ниже заданной, например, 65°С, заслонка должна повернуться в направление большего доступа горячего потока. Если по каким-то причинам температура теплоносителя станет выше нормы, заслонка повернется в противоположную сторону. Таким образом, при отклонении температуры в зерносушилке в сторону увеличения выходной вал поворачивает заслонку в направлении увеличения большего доступа холодного воздуха. При отклонении температуры в сторону уменьшения выходной вал поворачивает заслонку в направлении увеличения большего доступа горячего воздуха.

Рисунок Б.23 – Устройство водонагревателя типа УАП (а) и принципиальная электрическая схема управления водонагревателем (б):

1 – стальной резервуар; 2 – стекловата; 3 – контактный термометр;
4 - патрубок для горячей воды; 5 – трубчатые элементные нагреватели; 6 – обратный клапан; 7 – запорный вентиль.

Рисунок Б.24 – Устройство котла КЭВ-3 (а) и принципиальная электрическая схема управления котлом (б):

1 – корпус котла; 2 – теплоизоляция; 3 – крышка; 4 – маховик; 5, 6 – электроконтактные термометры; 7 – верхний патрубок; 8 – нижний патрубок.

Рисунок Б.25 – Технологическая схема водоподъемной установки типа ВУ (а) и принципиальная электрическая схема управления установкой (б):

1 – всасывающая труба; 2 – насосный агрегат; 3 – нагнетательная труба; 4 – воздушно-водяной бак; 5 – запирающий вентиль; 6 – камера смешивания; 7 – воздушный клапан; 8 – датчик давления; 9 – предохранительный клапан; 10 – жиклер; 11 – диффузор; 12 – водоразборная труба.

Рисунок Б.26– Технологическая схема электронагревателя ВЭП-600 (а) и принципиальная электрическая схема управления электронагревателем (б): 1 – проточный нагревательный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – термометр; 4 – запорный вентиль; 5 – изоляционная вставка трубы; 6 – насос; 7 – нагревательный бак.

Рисунок Б.27 – Башенная водонасосная установка с погружным электродвигателем (а), схема датчика уровня воды (б) и принципиальная электрическая схема управления (в):

1 – погружной электродвигатель; 2 – многоступенчатый насос; 3 - водоподъемные трубы; 4 – хомуты; 5 – скважина; 6 – кабель; 7- плита; 8 – манометр; 9 – задвижки; 10 – напорно-разводящий трубопровод; 11 – санитарно-техническое помещение; 12 – бак; 13 – водосливная труба; 14 – датчик уровня; 15 – вентиляционный клапан; 16 – люк; 17 и 18 – внешняя и внутренняя лестницы; 19 – скоба; 20 – защитный корпус; 21, 22 и 23 – электроды соответственно верхнего, нижнего и общего уровней.

Рисунок Б.28 – Проточный водонагреватель. Устройство - а и схема управления-  б: 1, 2 – цилиндрические стенки; 3 – группа ТЭНов; 4 – штуцер подачи холодной воды; 5 – штуцер крепления термодатчика; 6 – предохранительный клапан; 7 – штуцер отвода горячей воды.

Рисунок Б.29 – Саморегулируемый электродный паровой котел типа ЭКП: 1 – электроды; 2 – корпус; 3 – центральная камера; 4 – регулятор давления; 5 – вентиль; 6 – внешняя камера; 7 – поплавковый регулятор.

Рисунок Б.30 – Схема САР температуры воздуха в теплице с микроконтроллером: 1 – трубы; 2 – электроуправляемый клапан; 3 – микроконтроллер; 4 – усилитель; R_д – датчик температуры; Т – теплица; Q_в – температура воздуха в теплице; Q_т – температура нагретой воды; U_АБ – сигнал управления.

Обогрев теплицы Т обеспечивается нагретой водой, проходящей через трубы 1, температура которой Q_т зависит от соотношения горячей и подогретой воды. Это соотношение, в свою очередь, зависит от величины проходного сечения электроуправляемого клапана 2, которое однозначно определяется величиной линейного перемещения заслонки клапана. Информация о температуре в теплице обрабатывается микроконтроллером 3, на выходе которого формируется управляющий сигнал U_АБ, который после усиления усилителем 4 поступает на электроуправляемый клапан 2. За счет соответствующего изменения перемещения заслонки клапана и обеспечивается изменение температуры воды Q_т.

Автор страницы: admin