Ознакомление с этапами проектирования и методами расчета элементов САР и САУ, с этапами расчета потенциометрических датчиков перемещений. Расчет статической характеристики индуктивных датчиков линейных перемещений. Расчет элементов гидро-, пневмосистем. Выбор и расчет измерителей параметров жидких сред

Балаковский институт техники, технологии и управления (филиал)

ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет

Факультет инженерно-строительный

ЛЕКЦИИ

по дисциплине «РЭУСУ»

специальности 220201.65-Управление и информатика в технических системах

для студентов очной формы обучения

Автор: к.т.н. доцент Рогова М.В.

2010 г.

ЛЕКЦИЯ 1.

Цель лекции – ознакомление с этапами проектирования и методами расчета элементов САР и САУ, с этапами расчета потенциометрических датчиков перемещений.

Задачи лекции

- изучить этапы проектирования и методы расчета элементов САР и САУ

- изучить этапы расчета потенциометрических датчиков перемещений

Вопросы, рассматриваемые на лекции

1. Задача проектирования. Ограничения при проектировании. Требования, предъявляемые к проектируемым элементам САР и САУ. Этапы проектирования элементов САР и САУ. Методы расчета элементов САР и САУ.

2. Выбор и расчет датчиков. Расчет потенциометрических датчиков перемещений.

Задачей расчета элементов автоматики является определение оптимальных конструктивных параметров элемента, обеспечение его соответствия заданному комплексу технических требований и условий эксплуатации. В технических требованиях должны быть указаны статические и динамические параметры, допустимые пределы измерений этих параметров, величины входных и выходных мощностей, виды и параметры дополнительных источников энергии, пределы измерения этих параметров, допустимое потребление мощности от данных источников, габаритные размеры и вес, условия эксплуатации.

Группы ограничений при проектировании:

Первая группа обусловлена условиями эксплуатации объекта (особенности применения, механические воздействия, условия окружающей среды, режимы работы, условия обслуживания).

Вторая группа – накладываемые выбранным методом проектирования: уровень подготовки разработчика, сроки проектирования, возможность лабораторного оборудования.

Третья группа – определяемые уровнем технологии и организации производства, экономическими возможностями: техническое управление производства(оборудование), уровень производственных навыков, наличие материалов и комплектующих изделий.

Требования, предъявляемые к проектируемым элементам САР и САУ:

Первая группа - функционально– технические требования - высокая разрешающая способность элемента; линейность статической характеристики; малая инерционность; минимальная инструментальная ошибка;  отсутствие внутренних шумов при работе; обеспечение необходимых мощностей на выходе; нагревостойкость отдельных частей элемента в рабочем режиме; электрическая прочность всех изоляционных частей и промежутков; механическая прочность и износостойкость отдельных частей элемента в пределах заданного срока службы; простота конструкции, малые габариты, вес, компактность; допустимое потребление мощности от используемых источников вспомогательной энергии.

Вторая группа - эксплуатационные требования – необходимость учета характера механического воздействия и режимов работы в процессе эксплуатации; простота и удобство настройки, регулировки, ремонта; малое потребление энергии; высокая надежность;

Третья группа - социальные требования безопасность производства, монтажа, эксплуатации; эстетичность конструкции

Четвертая группа - экономические требования -низкая себестоимость; низкие эксплуатационные расходы.

Пятая группа - производственно – технологические требования - технологичность конструкций; необходимость учета производственных возможностей

Шестая группа - требования к транспортировке и хранению - учет характера транспортировки; обеспечение возможности длительного срока хранения.

С точки зрения ГСП (государственная система приборов и средств автоматизации) к каждому элементу предъявляется требование стандартности параметров, которое определяет его связи с другими элементами в системе. Существует 3 вида связей: информационные (единые входные и выходные сигналы); энергетические (единые параметры источников питания); конструктивные (выбор размеров элементов).

Основные этапы проектирования:           

1 этап. Выбор принципа построения элемента и составление его принципиальной, механической или электрической схемы

2 этап. Расчет основных параметров элемента

3 этап. Расчет отклонений параметров и расчет надёжности

5 этап. Разработка конструкции элемента, включая общий вид, сборки узлов, чертежи деталей.

5 этап. Экспериментальная проверка опытных образцов. Проверка на срок службы.

Методы расчета элементов САР и  САУ:

Аналитический – применяется при расчете схем реверсивных элементов, а так же при анализе работы элемента, с целью определения оптимальных режимов работы; недостатки – использование аппроксимирующего выражения (снижение эффективности расчетов).

Номографический – номограмма представляет собой графическую интерпретацию математических формул; преимущества – простота, наглядность, оперативность; недостатки – неточность, погрешность, вызванные неточностью при построении номограмм.

Графоаналитический – применяется при расчетах простейших схем нереверсивных элементов, при больших диапазонах изменения входных и выходных сигналов.

Автоматизированный или машинный, достоинства – сокращенное время вычислений, высокая точность.