Основы механики автоматических устройств

Автоматические устройства

Автоматические устройства делятся на:

1. Механические устройства.
2. Автоматы.
3. Термоэлектрические устройства.
4. Электромеханические устройства.

В настоящее время используется большое количество автоматических систем, которые представляют собой совокупность разнообразных автоматических устройств. Автоматические системы классифицируются по следующим признакам:

1. Назначение.
2. Способ формирования сигналов.
3. Характер изменения управляющих воздействий.
4. Способ математического описания.
5. Вид контролируемых изменений свойств.
6. Род используемой энергии.

К главным задачам, которые решают автоматические устройства, относятся пуск и остановка, блокировка и защита, контроль, сигнализация, управление. Устройства сигнализации применяются для оповещения обслуживающего персонала о состоянии технологического процесса.

Устройствами контроля осуществляется контроль параметров и величин, характеризующих протекание процесса или работу технологического оборудования. Устройства блокировки и защиты предназначены для предотвращения возникновения аварийных ситуаций. Устройствами пуска и остановки обеспечивается включение, установка, реверс разнообразного оборудования в соответствии с заданной программой. Устройства управления используются для управления работой технологического оборудования или протеканием технологического процесса без непосредственного участия человека. Современные автоматические устройства могут контролировать различные параметры, а при нарушении процесса протекания технологического процесса или перегрузки в работе технологического оборудования они подают соответствующий световой или звуковой сигнал.

Механика автоматических устройств

Основными принципами механики, в том числе автоматических устройств, являются законы Ньютона. Согласно первому закону тело находится в покое или движется прямолинейно и равномерно, при условии, что на него не действуют силы. Вторым законом описывается взаимодействие силы и массы тела, а в третьем утверждается, что любое действие сопровождается противодействием со стороны другого тела. Для решения задач механики используются понятия импульса и энергии. Импульс характеризует движение тела и равняется произведению массы на скорость. Энергия представляет собой способность объекта выполнять работу и существует в различных формах: кинетическая, потенциальная и механическая. Кинетическая энергия зависит от скорости тела, а потенциальная энергия зависит от положения объекта в поле действия сил. Механическая энергия является суммой потенциальной и кинетической энергий.

Автомат представляет собой механическое устройство, выполняющее заданные операции без участия человека. Например, автомат способен сортировать предметы по форме, размеру и цвету. Главной составляющей автомата является контроллер, компьютерная программа, которая контролирует работу всего автоматического устройства. При помощи датчиков и прочих устройств, контроллер получает данные, касающиеся текущего состояния устройства, а затем принимает решение о дальнейших действиях. Второй важной составляющей автоматического устройства является механизм выполнения, представляющий собой механизм, который выполняет действия. механизм выполнения может быть различным - от гидравлического цилиндра до сервомотора. В общем случае автоматическое устройство состоит из трех основных элементов – контроллера, механизма выполнения и разнообразных датчиков. После того, как контроллер получит сигнал от датчика, им принимается решение о дальнейших действиях и посылается сигнал механизму выполнения. Данный механизм выполняет необходимое действие, а затем отправляет сигнал обратно контроллеру о том, что операция выполнена. Благодаря автоматическим устройствам можно значительно ускорить процесс производства, увеличить его точность, а также снизить количество ошибок, которые допускаются при выполнении заданий.