План конспект уроку.

Тема: „Елементи автоматики ”.

Мета: Навчальна: Ознайомити учнів з видами автоматичних систем, надати загальні відомості про їх практичне застосування.

         Виховна: Виховувати в учнів бережливе ставлення до побутових пристроїв та звичку завжди дотримуватися правил ТБ.

         Розвиваюча: Розвивати спостережливість, здібності до аналізу фактів навколишньої дійсності, допитливість, вміння самостійно здобувати знання.

Дидактичні матеріали: Підручник з «Основ техніки» за ред. Гушулей Й.М.,.

Об’єкт навчальної чи продуктивної праці: автоматичний вентилятор, різні види датчиків (переміщень, температури).

Тип заняття: комбінований.

.

План:

ХІД УРОКУ

1. Організаційна частина.

Перевірка присутніх.

2. Повідомлення теми уроку.

Тема: „Елементи автоматики ”.

3. Перевірка раніше вивченого матеріалу.

- Чому різьбу на кресленні зображують умовно?

- Чим відрізняється умовне зображення різьби на стержні від умовного зображення різьби в отворі?

- Для чого на стержнях і в отворі з різьбою виконуються фаски?

- Що таке межа різьби? Як її позначають на кресленні?

- Від якого діаметра слід проводити виносні ліні для позначення різьби?

4. Викладення нового матеріалу.

Керування сучасним автоматизованим виробництвом здійсню­ється автоматичним керуючим пристроєм, який складається з окремих елементів, що здійснюють автоматичне керування, конт­роль або регулювання процесу. Елементом автоматики (Е) нази­вається частина автоматичного пристрою, в якому відбуваються кількісні та якісні перетворення фізичної величини, що виконує певні функції, наприклад одержання або підсилення сигналу, вплив на керований об'єкт тощо.

Керуючий пристрій може бути прилаштований до машини або механізму, які називаються керованими об'єктами. Відповідно автоматичний керуючий пристрій і керований об'єкт утворюють автоматичну систему керування. Автоматичні системи керування класифікують залежно від ке­руючого впливу (керуючого пристрою на керуючий об'єкт) і за принципом керування.

Залежно від керуючого впливу автоматичні системи керування поділяють на стабілізуючу, програмну і слідкуючу.

Стабілізуюча автоматична система довгий час підтримує керо­вану величину постійною. Наприклад, підтримування на заданому значенні температури в нагрівній камері, рівня рідини в резервуа­рі та інших фізичних параметрів.

Програмна автоматична система змінює керовану величину відповідно до раніше заданої послідовності змін у часі. Напри­клад, зміна температури і вологості повітря в сушильній камері відповідно до заданих режимів сушіння. Програма може задава­тись годинниковим механізмом, перфорованими стрічками і карта­ми та іншими засобами.

Слідкуюча автоматична система змінює керовану величину за­лежно від значення системи. Така система має здатність слідкува­ти за змінами, які відбуваються в якому-небудь процесі. Напри­клад, зміна кількості різальних інструментів, діаметра колоди під час її розпилювання та інших факторів.

За принципом керування системи поділяють на розімкнені і замкнені.

У автоматичної системи з розімкненим колом впливу вхідним є тільки вплив керуючого пристрою, який визначений раніше і не залежить від стану керованого об'єкта. Наприклад, у автоматичного вентилятора для створення через певні проміжки часу примусової циркуляції повітря первинною інформацією служать дані про тривалість періодів роботи венти­лятора і пауз між цими періодами. Керуючим блоком є годинни­ковий механізм, а пускові пристрої електродвигуна виконують роль виконавчого блока. Сам вентилятор з електродвигуном є керованим об'єктом.

Автоматична система із замкненим колом впливу на відміну від системи з розімкненим колом впливу вклю­чає в себе і сприймальний блок, який здійснює збір і передачу ін­формації про фактичну величину керованого параметра. Саме ста­білізуюча і слідкуюча автоматичні системи працюють за принци­пом системи із замкненим колом впливу.

Системи автоматичного керування дуже різноманітні як за призначенням, так і за складністю. Вони застосовуються не тільки для керування механізмами, верстатами та іншими об'єктами, а й для контролю за якістю обробки деталей і їх сортування, сигналі­зацією і захистом.

Тепер автомати широко використовують не тільки на вироб­ництві, а й у нашому повсякденному житті. Автомати для продажу газованої води, автоматичні лічильники електричної енергії і прой­деної автомобілем відстані, терморегулятори праски і холодильни­ка, автоматичні міжпланетні станції тощо. Але як би не відрізня­лись за конструкцією автоматичні пристрої один від одного, в кож­ному з них можна виділити три основні частини, які виконують свої конкретні функції: первинні, проміжні і кінцеві.

Первинна група складається із задавальних і сприймаль­них елементів, які служать для одержання первинної інформації. Прикладом первинного елемента автоматики може бути термометр. Кінцева група складається з виконавчих елементів (при­ладів, механізмів), які сприяють кінцевому впливу на керований об'єкт. Проміжну групу складають підсилювальні і перетворю­вальні елементи (підсилювачі, перетворювачі, реле). Проміжними називаються вони тому, що здійснюють зв'язок між первинними і кінцевими елементами.

Задавальний пристрій, або задатчик, задає програму, яку по­винна виконувати автоматична система. За допомогою задатчика настроюють автоматичну систему на певний режим роботи або встановлюють порядок впливу на керований об'єкт чи процес.

Сприймальний пристрій сприймає ззовні зміну величини, на яку він призначений реагувати.

За характером роботи сприймальні пристрої поділяються на датчики і сприймальні механізми.

Датчиком називають первинний елемент автоматики, який перетворює вимірювану величину у вихідний сигнал, зручний для дальшої передачі і перетворення. Прикладом датчика може бути термопара. Принцип її дії ґрунтується на такому явищі. Якщо у місці з'єднання два різнорідні провідники мають різну температу­ру, то в колі виникає термоелектрорушійна сила, величина якої залежить від матеріалу провідників і пропорційна різниці темпера­тур. Термоелектрорушійну силу вимірюють мілівольтметром або потенціометром.

Сприймальним механізмом називають такий пристрій, який при зміні регулювального параметра не тільки виробляє сигнал, а й включає або переключає виконавчі органи. До таких механізмів відносяться золотники, крани керування і запобіжні клапани.

Датчики ділять на командні і вимірювальні. Командний, або пусковий датчик подає команду на включення або виключення механізмів.

Із командних у верстатних лініях найчастіше використовують шляхові електричні датчики контактного типу, які при­значені для увімкнення і вимкнення електродвигуна в той момент, коли рухома частина верстата або оброблювана деталь досягає заданого положення. Шляхові датчики бувають із замикальними, розмикальними і перемикальними контактами. В замикальному датчику під час натискування рухомої частини вер­стата на шток  рухомі контакти  опускаються і замикають не­рухомі контакти. Якщо натискування на шток припинити, рухомі контакти під дією пружини повернуться у вихідне положення. У розмикальному датчику під час натискування на шток замкнені контакти розмикаються. У переключальному датчику під час натискування на шток одне елект­ричне коло розмикається, а друге замикається (одночасно здійснюється демонстрація вказаних датчиків, їх будови).

Шляхові електричні датчики контактного типу називають шля­ховими вимикачами і перемикачами. Шляховий вимикач, який здійснює перемикання тільки в певних кінцевих точках шляху, на­зивається кінцевим. Ці датчики застосовують у системах шляхово­го керування. При цьому упори, які є задатчиками, закріпляють на рухомих частинах верстатів, а датчики — на нерухомих. Коли упор натисне на датчик, останній, щоб змінити напрям подачі або зупи­нити верстат, подає команду.

Вимірювальний, або розмірний, датчик призначений для вимі­рювання деталі, температури та ін.

До вимірювальних відносяться контактні датчики розмірів, датчики для вимірювання температури, рівня рідини.

Прикладом температурних датчиків може бути електрокон­тактний датчик температури. Один із контактів датчика введений у ртутний стовпчик термометра на рівні С₀, який повинен бути нижчим від найменшої контролюючої температури. Рівні С₁ і С₂ відповідають вимірюваній величині. З підвищенням температури до контролюючого рівня С₁ ртуть, однією із властивостей якої є електропровідність, нагріваючись, розширюється і замикає верхній контакт. При цьому утворюється електричне коло і загоряється сигнальна лампочка, яка сигна­лізує про температуру об'єкта.

Серед вимірювальних датчиків рівня розрізняють поплавцевий датчик рівня рідини, який застосовують для контролю і регулювання рівня рідких тіл. У датчику поплавець установ­люють на необхідну висоту Н. Під час збільшення рівня рідини рухомий контакт замикається з нерухомим контактом, у результаті чого утворюється електричне коло, в якому загоряється лампочка. Про зменшення рівня рідини сигналізує лампочка.

Зустрічаються і дуже незвичайні датчики. Японські інженери, наприклад, пропонують забезпечити телевізор приставкою, яка бу­де турбуватися про здоров'я телеглядача. Як тільки він сяде дуже близько до екрана, спрацює електрозвуковий датчик і загориться сигнальна лампочка. Якщо і це не допоможе, на екрані з'являться перешкоди, а потім телевізор взагалі вимкнеться.

5. Закріплення одержаних знань.

1. Що таке датчик, сприймальний механізм?

2. Назвіть види і застосування командних датчиків.

3. Поясніть будову і принцип дії вимірювальних датчиків температури і рівня рідини.

4. Назвіть основні частини автоматичної системи керування.

5. Розкрийте суть стабілізуючої, програмної і слідкуючої автоматичних систем.

6. У чому відмінність систем із розімкненим і замкненим колом впливу?

6. Практична робота

Вивчення автоматичних систем керування

Мета. Ознайомитись із будовою і принципом дії найпростішого пристрою автоматичного керування.

Обладнання. Макет автоматичного регулятора температури рідини.

Загальні відомості. Регулятор температури рідини здійснює підігрівання і підтримує температуру рідини за допомогою бойлера, від якого гаряча вода надходить у систему підігрівання. Термометр і підсилювально-регулювальний пристрій  вмикають або вимикають бойлер. Вхідний сигнал регулятора подається до магнітного пускача колонки. Колонка керує вентилем подачі пари у змійовик бойлера.

Послідовність виконання роботи.

1. Виділити окремі елементи автоматичного пристрою та керо­ваний об'єкт.

2. Розкрити принцип дії автоматичного регулятора темпера­тури рідини.

3. Визначити, до якого типу автоматичних систем відноситься даний  регулятор температури рідини залежно від керуючого впливу — стабілізуюча, програмна чи слідкуюча. Чому?

4. Визначити, до якого типу автоматичних систем відноситься регулятор температури рідини залежно від принципу керування — з розімкненим чи замкненим колом впливу. Чому?

7. Підведення підсумків.

Як ви помітили на даний момент існує дуже багато автоматичних систем з різними сферами застосування. Але принципи їх побудови одні і ті ж. І зараз вони не просто полегшують буття людини, а й рятують її майно, навіть життя. 

8. Домашнє завдання.

На наступний урок вивчити конспект, опрацювати матеріал по підручнику та дати відповіді на питання в кінці розділу (ст..116-123).

Записвти на дошці

Записати у зошит

Записати у зошит

Записати у зошит

Записати у зошит