Элементы систем автоматики

Любая автоматическая система состоит из отдельных связанных между собой и выполняющих определенные функции конструктивных элементов, которые, принято называть элементами или средствами автоматики. С точки зрения функциональных задач, выполняемых элементами в системе, их можно разделить на воспринимающие, задающие, сравнивающие, преобразующие, исполнительные и корректирующие.

Воспринимающие элементы или измерительные преобразователи (датчики) измеряют управляемые величины технологических процессов и преобразовывают их из одной физической формы в другую (например, термоэлектрический термометр преобразует разность температур в термоЭДС).

Задающие элементы автоматики (элементы настройки) служат для задания требуемого значения регулируемой величины Х₀. Именно этому значению должно соответствовать ее действительное значение. Примеры задающих устройств: механические задатчики, электрические задатчики (например, резисторы с переменным сопротивлением, стабилитрон с опорным напряжением и т.д.)

Сравнивающие элементы автоматики сопоставляют заданное, значение, управляемой величины Х₀ с действительным значением X. Получаемый на выходе, сравнивающего элемента сигнал рассогласования ΔХ = Х₀ — X передается либо через усилитель, либо непосредственно на исполнительный элемент. Примером сравнивающего устройства является потенциометрический мост.

Преобразующие элементы осуществляют необходимые преобразования сигнала и его усиление в магнитных, электронных, полупроводниковых и других усилителях, когда мощность сигналов недостаточна для дальнейшего использования.

Исполнительные элементы создают управляющие воздействия на объект управления. Они изменяют количество энергии или вещества, подводимой к объекту управления или отводимой от него, для того чтобы управляемая величина соответствовала заданному значению.

Корректирующие элементы служат для улучшения качества процесса управления.

Кроме основных элементов в автоматических системах имеются и вспомогательные, к числу которых относятся переключающие устройства и элементы защиты, резисторы, конденсаторы и аппаратура сигнализации.

Реле

Реле — элемент автоматики, в котором при достижении входной величины х определенного значения выходная величина у изменяется скачком.

Часто реле используют как коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электрической или электронной схемы при изменении входных величин тока.

Виды реле

В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают: реле тока, реле напряжения, реле частоты, реле мощности

В зависимости от принципа действия различают: электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, индукционные и полупроводниковые реле.

Различают реле, работающие от постоянного тока и переменного. Устройство переменного тока срабатывает при прохождении входного сигнала определенной частоты. Реле постоянного тока могут приходить в рабочее состояние при одностороннем протекании тока (поляризованные), и при движении электричества в двух направлениях (нейтральные).

По начальному состоянию контактов выделяются реле с: нормально замкнутыми контактами, с нормально разомкнутыми контактами, с переключающимися контактами.

В настоящее время в электронике и электротехнике реле используют в основном для управления большими токами. В цепях с небольшими токами для управления чаще всего применяются транзисторы или тиристоры.

Реле до сих пор очень широко применяются в бытовой электротехнике, в особенности для автоматического включения и выключения электродвигателей (пускозащитные реле), а также в электрических схемах автомобилей.