- •Оглавление Введение
- •8.1. Общие сведения 2
- •14.1. Общие сведения
- •Введение
- •Раздел I элементы автоматики и телемеханики
- •Глава 1. Свойства элементов автоматики, телемеханики и связи
- •1.1. Общие сведения о системах автоматики и телемеханики
- •1.2. Классификация элементов
- •1.3. Характеристики элементов
- •1.4. Датчики
- •1.5. Исполнительные элементы
- •Глава 2. Электрические реле
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Классификация реле
- •2.3. Основные параметры реле
- •2.4. Эксплуатационно-технические требования к реле
- •2.5. Реле железнодорожной автоматики
- •Глава 3. Контактная система электрических реле
- •3.1. Требования к контактам
- •3.2. Виды и конструкция контактов
- •3.3. Замкнутое состояние контактов
- •3.4. Размыкание контактов
- •3.5. Способы искрогашения
- •3.6. Герметизированные контакты
- •Глава 4. Электромагнитные нейтральные реле постоянного ток а
- •4.1. Механическая характеристика реле
- •4.2. Особенности магнитной цепи реле
- •4.3. Тяговая характеристика реле
- •Сила притяжения электромагнита
- •4.4. Растет магнитодвижущей силы электромагнита реле
- •4.5. Нейтральные реле железнодорожной автоматики и связи
- •Глава 5. Переходные процессы в электромагнитных реле постоянного тока
- •5.1. Переходные процессы
- •5.2. Способы замедления и ускорения работы реле
- •Полная проводимость гильзы
- •5.3. Временные диаграммы работы реле
- •6.1. Виды реле
- •6.2. Однополярное реле пл
- •6.3. Комбинированное реле
- •6.4. Временная диаграмма работы поляризованного реле
- •Глава 7. Реле переменного тока
- •7.1. Реле с выпрямителями
- •7.2. Реле непосредственного действия
- •7.3. Индукционные двухэлементные реле
- •Глава 8. Реле зарубежных фирм
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Реле постоянного тока
- •Глава 9. Бесkohtaktkныe реле
- •9.1. Сравнительная характеристика контактных и бесконтактных реле
- •9.2. Бесконтактное магнитное реле
- •9.3. Магнитные элементы с прямоугольной петлей гистерезиса
- •9.4. Элементы релейного действия на негатронах
- •9.5. Элементы релейного действия на оптронах
1.2. Классификация элементов
Элементом автоматики называется простейшее автоматическое устройство, которое преобразует входной сигнал х в выходной сигнал у. Число входов и выходов может быть больше.
Преобразование сигналов может быть количественным, качественным или информационным. При количественном преобразовании сигналы х и у имеют одинаковую размерность, но отличаются по параметрам (амплитуда, частота, фаза и т. п.). К элементам, осуществляющим количественное преобразование, относятся усилители, трансформаторы, стабилизаторы и др. При качественном преобразовании преобразуется род энергии и сигналы х и у имеют различную размерность. Такое преобразование выполняют датчики, двигатели, генераторы и др.
Информационно преобразование происходит тогда, когда на выходе элемента отражается некоторая информация о состоянии его входов. Такое преобразование могут осуществлять логические элементы. Элемент (рис. 1.6), построенный на двух диодах и резисторе, реализует логическую функцию ИЛИ. На выходе у отрицательный потенциал появляется только тогда, когда имеется отрицательный потенциал на входе х1 или на входе х2, т. е. нажата кнопка x1 или х2.
Рис. 1.6. Схема логического элемента ИЛИ
В зависимости от характера функциональной связи yf(x) различают элементы непрерывного и дискретного действия. В элементах непрерывного действия при непрерывном изменении входного сигнала х непрерывно изменяется выходной сигнал у (рис. 1.7, а). Некоторые элементы обладают свойством гистерезиса, когда значения у при увеличении и уменьшении х не совпадают (рис. 1.7, б). В элементах дискретного действия при непрерывном изменении сигнала л: наблюдается скачкообразное изменение выходного сигнала (рис. 1.7, в). При этом непрерывному изменению х в определенных пределах соответствует неизменное (или почти неизменное) значение у.
Рис. 1.7. Функциональные связи
Таким образом, множество состояний таких элементов является дискретным и их называют также многоустойчивыми. Наибольшее распространение имеют элементы с двумя устойчивыми состояниями (рис. 1.7, г). Зависимость yf(x) (рис. 1.7, г) обладает свойством гистерезиса и называется релейной. Частным случаем этой зависимости является релейная зависимость с памятью (рис. 1.7, д). В этом случае при снятии входного сигнала (х = 0) элемент запоминает свое предшествующее состояние.
В зависимости от выполняемых функций в структуре САУ (см. рис. 1.2) элементы подразделяют на начальные (измерительные), промежуточные (управляющие) и конечные (исполнительные).
Измерительные элементы, расположенные на входах автоматической системы, составляют основную массу элементов, из которых строится устройство предварительной обработки информации и измерительное устройство (блоки 1 и 7). Это всевозможные датчики, реагирующие на изменения внешних и внутренних параметров. Например, в системах железнодорожной автоматики применяют датчики свободности участков пути от подвижного состава, датчики контроля исправности ламп светофоров, положения стрелок и др.
Управляющие элементы, обычно составляющие основную массу элементов САУ, получают сигналы от измерительных элементов и реализуют алгоритм функционирования данной системы. Управляющие элементы усиливают и преобразовывают сигналы, реализуют память, осуществляют логические зависимости и вычисления, воздействуют на исполнительные элементы. Из них строят программное устройство, устройство формирования команд управления и усилительно-преобразовательное устройство (блоки 2, 3 и 4).
Исполнительные элементы, образующие блок 5 в структуре САУ, воздействуют на управляемые объекты. К ним относятся электрические, пневматические и гидравлические приводы, различные клапаны, электромагнитные механизмы и др.
Элементы автоматики, выполняющие одинаковые функции, могут быть реализованы с использованием различных видов энергии. Наибольшее распространение получили электрические элементы - электромагнитные, электродинамические, электронные, полупроводниковые, магнитные и др. Применяют также гидравлические, пневматические, акустические, оптические и тепловые элементы.