- mavzu: Avtomatlashtirish haqida umumiy tushuncha

|
- mavzu: Avtomatlashtirish haqida umumiy tushuncha
|
bet | 4/64 | Sana | 21.09.2024 | Hajmi | 6,71 Mb. | | #271854 |
Bog'liq robototexnika ma\'ruza matni toyyorlash2- mavzu: Avtomatlashtirish haqida umumiy tushuncha
Reja:
1. Umumiy ma’lumotlar. Meterologiya elementlari.
2. Sezuvchi elementlar.
3. Signal kuchaytiruvchi elementlar.
4. Ijrochi elementlar.
5. Boshqarish elementlar.
Inson eng avval og’ir jismoniy mehnat turlari (energiya va haraktlantiruvchi kuch manbai vazifasini bajarish)dan ozod bo’lishga erishgan. Bu o’rinda u tabiiy energiya manbalaridan (suv,shamol va b) foydalangan. Keyinchalik bug’ va elektr mashinalarini yaratilishi va ularning ishlab chiqarishda qo’llanilishi bilan bog’liq Bo’lgan fan va texnika taraqqiyotining birinchi bosqichi ishlab chiqarish jarayonlarini mexanizasiyalash fazasi boshlandi.
Sanoatda qo’llanilishi mumkin bo’lgan eng birinchi texnik vosita rus mexanigi I.I. Polzunov tomonidan (1765 yil) yaratilgan. Bu qurilma bug’ mashinasining bug’ qozonidagi suv sathi balandligini bir me’yorda odam ishtirokisiz saqlab turishga mo’ljallangan qurilma edi.
1784 yilda ingliz mexanigi J. Uatt ikkinchi masalani hal qildi. Bug’ mashinasining aylanish tezligini rostlay oladigan avtomatik qurilma regulyatorini yaratdi. Bu ikki texnik qurilma yordamida o’sha paytdagi texnologik mashinalarni ishonchli o’zgarmas tezlikda ishlashi birmuncha ta’minlangan edi. Texnologik jarayonlarni harorat, bosim, modda sarfi va sath kabi parametrlarga ko’ra boshqarish, ko’pincha, talab etilgan sifatdagi maxsulotlar olishga kafolat bera olmadi. Ko’pgina hollarda ishlab chiqariladigan maxsulotlarning tarkibi va fizik xossalarini avtomatik tarzda nazorat qilish zarurati tug’iladi. Texnologik jarayonlar davomida qayta ishlanayotgan moddalarning tarkibi va ularning fizik xossalari o’zgaradi, bu parametrlarni nazorat qilish texnologik jarayonlarni borishi to’g’risida bevosita fikr yuritishga imkon beradi, chunki ular ishlab chiqarilayotgan moddalarning tarkibini fizik xossalarini nazorat qilish asosiy masalalardan biridir. Shu munosabat bilan keying yillarda analitik asbobsozlikning jadal rivojlanishi sodir bo’lmoqda.
Moddalarning tarkibi va fizik kimyoviy xossalari haqidagi axborotini olish uchun
Qo’llaniladigan o’lchash vositalarini analizatorlar deb atash qabul qilingan.
Avtomatik analizatorlar tahlil qilinayotgan muhitning tarkibini emas, balki aniq fizik parametrni o’lchaydi, uning o’zgarishi bu muhitda aniqlanayotgan komponentlarning miqdoriy sifatiy50 o’zgarishlarini ifodalaydi.
Turli xil belgilar bo’yicha analitik o’lchash vositalarini tavsiflash ancha qiyin. O’lchash vositalari tahlil uslubi, tahlil qilinayotgan muhitning xossalari, komponentlar soni, ijro etishi, chiqish signali, axborotni berish uslubi va hokazolar bo’yicha tavsiflanishi mumkin.
Gazlarni avtomatik analiz qilish uchun quyidagi usullar qo’llaniladi: namunani oldindan o’zgartirmasdan termokonduktometrik, termomagnit, adsorbsion, optik (infraqizil va UB nur yutiladigan), pnevmatik usullar: namuna oldindan o’zgartiriladigan usullar elektrokimyoviy,termokimyoviy, fotokolorimetrik, alanga ionlashuv, aerozol ionlashuv, xromotografik,massaspektrometrik usullar.
Suyuq muhitlarnin tarkibini va fizik xossalarini avtomatik nazorat qilishda anoatda sinovmoddasini dastlabki o’zgartirishsiz tahlil qilish uslubi keng tarqaldi: konduktometrik, potensiometrik, poliografik, dielkometrik, optik (refroktometrik, polyarizasion, turbodimetrik, nefilometrik) to’yingan bug’ bosimlari bo’yicha, radio izotopli, mexanik (zichlik), kinematik (qovushqoqlik) va boshqalar hamda sinov moddasini dastlabki o’zgartirish bilan titrometrik.
Namlik miqdorini o’lchash vositalari alohida guruhga ajratiladi. Mexanik parametrlarni (o’lchamlarni, siljishlarini, kuchlarni, tezliklarni va h.) nazorat qilish asboblarini turli texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda keng qo’llanilmoqda. Bunda qalinlikni, chiziqli va burchakli siljishlarni, burchak tezliklarni (mashina va mexanizmlarning aylanishlar sonini), kuchlanishlarni deformasiyalarni, tebranishlarni va b.larni o’lchash talab qilinadi. Chiqindi o’lchamlarning o’lchashning elektr usullarini kichik o’lchamlarini o’lchash usullariga ajratish mumkin.
Mexanik harakatning asosiy parametrlari siljish, tezlik va tezlanish o’zaro oddiy differensial bog’lanishlar bilan bog’langanligi ma’lum. harakat paramertlarining bu xossasi ularning o’lchash asboblarini yasashda foydalaniladi. Harakat arametrlarini o’lchash usullari ikki asosiy guruhga bolinadi: birinchi guruhga harakatdagi ob’ekt bilan harakatsiz deb qabul qilingan sistema o’rtasidagi bevosita kontaktni amalga oshirishga asoslangan usullar kiradi.
Tezliklarni va tezlanishlarning o’lchov asboblar velosimetr va aksilometr deyiladi. Vibrasion sidjishlarni o’lchovchi asboblar vibriometr deyiladi. Kuch, bosim va aylanuvchi momentlarni elektrik o’lchash o’sullari bir-biriga ancha o’xshash va ikki xil turga ajralishi mumkin: tabiiy kattaligi o’lchanayotgan kattalikning o’zi bilan o’zgartirgichlardan foydalanishga asoslangan usullar va o’lchanayotgan kuchlarning ta‟sirida bo’ladigan elastik elementlarning materialidagi mexanik
kuchlanishlarni o’lchashga asoslangan usullar. Mexanik parametrlarni nazorat qilish uchun elektrik o’zgartirgichlar ishlash prinsipiga ko’ra potensiometrik, tenzometrik, sig’imli, induktiv va boshqa turdagi datchiklarga bo’linadi. Shularning ayrimlari bilan tanishib chiqamiz.
2. Sezuvchi elementlar
Avtomatikaning asosiy elementlaridan biri sezuvchi element bilan tanishamiz.
Sezuvchi element (datchik) harorati o’lchash, bosimni o’lchash, namlikni o’lchash kabi elementlar kiradi.
Haroratni o’lchash. harorat molekulalar xaotik harakati o’rtacha kinetik energiyasining o’lchovi bo’lib, jism yoki ob’ektning issiqlik holatini ko’rsatuvchi parametr hisoblanadi. Jismlar molekulalarning kinetik energiyasi va shuningdek, haroratini o’zgarishi ularda hajm o’zgarishiga va ularning bir holatdan ikkinchi (qattiq, suyuq va gaz) holatga o’tishiga sabab bo’ladi. Shu boisdan jismlarning xaroratini o’lchash uchun kerak bo’ladigan o’lchov birligi va o’lchash shkalasini yasashda ularning issiqlik holatlarini o’zgarish nuqtalarida mavjud bo’ladigan haroratlar miqdoridan foydalaniladi.
Hozirgi vaqtda ikki xil o’lchov shkalalari mavjud:
1. Selsiy shkalasi
2. Kelvin termodinamik shkalasi.
Selsiy shkalasida haroratning o’lchov birligini topish uchun suvning uch holati muzlash, qaynash, bug’lanish nuqtalari orasidagi harorat miqdori 100 bo’lakka bo’linadi. Agar suvning muzlash nuqtasi t1=0, qaynash nuqtasi t2=100º va p=100 deb qabul qilinsa haroratning Selsiy shkalasidagi o’lchov birligi (100-0)/100=1ºS bo’ladi.
Ikkinchi shkala absolyut haroratlar shkalasini joriy etgan ingliz olimi Kelvin nomi bilan yuritiladi. Absolyut harorat Gey Lyussak qonuni V=V0(1+alfa 00)ga muvofiq temperaturaning boshlang’ich nuqtasi absolyut nol haroratning bo’lishiga asoslangan. Haroratni o’lchash uchun termometrik jismlarning temperatura o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan fizik xususiyatlarining o’zgarishidan foydalaniladi. Buning uchun termometrik jismlar, ya‟ni termometr yasash uchun ishlatiladigan jismlarning xususiyatlari xar taraflama o’rganiladi. Biror jismning temperaturasini
o’lchash lozim bo’lsa, termometrik modda (simobli termometr) haroratini o’lchashi kerak bo’lgan jismga tekkiziladi yoki haroratni o’lchashi lozim bo’lgan muhitga kiritiladi. Natijada bu ikki jism o’rtasida harorat muvozanati vujudga keladi. Jismning haroratini harorat o’lchash asbobining ko’rsatishiga muvofiq aniqlanadi. Haroratning o’lchaydigan asboblarning turi va ularning o’lchash chegaralari quyidagi jadvalda keltirilgan.
Kengayish termometrlari. Kengayish termometrlarining o’lchash prinsiplari termometrik moddalar suyuq, bimetall va metall sterjenlarning hajmiy chiziqli kengayishi ular kiritilgan muhit temperaturasining o’zgarishiga mutanosib bulishiga asoslanadi.
Simobli texnik termometrlar. Suyuq termometrik moddalar sifatida simob, kerosin, etil spirt, toluol va boshqalar ishlatiladi. Simobli termometrlar, simobli to’ldirilgan shisha ballon va u bilan tutashtirilgan shisha naychadan iborat: simobli shisha ballon temperaturasi o’lchanadigan muhitga kiritilsa, undagi simob hajmi muhit temperaturasiga muvofiq o’zgaradi, ya‟ni simob sathi shisha trubka bo’yicha yuqoriga yoki pastga siljiydi. Bu siljish Selsiy shkalasi bo’yicha muhit haroratining
o’zgarishini ko’rsatadi.
Simobli termometr davlat standartiga muvofiq temperaturaning -25ºS dan +500ºS gacha o’lchashi mumkin (1-jadval).
Suyuqlik termometrlar. Texnologik jarayon davomida haroratni nazorat qilib turish
termosignalizasiya, haroratni avtomatik rostlash sistemalarini tuzish uchun o’llaniladi.
Suyuq moddali termometrlarning asosiy kamchiligi shisha idishining sinishi bilan bog’liq bo’ladi. Buning oldini olish uchun bu termometrlar metall qin (gilza) ichiga o’rnatiladi. Termometrik suyuqlik bilan issiqligi o’lchanadigan muhit orasidagi kontaktni yaxshilash uchun gilzaning shisha ballonga tegishli qismi issiqlikni yaxshi o’tkazuvchi moddalar bilan to’ldiriladi. Temperatura 200ºC gacha o’lchansa, gilzaning pastki qismi mashina moyi bilan, o’lchanadigan temperatura 300ºC gacha bo’lsa, simob bilan termometrlarning o’lchov aniqligi uncha yuqori bo’lmaydi.
Bu termometrlarning simob bilan platinali kontaktlari orasidagi uzilish toki 0.5 mA bo’lganligi sababli bu tok juda kichik rele kuchaytirgichlar yordamida kuchaytiriladi. Bu o’rinda ishlatiladigan tranzistorlar signal kuchaytiruvchi relening prinsipial sxemasi 1-rasmda ko’rsatilgan. Unda termometrdan chiquvchi signal tranzistorning bazasiga kontakt TR orqali olinadi.
Haroratni o’lchaydigan asboblar va ularning o’lchash chegarali.
O’lchash asboblari
|
O’lchov chegaralari ºC
|
Kengayish termometrlari:
1. Simobli texnik termometr
2. Organik suyuqlik (spirt) termometr
3. Manometrik termometrlar (gazli termometrlar).
|
-25…+500
-200…+65
-60…+700
-200…+650
-50…+180
|
Elektr qarshilik termometrlari:
1. Platinadan yasalgan termometr
2. Misdan yasalgan termometr
Termoparalar.
1. Platinarodiy platina
2. Xromel alyumel
3. Xromel kopel
Nurlanish termometrlari:
1. Optik termometrlar
2. Fitoelektrik termometrlar
3. Radiasion termometrlar.
|
-20…+1300
-50…+1000
-50…+600
-800…+6000
-600…+2000
-20…+3000
|
3. Signal kuchaytiruvchi elementlar
Kirish signalini bir necha o’n va yuz marta kuchaytirish uchun xizmat qiluvchi element signal kuchaytirgich deb ataladi. Qurilmaga kiruvchi va undan chiquvchi signallarning fizik tabiati o’zgarmaydi. Bunday element vositasida kirish signali quvvatini kuchaytirish tashqi energiya manbaini talab etadi. Bu signal kuchaytirgichlar elementlarini avtomatik sistemalarni qo’llashning asosiy sababi
datchiklardan olinadigan chiqish signallarining juda zaifligidir. Sezgichlarning chiqish signali avtomatik sistemalardagi ijrochi elementlarni ishga tushira olmaydi.
Signal kuchaytirgich tashqi energiya manbaining turiga qarab elektrik, pnevmatik, gidravlik va boshqa tiplarga bo’linadi. Bunday kuchaytirgichlar statik xarakteristikasi va kuchaytirish koeffisientlari bilan bir-biridan farq qiladi.
Kuchaytirish koeffisienti va tashqi energiya manbaining quvvati kuchaytirgichlarni
xarakterlovchi asosiy parametrlar hisoblanadi.
Kuchaytirish koeffisienti quyidagicha ifodalanadi:
K=Xch / Xk
Bunda
Xch – kuchaytirgichning chiqishdagi signal,
Xk – kirishdagi signal.
Elektrik signal kuchaytirgichlarning kuchaytirish koeffisienti signalning quvvati R, toki 1 yoki kuchlanish orqali ifodalanishi mumkin, ular mos ravishda quvvat bo’yicha kuchaytirish koeffisienti, tok bo’yicha kuchaytirish koeffisienti va kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffisienti deb ataladi.
Signal kuchaytirgich elementlariga quyidagi talablar qo’yiladi:
1. Kuchaytirgichning chiquvchi signali ijrochi elementni ishga tushirish uchun etarli.
2. Sezgirligi yuqori.
3. Inersionligi kam.
4. Xarakteristikasi to’g’ri chiziqqa yaqin bo’lishi kerak.
Pnevmatik va gidravlik signal kuchaytirgichlar tuzilishi va ishlash prinsipi jihatidan bir xil bo’lib, chiqish signalining quvvati katta bo’lgani uchun ular ijrochi elementlarga bevosita ta’sir qila oladi va ko’pincha ijrochi elementlar bir korpusda tayyorlanadi.
Yuqori bosimli havo bosim tushirgich drosseldan o’tib kamerada pastroqbosimda aylanadi.
To’siqqa ta‟sir qiluvchi signal Xk bo’lmasa, naycha ochiq bo’ladi, bosim atmosferaga chiqib ketada.
Shunda kamera ichidagi bosim atmosfera bosimiga teng bo’lib qolishi ham mumkin.
Kirish signali Xk ning to’siqqa ta’siri natijasida to’siq naychani berkita boshlaydi, shunda havo bosimi boshqarish kanali orqali ijrochi mexanizm kamerasiga o’tadi va undagi porshendagi prujinaning kuchini yengib, porshen shtogini kuch bilan suradi.
4. Ijrochi elementlar
Texnologik ob‟ektdagi rostlovchi va boshqaruvchi organlar: tutqichlar, qopqoqlar, jo’mraklar, aylanuvchi yopqichlar, to’siqlar va boshqalarni berilgan boshqarish qonuniga muvofiq yurgizish uchun xizmat qiladigan mashina va mexanizmlar ijrochi elementlar deb ataladi. Ijrochi elementlar boshqaruvchi signallarni mexanik xarakatga aylanish yoki surilishga aylantiradi. Manba energiyasining turiga ko’ra ular elektrik, pnevmatik va gidravlik ijrochi elementlarga bo’linadi.
Ijrochi elementlarga asosan quyidagi talab qo’yiladi: yuqori ishonchlilik, boshqaruvchi signalning yuqori aniqlikda ishlashi, ishga tushish tezligini yuqoriligi, FIK yuqori bo’lishi, narxining arzonligi, geometrik o’lchamlari va massasining kichikligi va boshqalar.
Elektr ijrochi elementlar. Elektr ijrochi elementlar tok, kuchlanishning miqdoriy o’zgarishini va elektr signali fazaning o’zgarishini buzilishi, surilishi va aylanishi kabi mexanik harakatlarga aylantiradi. Ijrochi elektr yuritmalar sifatida kichik quvvatli o’zgaruvchan yoki o’zgarmas tok dvigatellaridan foydalaniladi.
5. Rostlovchi elementlar
Texnik jarayonlarda insonning ishtirok etishiga ko’ra avtomatlashtirishni quyidagilarga ajratishmumkin:
Avtomatik nazorat, avtomatik rostlash va avtomatik boshqarish.
Avtomatik boshqarish texnologik jarayon haqida operativ ma‟lumotlarni avtomatik ravishda qabul qilish va uni qayta ishlash uchun kerakli bo’lgan sharoitlarni ta‟minlaydi.
Avtomatik rostlash texnologik jarayonlarning tezligi parmetralarini avtomatik rostlovchi asboblar yordamida talab qilingan sathda saqlanishini nazarda tutadi. Bu holda inson ARS to’g’ri ishlashini nazorat qiladi.
Avtomatik boshqarish texnologik operasiyalarni belgilangan mutassilligini avtomatik ravishda bajarilishini va boshqarish ob‟ektiga nisbatan bo’ladigan ta‟sirlarni muayyan mutassiligini ishlab chiqishdan iborat. Avtomatlashtirish texnologik jarayonlarni odam ishtirokisiz boshqaradigan texnik vositalarni
joriy etish demakdir. Avtomatlashtirish ishlab chiqarish jarayonida odam ishtirok etmagan sanoatning yangi bosqichi bo’lib, bunda texnologik va ishlab chiqarish jarayonlarini boshqarish funksiyasini avtomatik qurilmalar bajaradi. Avtomatlashtirishni joriy etish ishlab chiqarishning asosiy texnik iqtisodiy ko’rsatkichlarini yaxshilanishiga, ya‟ni ishlab chiqarilayotgan mahsulot miqdori va sifatini oshishi va tan narxining kamayishiga olib keladi.
Zamonaviy ishlab chiqarish jarayonlarining ko’pchiligi to’liq vtomatlashtirilganligi bilan xarakterlanadi. Avtomatlashtirish barcha uskunalarning avariyasiz ishlashini ta‟minlaydi, baxtsiz hodisalarning va atrof muhitni zaharlanishini oldini oladi. Shuningdek, farmasevtika, kimyo va oziq ovqat sanoatlarida yong’in chiqish xavfi ko’pligi ham texnologik jarayonlarning maksimal darajada avtomatlashtirishni taqozo etadi.
Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirilishi hozirgi vaqtda uch davrga bo’linadi.
Birinchi davr ayrim texnologik jarayonlarning avtomatlashtirish bilan xarakterlanadi. Jarayonning ayrim parametralari avtomatlashtirilgan agregat yaqiniga o’rnatilgan yirik gabaretli asboblarning ko’rsatishiga muvofiq avtomatik ravishda rostlanadi. Bunda asboblarni mashina va apparatlar yaqiniga joylashtirish deyarli qiyinchilik tug’dirmaydi. Avtomatlashtirshning bu davrida shkalasi yaxshi ko’rinadigan yirik gabaritli asboblar ishlatiladi. Bunda bir korpusli o’lchash asbobi, rostlagich va datchik joylashtiriladi.
|
| |