страница1/9
Дата17.05.2018
Размер0.77 Mb.
ТипУчебное пособие

Автоматизация в современном производстве играет огромную роль, при её использовании решаются следующие задачи


  1   2   3   4   5   6   7   8   9


ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Промышленный и городской транспорт»

ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ

И АВТОМАТИЗАЦИИ

Учебное пособие


для студентов Заочного факультета
ч.1 Элементы систем автоматики

Санкт-Петербург 2оо8

УДК 658.011.56

Е.П. Дудкин, Г.И. Коропальцев, А.А. Зайцев, И.Ю. Князев

Основы автоматики и автоматизации: Учебное пособие. Часть 1: Элементы систем автоматики – СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2008. – 64 с.

В учебном пособии представлен краткий исторический обзор развития механизации и автоматизации, даны основные понятия и определения, классификация, характеристики и параметры автоматических систем и элементов, составляющих эти системы. Наиболее подробно рассмотрены элементы для приёма, преобразования и передачи информации, используемые при автоматизации производственных процессов в строительстве, путевом хозяйстве железнодорожного транспорта, а также в системах водоснабжения и водоотведения.

Предназначено для студентов заочной формы обучения, изучающих дисциплины «Основы автоматики и автоматизации», может быть рекомендовано для студентов вечернего факультета и слушателей курсов повышения квалификации по строительным специальностям.


Введение


Автоматизация в современном производстве играет огромную роль, т.к. при её использовании решаются следующие задачи:

  1. Высвобождается труд человека.

  2. Значительно сокращаются затраты энергии и материалов на изготовление продукции.

  3. Повышается коэффициент использования основного оборудования.

  4. Возрастает производительность труда за счёт увеличения скорости выполнения операций.

  5. Улучшается качество выпускаемой продукции за счёт увеличения точности.

  6. Обеспечивается выполнение работ и функционирование таких объектов, где непосредственное участие человека невозможно. Это, прежде всего, работа химических и энергетических установок из-за повышенной опасности; управление различными летательными аппаратами, в том числе и в освоении космоса, из-за значительной удалённости; и, наконец, контроль и управление быстро протекающих процессов, которые человек выполнить физически не способен.

Кроме этого, автоматизация имеет огромное социальное значение:

– изменяются условия и характер труда;

– сокращается время выполнения работ за счёт увеличения производительности;

– стираются границы физического и умственного труда;

– использование ЭВМ – способствует повышению культуры умственного труда.

Специфика автоматизации в строительстве и путевом хозяйстве железнодорожного транспорта существенно отличается от других отраслей промышленности, где широко используются автоматические системы различных модификаций. Это объясняется некоторыми особенностями выполнения работ при строительстве и эксплуатации железных дорог, а главные из них следующие:


    1. Большое разнообразие возводимых сооружений (от строительства самой железной дороги до строительства различных сооружений по этой дороге).

    2. Широкая разнохарактерность выполняемых работ – от земляных до монтажных.

    3. Обширность и растянутость территорий, где выполняются эти работы.

    4. Удалённость возводимых объектов от культурных и промышленных центров, а также от источников энергообеспечения.

    5. Разнообразие окружающих условий, в которых производятся работы. Климатические, геологические, гидрогеологические условия.

Но, несмотря на это, автоматизация широко применяется при строительстве железных дорог и выполнении путевых работ, таких как:

  1. земляные работы;

  2. изготовление бетонных и железобетонных изделий;

  3. монтажные работы;

  4. производство транспортных и погрузо-разгрузочных работ;

  5. контроль выполнения работ и их учёт, а также контроль текущего состояния железнодорожного полотна.

Кроме того, средства автоматики широко используются для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте (автоматизированные стрелочные переводы, автоблокировка на участках с электрической тягой и, конечно, сигнализация и связь).

История механизации и автоматизации уходит далеко в прошлое, но наиболее полно проявляется с развитием техники и, особенно с использованием электроэнергии начиная с XVIII века.

Конец XVII и начало XVIII веков характеризуется первыми разработками механизмов и приборов с заложенными в них элементами автоматизации:

Братьями Бажениными (Архангельск) была сооружена пильная самодействующая мельница.

Механик Терентий Иванович Волосков (1729 – 1801) изготовил часы, производившие астрономические вычисления.

1742г. М.В. Ломоносов применил водяной привод насоса для подъёмной лебёдки. Изучая атмосферное электричество, он много работал над созданием метеорологических приборов. В 1759г. он изобрёл самопишущий компас, который представлял собой первый в мире автоматический регистрирующий прибор.

1763г. И.И. Ползунов создал промышленную двухцилиндровую паровую машину – первый двигатель для всеобщего применения на производстве. В 1765г. им был применен первый автоматический регулятор уровня воды в котле паровой машины, идея которого заложена в основу всех современных автоматических регуляторов.

1809г. В институте инженеров путей сообщения разработан проект плавучей землечерпалки мощностью 15 л.с., которая была построена на Ижорском заводе и являлась прообразом первого многоковшового экскаватора.

В 1830г. инженером П.П. Мельниковым были разработаны теоретические основы гидромеханизации. Гидравлический метод нашел широкое применение в золотопромышленности.

1832г. Профессор П.Л. Шиллинг, изобретатель первого электромагнитного телеграфа, разработал для него первое релейное устройство для управления сигнальным звонком.

В 1839г. академик Б.С. Якоби (изобретатель двигателя постоянного тока) создал первый электрический регистрирующий прибор, используемый в системах автоматического контроля. В 1842г. инженер К.И. Константинов его усовершенствовал, и важным событием было изобретение совместно с Б.С.Якоби импульсного устройства автоматического управления.

В 1848г. инженером К.И.Константиновым был создан первый шаговый электродвигатель, являющийся прототипом современного шагового электромагнитного привода.

С ростом объёмов железнодорожного строительства в России создаются различные путевые машины. Так в 1862г. был построен первый специальный вагон с опрокидывающимся кузовом для перевозки балласта, а в 1880г. был применён первый в мире путеукладчик при строительстве Закаспийской железной дороги.

В 1887г. инженером И.Н. Ливчаком был сконструирован и создан первый путеизмерительный вагон, а позднее в 1913 году по разработке Н.Е.Долгова построен путеизмерительный вагон усовершенствованной конструкции.

1874г. В.Н. Чиколев изобрёл электромашинный усилитель – основу современной электромашинной автоматики.

В 1882г. инженер Н.И. Захаров продемонстрировал прототип современного устройства автоматического копирования – программный регулятор.

1895г. А.С. Попов (изобретатель радио). Им был создан первенец радиотехники – грозоотметчик, в котором использовался им же изобретённый прибор для обнаружения и регистрации электромагнитных колебаний, а в 1898 году сделаны первые шаги в области телеуправления. Талантливый физик Н.Д. Пильчиков продемонстрировал во время своей публичной лекции в Одессе часы, модель семафора и маяка, которые приводились в действие радиосигналами.

Нельзя не упомянуть и работы зарубежных учёных в развитии и разработке различных автоматических устройств. Это и английский учёный Дж.К. Максвелл («Трактат об электричестве и магнетизме»), который еще в 1868г. разработал основные принципы автоматического регулирования. Это и изобретение американским ученым А.Г. Беллом в 1876 году телефона. Это и изобретенный еще в 1784 году Уаттом механический центробежный регулятор скорости вращения, применяемый широко и до настоящего времени.

Создание теории систем автоматического управления и регулирования относится ещё к 70-м годам XIX века и связано с именами таких русских учёных как И.А. Вышеградский, А.М. Ляпунов, Н.Е. Жуковский, П.Л. Чебышев.

С ростом промышленности, транспорта, развитием электрификации и атомной энергетики разработки в области автоматизации находят все более широкое практическое применение, как за рубежом, так и в нашей стране. Последняя же треть ХХ века ознаменована громадными достижениями в области микроэлектроники, освоения космического пространства и создания совершенно новых приборов и технологий, которые успешно используются в настоящее время в строительстве и в путевом хозяйстве.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Автоматизация в современном производстве играет огромную роль, при её использовании решаются следующие задачи