CWICZENIE_12.doc

ĆWICZENIE 12

UKŁADY STEROWANIA PRZEKAŹNIKOWO-STYCZNIKOWEGO

Cel ćwiczenia

Poznanie symboli graficznych stosowanych w schematach układów zautomatyzowanych oraz podstawowych układów sterowania silników elektrycznych.

Program ćwiczenia

1              Wiadomości ogólne

1.1              Pojęcia podstawowe

1.2              Styczniki i przekaźniki

1.3              Układ sterowania rozruchu bezpośredniego silnika asynchronicznego zwartego

1.4              Układ sterownia nawrotnego silnika asynchronicznego zwartego

1.5              Układ sterowania silnika asynchronicznego zwartego z rozruchem gwiazda - trójkąt w funkcji czasu

1.6              Układ sterowania silnika asynchronicznego pierścieniowego z rozrusznikiem stopniowym działającym w funkcji czasu.

2              Badania laboratoryjne

2.1              Układ sterowania rozruchu bezpośredniego silnika asynchronicznego zwartego

2.2              Układ sterownia nawrotnego silnika asynchronicznego zwartego

2.3              Układ sterowania silnika asynchronicznego zwartego z rozruchem gwiazda - trójkąt w funkcji czasu

2.4              Układ sterowania silnika asynchronicznego pierścieniowego z rozrusznikiem stopniowym działającym w funkcji czasu.

3              Uwagi i wnioski

1. Wiadomości ogólne

1.1              Pojęcia podstawowe

Sterowaniem nazywa się oddziaływania na proces technologiczny, urządzenie lub część urządzenia w celu zmiany przebiegu tego procesu lub zmiany stanu pracy urządzenia. Sterowanie elektryczne realizuje te oddziaływania za pomocą metod elektrycznych. Sterowanie elektryczne może oddziaływać bezpośrednio na obwód zasilający sterowane urządzenie, czyli na obwód pierwotny, lub oddziaływać za pomocą elektrycznych obwodów pomocniczych zwanych również obwodami wtórnymi. Za pomocą obwodów wtórnych realizuje się najczęściej określone funkcje inicjujące, przetwarzające, logiczne itp.

Sterowanie przebiega w układzie otwartym (rys.12.1a), natomiast proces, który występuje w układach zamkniętych (rys.12.1b) nazywa się regulacją. W układach z regulacją, wartość sygnału sterowanego (wyjściowego) wpływa na wartość sygnału wejściowego. Wpływ taki nazywa się sprzężeniem zwrotnym. Rozróżnia się sterowanie dyspozycyjne (zwane często ręcznym), automatyczne i półautomatyczne. Sterowanie dyspozycyjne jest inicjowane przez obsługę przy użyciu przycisków, łączników itp. Sterowanie automatyczne jest inicjowane przez czujniki wielkości fizycznych lub chemicznych, przez przekaźniki, styczniki, podzespoły programujące itp.

Rys. 12.1.              Schematy blokowe: a) sterowania w układzie otwartym; b) regulacji automatycznej w układzie zamkniętym

Działanie urządzenia i występujące zależności funkcjonalne między poszczególnymi elementami układów elektrycznych może być opisane trzema zasadniczymi metodami:

1. opisem słownym, który jest stosowany dla prostych układów,

2. opisem kolejnych działań poszczególnych obwodów przy użyciu symboli. Metoda ta jest wykorzystywana dla bardziej skomplikowanych układów,

3.              diagramem przyczynowo-czasowym.

                W metodzie ostatniej można stosunkowo precyzyjnie ustalić zależności nie tylko funkcjonalne, ale również czasowe. Metoda ta stosowana jest przy średnio i bardziej skomplikowanych zależnościach funkcjonalnych układu. Opis działania urządzenia zawiera zwykle jego schemat elektryczny.

Umiejętność prawidłowego odczytywania schematów elektrycznych jest zasadniczym czynnikiem prawidłowej eksploatacji urządzeń sterowniczych. W schematach odróżnia się obwody główne i pomocnicze. Obwody główne to obwody dużej mocy zasilające odbiorniki. Obwody pomocnicze, zwane również wtórnymi, spełniają dodatkowe funkcje na rzecz obwodów głównych lub przewidziane są do wykonywania samodzielnych zadań w zakresie pomiarów, sygnalizacji, automatyki itp. Obwody pomocnicze zasilane są bądź z obwodów głównych, bądź z innych źródeł energii prądu przemiennego lub prądu stałego.

Schematy elektryczne dzieli się na dwie podstawowe grupy:

a) schematy ideowe,

b) schematy wykonawcze (montażowe).

Schemat ideowy prezentuje układ połączeń urządzenia elektrycznego przedstawiając przede wszystkim działanie funkcjonalne układu bez uwzględniania elementów spełniających funkcje pomocnicze i dodatkowe.

W dokumentach urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych stosuje się przeważnie trzy podstawowe rodzaje schematów ideowych: a) schemat funkcjonalny, b) schemat zasadniczy oraz c) schemat blokowy. Schemat funkcjonalny określa funkcjonalne zależności technologiczne lub elektryczne między elementami lub członami układu. Schemat zasadniczy, zwany również schematem rozwiniętym, przedstawia powiązanie obwodów głównych z obwodami wtórnymi oraz pokazuje szczegółowe zasady działania układu elektrycznego. Schemat blokowy (rys.12.1.) zwany również schematem strukturalnym, przedstawia w sposób uproszczony funkcjonalne człony układu. Schemat blokowy rysowany jest w postaci bloków i torów sygnałowych bez wnikania w sposób rozwiązywania schematu elektrycznego.

Schemat wykonawczy zwany również schematem montażowym (lub roboczym) przedstawia graficznie układ połączeń wewnątrz lub na zewnątrz urządzenia. Na schematach wykonawczych wykazuje się konkretne połączenia między aparatami, z uwzględnieniem przybliżonego, przestrzennego rozmieszczenia tych aparatów.

Zgodnie z ogólnie przyjętą zasadą symbole należy rysować w stanie:

1.               beznapięciowym,

2.               w którym dany element nie jest pobudzony przez siłę zewnętrzną np. nacisk mechaniczny.

Symbole graficzne, najczęściej stosowane w schematach elektrycznych, urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych podane są w tablicy 12.1.

Tab. 12.1.