При создании механизированных линий с автоматизацией отдельных операций применяют следующие системы автоматики: механическую, гидравлическую, пневматическую, электрическую и смешанную. Последняя представляет собой комбинацию нескольких систем. Система автоматики широко применяется для управления, контроля и регулирования производственных процессов.
Простейшая система автоматического управления и регулирования состоит из объекта управления, чувствительного элементадатчика, определяющего состояние (температуру, давление, скорость, силу тока и т. д.) объекта управления, и исполнительного механизма, который принимает сигналы датчика и управляет необходимыми движениями машины, агрегата или механизма.
Датчик является частью измерительного, сигнального или регулирующего устройства, реагирующей своим чувствительным элементом на воздействие контролируемого объекта. Датчики могут быть механические, пневматические, гидравлические, электрические и фотоэлектрические. Они могут реагировать на изменение направления, скорости, размеров, уровня, температуры, расхода, силы тока, напряжения и т. д.
Если мощность датчика мала для регулирования, пуска или остановки машины или механизма, то применяют усилители. Автоматические устройства, работающие без усилителей, называются устройствами прямого действия, а с применением усилителей — устройствами непрямого действия.
Кроме датчиков, в автоматических системах используют реле.
Реле является аппаратом, предназначенным для автоматических переключений в управляемой системе при воздействии на него электрических, механических и других величин малой мощности. В зависимости от назначения различают реле защиты и реле управления. Первые защищают механизмы и электродвигатели от перегрузки и предупреждают аварии. Вторые осуществляют включение и выключение вспомогательных двигателей, называемых сервомоторами.
Некоторые реле действуют мгновенно, другие с выдержкой времени, которую можно регулировать. Итак, реле является аппаратом, который воспринимает контролируемый параметр и при достижении им заданного значения (величины) приводит в действие исполнительный механизм.
Электрические системы автоматического контроля, управления и регулирования производственных процессов являются наиболее универсальными.
Такие неэлектрические величины, как размеры твердых тел, показатели физических и химических свойств твердых, жидких и газообразных продуктов, давления и напряжения, а также температуры, могут быть определены электрическим контролем.
В большинстве случаев электрические измерения неэлектрических величин сводятся к тому, что эту величину преобразовывают в зависимую от нее электрическую величину, измеряя которую, определяют искомую неэлектрическую величину. В этих случаях датчик предназначен для преобразования неэлектрической величины в электрическую. В электрических системах очень часто применяют параметрические и генераторные датчики.
В параметрических датчиках неэлектрические величины вызывают изменение одного из параметров (сопротивления, емкости или индуктивности). Такие датчики применяют для измерения объема и уровня жидкости, усилий, давления и других величин.
В генераторных датчиках неэлектрическая величина вызывает появление электродвижущей силы. Генераторный датчик представляет собой термопару.
Устройство для измерения неэлектрических величин электрическим путем состоит из трех основных элементов: датчика, электрической системы и измерительного механизма.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий