Tech_tech_drewna_311[32]_Z2.08

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Elementy i układy automatyki

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Przyrządy do pomiaru wielkości mechanicznych

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Przyrządy do pomiaru przepływu

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Siłowniki, regulatory i rejestratory

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Struktura sprzętowa

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Linie obróbcze

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu zastosowania

komputeryzacji i automatyzacji w procesach obróbki drewna, a także w zakresie posługiwania
się programami komputerowymi stosowanymi w obrabiarkach numerycznych.

Jednostka modułowa: Wykorzystywanie komputeryzacji i automatyzacji w procesach

obróbki drewna jest jedną z podstawowych jednostek dotyczących procesu technologicznego
wytwarzania elementów.

W poradniku zamieszczono:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać,

aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz

w wyniku procesu kształcenia.

3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych

szczegółowych celów kształcenia, umożliwia samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń
i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz
inne źródła informacji. Obejmuje on również:

−

pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń,

−

ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy,

−

sprawdzian postępów, który umożliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po
wykonaniu ćwiczeń.

4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności

z zakresu całej jednostki. Zaliczenie jest dowodem zdobytych umiejętności określonych
w tej jednostce modułowej.

5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej.

Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, poproś nauczyciela lub

instruktora  o  wyjaśnienie  i  ewentualne  sprawdzenie,  czy  dobrze  wykonujesz  daną  czynność.
Po  przyswojeniu  materiału  spróbuj  zaliczyć  sprawdzian  z  zakresu  jednostki  modułowej.
Wykonując  sprawdzian  postępów  powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza,
że opanowałeś materiał lub nie.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

Przy obsłudze i badaniu urządzeń automatyzacji i komputeryzacji stosowanych

w procesach obróbki drewna musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz szczegółowych instrukcji opracowanych dla każdego stanowiska.
Przepisy te poznasz podczas wykonywania ćwiczeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

311[32].Z2.08

Wykorzystywanie

komputeryzacji

i automatyzacji

w procesach obróbki

drewna

311[32].Z2.04

Maszynowe wykonywanie

złączy i profili

311[32].Z2.01

Kształtowanie elementów

narzędziami ręcznymi

i zmechanizowanymi

311[32].Z2.03

Technologia strugania

wyrównującego

i grubościowego oraz

szlifowania powierzchni

Moduł 311[32].Z2

Technologia wytwarzania

elementów

311[32].Z2.06

Parzenie i gięcie drewna

311[32].Z2.02

Maszynowe pozyskiwanie

elementów surowych

311[32].Z2.05

Tachnologia toczenia

i obtaczania

311[32].Z2.07

Szlifowanie drewna

Schemat układu jednostek modułowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Elementy i układy automatyki

4.1.1. Materiał nauczania

Układ automatyki- zespół elementów biorących udział bezpośrednio w kierowaniu procesem
automatyzacji oraz elementów pomocniczych, który jest uporządkowany na zasadzie ich
wzajemnej współpracy, tzn. zgodnie z kierunkiem przepływu sygnału.

Rys.1. Podstawowe układy sterowania: a) układ otwarty, b) układ zamknięty [3, s. 318]

Klasyfikacja elementów i urządzeń automatyki
Najważniejsze kryteria podziału elementów i urządzeń automatyki to:

−

rodzaj energii pomocniczej (zasilającej),

−

funkcje spełniane w układach automatyki,

−

sposób działania.
Ze względu na funkcje spełniane w układach automatyki wyróżniamy elementy

i  urządzenia  pomiarowe,  wykonawcze  oraz  tzw.  urządzenia  części  centralnej.  Do  elementów
i  urządzeń  pomiarowych  zaliczamy  czujniki,  przetworniki  oraz  rozbudowane  zespoły
pomiarowe.  Elementy  i  urządzenia  wykonawcze,  to  wszelkiego  rodzaju  zawory,  zasuwy,
silniki,  elektromagnesy,  siłowniki,  zespoły  napędowe  (np.  elektrohydrauliczne),  pompy,
podajniki, regulatory bezpośredniego działania i inne.

Do urządzeń części centralnej zaliczamy urządzenia kształtujące sygnał sterujący oraz

urządzenia  umożliwiające  operatorowi  nadzorowanie  przebiegu  procesu  technologicznego.
Należą  do  nich  przede  wszystkim  regulatory  wraz  ze  stacyjkami  manipulacyjnymi,
rejestratory,  analogowe  bloki  matematyczne  wykonujące:  dodawanie,  dzielenie,  mnożenie,
pierwiastkowanie.  Do  urządzeń  części  centralnej  zalicza  się  także  rozwijającą  się  ostatnio
bardzo  szybko  grupę  urządzeń  cyfrowych.  Należy  wyjaśnić,  że  nazwa  urządzenia  części
centralnej uzasadniona jest faktem, że urządzenia tej grupy najczęściej nie są montowane przy
obiekcie  (tak  jak  urządzenia  pomiarowe  i  wykonawcze),  a  w  wydzielonym  pomieszczeniu,
tzn.  w  centralnej  sterowni.  Wprowadzenie  do  automatyki  techniki  cyfrowej  zwiększyło
możliwości centralnego sterowania obiektów przemysłowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zależnie od sposobu, w jaki jest dostarczana do urządzeń energia potrzebna do ich

działania, wyróżniamy urządzenia: pneumatyczne, elektryczne i hydrauliczne. [4, s.16]

Automatyka  -  jest  dziedziną  nauki  (nauki  techniczne)  zajmującą  się  analizą  i  modelowaniem
matematycznym  obiektów  i  układów  różnej  natury  (np.  cieplnych,  chemicznych,
elektrycznych,  mechanicznych,  hydraulicznych,  pneumatycznych).  Stworzony  model  pozwala
na zastosowanie teorii sterowania do stworzenia układu (zwanego regulatorem, sterownikiem,
kontrolerem) sterującego danym obiektem, procesem lub układem tak, by ten zachowywał się
w  pożądany  sposób.  Na  przestrzeni  wielu  lat  w  postępującym  procesie  automatyzacji
w różnych  dziedzinach  techniki  pojawiały  się  praktyczne  rozwiązania  układów  regulujących
samoczynnie  (np.  obroty  maszyn  czy  ciśnienia  w  zbiornikach).  Analizę  zachowań  tych
układów  traktowano  jako  część  odpowiedniej  dziedziny  techniki  (np.  teorii  maszyn  czy
pneumatyki),  co  sprawiało,  że  wiedza  na  temat  regulacji  była  porozrzucana  pośród  różnych
działów  nauki.  Automatyka  organizuje  cały  ten  dorobek,  uogólniając  go  przy  tym
i upraszczając.
Automatykę  można  również  zdefiniować  jako  dziedzinę  wiedzy,  która  zajmuje  się
możliwościami  wyeliminowania  lub  ograniczenia  udziału  człowieka  w  czynnościach
związanych

sterowaniem

różnorodnymi

procesami,

głównie

technologicznymi

i przemysłowymi.

Automatyzacja  -  to  znaczne  ograniczenie  lub  zastąpienie  (proces  zastępowania)  ludzkiej
pracy  fizycznej  i  umysłowej  przez  pracę  maszyn  działających  na  zasadzie  samoregulacji
i  wykonujących  określone  czynności  bez  udziału  człowieka.  Również  zastosowanie  maszyn
do pracy niemożliwej do wykonania w inny sposób.
Z  punktu  widzenia  automatyki,  automatyzacja  jest  to  działalność  natury  technicznej,
ekonomicznej  i  organizacyjnej,  mająca  na  celu  wprowadzenie  praw,  metod  i  urządzeń
automatyki w rozmaite dziedziny życia.

Sterowanie  (regulacja)  -  polega  na  takim  oddziaływaniu  na  obiekt  sterowania,  za  pomocą
sygnałów wejściowych, aby jego sygnały wyjściowe osiągnęły pożądaną wartość.
Sterowanie może być realizowane przy pomocy człowieka - sterowanie ręczne lub za pomocą
specjalnie  skonstruowanego  urządzenia  (regulatora)  -  sterowanie  automatyczne.  Sterowanie
może odbywać się w układzie otwartym lub zamkniętym.

Sterowanie w układzie otwartym (ręczne lub automatyczne) polega na takim nastawie

wielkości wejściowej, aby znając charakterystykę obiektu i przewidując możliwość działania
nań zakłóceń, otrzymać na wyjściu pożądaną wartość.

Sterowanie w układzie zamkniętym (ręczne lub automatyczne) różni się od sterowania

w układzie otwartym tym, że człowiek lub regulator otrzymują dodatkowo poprzez sprzężenie
zwrotne informacje o stanie wielkości wyjściowej. Informacja ta (odczytana z miernika lub
podana w postaci np. napięcia do regulatora) jest używana do korygowania zastawu wielkości
wejściowej.

Z reguły jeśli oddziaływanie na obiekt jest niepożądane lub nieplanowane to zjawisko to

nazywamy zakłóceniem. W tym przypadku stosuje się sterowanie odporne.

Układ  regulacji  (układ  sterowania)  -  układ,  którego  zadaniem  jest  sterowanie  procesem.
Układy regulacji automatycznej posiadają sprzężenie zwrotne.
Podstawowym pojęciem automatyki jest obiekt sterowania.
Obiektem  sterowania  -  jest  zazwyczaj  urządzenie  lub  zespól  urządzeń,  w  którym  przebiegają
procesy  przemiany  energii  bądź  procesy  technologiczne  powodujące  zmiany  fizyczne  lub

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rola urządzeń pomiarowych w układach regulacji automatycznej. Klasyfikacja

Urządzenia pomiarowe w układach regulacji automatycznej dostarczają do regulatora

informacje o przebiegu regulowanego procesu. Urządzeniom tym są stawiane bardzo wysokie
wymagania co do niezawodności i dokładności działania.
Żądanie  dużej  dokładności  wynika  z  faktu,  że  w  układach  regulacji  urządzenia  pomiarowe
znajdują  się  przed  regulatorami,  a  wiec  błędy  przez  nie  wprowadzane  (np.  na  skutek  zmian
nachylenia  charakterystyki  statycznej)  nie  są  eliminowane  przez  działanie  sprzężenia
zwrotnego i w całości przenoszą się na dokładność regulacji.

Jest więc naturalne, że wymagania co do dokładności przetworników pomiarowych są

znacznie ostrzejsze niż np. przetworników elektropneumatycznych stosowanych jako
elementy

pośredniczące

między

regulatorami

elektronicznymi,

siłownikami

pneumatycznymi.

Funkcje spełniane przez urządzenia i układy pomiarowe w przemysłowych układach

sterowania  zależą  od  wielkości  i  stopnia  skomplikowania  tych  układów  oraz  od  wielu
czynników  dodatkowych.  Wymieniając  funkcje  podstawowe  można  powiedzieć,  że  zadaniem
układów pomiarowych jest:
a.  dostarczanie obsłudze informacji o bieżącej wartości kontrolowanych parametrów;
b.  rejestrowanie wyników pomiarów;
c.  wytwarzanie  sygnału  przeznaczonego  dla  układu  regulacji  (regulatora)  zgodnego

z wymaganiami stawianymi przez ten układ;

d. opracowywanie wyników pomiarów, porządkowanie ich oraz określanie wskaźników

pośrednich i globalnych, obliczanie wartości średnich;

e.  sygnalizowanie nadmiernych odchyłek od pożądanej wartości określonych wielkości.
Klasyczne  metody  pomiarowe  pozwalają  realizować  jedynie  zadania  wymienione  w  punkcie
(a)  oraz  w  pewnej  mierze  zadania  wymienione  w  punkcie  (b).  Są  to  metody  wymagające  na
ogół  udziału  obsługi  w  procesie  dokonywania  pomiaru,  opracowane  w  okresie  kiedy  wyniki
pomiarów  odbierane  były  prawie  wyłącznie  przez  obserwatora.  Konieczność  realizacji  zadań
wymienionych  w  punkcie  (c)  spowodowała  najpierw  próby  zastosowania  istniejących  już
układów do  nowych  celów,  a  następnie  opracowanie układów pomiarowych, których sygnały
wyjściowe  mają  postać  umożliwiającą  współpracę  z  układami  regulacji,  tzn.  postać  sygnału
elektrycznego  lub  pneumatycznego.  Zadania  wymienione  w  punkcie  (d)  są  realizowane
wyłącznie  przez  układy  elektryczne,  najczęściej  zawierające  mikrokomputery,  przetwarzające
wyniki  pomiarów  według  stałego  lub  zmienianego  programu,  zależnie  od  okoliczności
i potrzeb. [4, s.37]

Zgodnie z wymaganiami punktu c, sygnał wyjściowy urządzenia pomiarowego powinien

być  dostosowany  do  rodzaju  regulatora.  Urządzenia  pomiarowe  pracują  więc  z  reguły
z  elektrycznym  lub  pneumatycznym  sygnałem  wyjściowym.  Szczególne  znaczenie  mają
elektryczne  metody  pomiaru.  Pozwalają  one  mierzyć  prawie  wszystkie  interesujące  przemysł
wielkości  fizyczne,  a  łatwość  przetwarzania  i  przesyłania  sygnałów  elektrycznych  umożliwia
centralne  gromadzenie,  rejestrację  i  opracowywanie  otrzymywanych  informacji.  Zalety  te
powodują,  że  często  również  w  układach  pneumatycznych  i  hydraulicznych  automatyki
aparatura  pomiarowa  jest  elektryczna,  a  wymagana  przez  aparaturę  regulacyjną  postać
sygnału jest uzyskiwana za pośrednictwem przetworników pomiarowych.
Większość  urządzeń  pomiarowych  pracuje  w  sposób  ciągły,  wytwarzając  na  wyjściu  sygnał
analogowy.  Współpracę  z  urządzeniami  cyfrowymi,  wymagającymi  sygnałów  cyfrowych,
umożliwiają wówczas przetworniki analogowo-cyfrowe
Istnieje  niewielka  grupa  urządzeń  pomiarowych  wytwarzających  bezpośrednio  sygnał
cyfrowy.  Stosowane  są  także  urządzenia  pomiarowe,  przede  wszystkim  różnego  rodzaju
analizatory  składu,  działające  w  sposób  cykliczny  –  dostarczające  wyników  pomiaru
z pewnym opóźnieniem w stosunku do chwili pobrania próbki. [4, s.38]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.3. Schemat blokowy układu do pomiaru temperatury [4, s. 39]

Właściwości urządzeń pomiarowych

Właściwości każdego urządzenia określa jego charakterystyka statyczna i dynamiczna.

Charakterystyką  statyczną  elementu  pomiarowego  nazywamy  zależność  wartości  sygnału
wyjściowego  od  wejściowego  w  stanie  ustalonym.  Charakterystyka  ta  y  =  f(x)  różni  się  od
charakterystyki idealnej y* = f (x).
Z tego względu  wynik  pomiaru obarczony jest błędem, którego wartość bezwzględna określa
zależność

∆

y = y-y*,

a wartość względna zależność

min

max

−

∆

Wartość maksymalna względnego błędu pomiaru, określonego przy znamionowych
warunkach pracy nazywa się błędem podstawowym urządzenia. Błąd podstawowy wyrażony
w procentach podawany jest często zamiast klasy dokładności urządzenia.

Błąd podstawowy może być wyznaczony dla określonego egzemplarza, albo dla całej

grupy urządzeń jednego typu.

Klasa dokładności jest określana dla danego typu urządzeń i w zasadzie pokrywa się

z  błędem  podstawowym  dla  tego  typu.  Wartości  liczbowe  klasy  dokładności  są
znormalizowane,  tworząc  następujący  szereg  liczb:  0,06;  0,1;  0,16;  0,25;  0,4;  0,5;  0,6;  1,0;
1,6;  2,5;  4;  6.  Jeżeli  dla  jakiegoś  typu  urządzenia  pomiarowego  zostanie  ustalony  błąd
podstawowy  (przypuśćmy,  że  wynosi  on  np.  0,8)  to  klasą  dokładności  będzie  najbliższa
większa  liczba  z  tego  szeregu  (w  tym  przypadku  1).  Poszczególne  egzemplarze  urządzenia
mogą mieć różne błędy podstawowe, nie przekraczające jednak klasy dokładności.
Oprócz  błędu  podstawowego  urządzenie  może  wykazywać  błędy  dodatkowe,  wywołane
zmianą warunków znamionowych pracy, takich jak: warunki zasilania, temperatura otoczenia,
wilgotność itp.

Warunki  znamionowe  pracy  są  podawane  w  instrukcjach  fabrycznych  i  są  przeważnie
zbliżone do podanych poniżej:

−

temperatura otoczenia

20°C;

−

ciśnienie otoczenia

1013 hPa;

−

wilgotność względna powietrza

65%;

−

napięcie zasilania

220V+10%;

−

częstotliwość zasilania

50 Hz;

−

ciśnienie zasilania

140 kPa.

Z  reguły  żąda  się,  aby  urządzenie  pomiarowe  było  zabezpieczone  przed  wstrząsami,
drganiami,  zewnętrznymi  polami  magnetycznymi  i  elektrycznymi,  agresywnymi  gazami  itp.
Jeżeli  urządzenie  musi  pracować  w  warunkach  znacznie  odbiegających  od  przeciętnych
warunków  znamionowych,  wówczas  powinny  być  stosowane  odmiany  tego  urządzenia
w  tzw.  wykonaniu  specjalnym,  tzn.  wykonane  z  przeznaczeniem  do  pracy  w  konkretnych,
trudniejszych niż normalne warunkach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oprócz  błędu  podstawowego  i  błędów  dodatkowych  przy  pracy  urządzeń  pomiarowych
w  układach  automatycznej  regulacji  wielkie  znaczenie  mają  jeszcze  inne  parametry
techniczne.  Szczególnie  ważne  jest,  aby  charakterystyka  urządzenia  była  niezmienna
w funkcji  czasu.  Często  stałość  charakterystyki jest  dla  układu  regulacji nawet ważniejsza niż
jej  zgodność  z  charakterystyką  idealną.  Warunki  technologiczne  przebiegu  procesu
przemysłowego,  których  utrzymywanie  jest  zadaniem  układu  regulacji,  są  bowiem  często
ustalane dokładnie dopiero w czasie rozruchu technologicznego obiektu.

Niejednoznaczność sygnału wyjściowego jest to różnica między wartościami sygnałów

wyjściowych,  otrzymywanych  dla  danej  wartości  wielkości  wejściowej  przy  dochodzeniu  do
niej  od  wartości  większych  i  od  wartości  mniejszych.  Niejednoznaczność  jest  więc  równa
szerokości  strefy  histerezy  charakterystyki  statycznej  urządzenia  pomiarowego;  podawana
jest ona w procentach zakresu pomiarowego. [4, s.41]

Liniowość,  podawana  również  w  procentach  zakresu  pomiarowego,  jest  to  największe
odchylenie  charakterystyki  statycznej  urządzenia  pomiarowego  od  teoretycznej  linii  prostej,
wyznaczającej  tę  charakterystykę.  Inaczej  mówiąc,  jest  to  błąd  powodowany  nieliniowością
charakterystyki statycznej urządzenia.

Próg czułości urządzenia pomiarowego jest to, wyrażona w procentach zakresu pomiarowego,
najmniejsza  zmiana  wielkości  wejściowej  powodująca  zauważalną  zmianę  sygnału
wyjściowego.  Próg  czułości  powinien  być  nie  większy  niż  0,1...0,25  błędu  podstawowego
urządzenia.

Zakresem  pomiarowym  urządzenia  nazywa  się  zakres  zmian  wielkości  wejściowej,  w  którym
pracuje  ono  z zachowaniem określonej klasy dokładności. Należy zaznaczyć, że przy łączeniu
szeregowym  czujnika  i  przetworników  ich  błędy  mogą  się  sumować.  Dla  określenia  klasy,
powstałego  przez  takie  połączenie  urządzenia  pomiarowego,  należy  więc  dodać  do  siebie,
podane w procentach, klasy czujnika i przetworników.

Właściwości  dynamiczne  określane  są  w  ujęciu  częstotliwościowym  przez  podanie
częstotliwości  granicznej  wyznaczonej  przez  pewne  zmniejszenie  wzmocnienia  (czyli  przez
dopuszczalny  błąd  dodatkowy).  W  ujęciu  czasowym  rozpatruje  się  zwykle  przebieg  na
wyjściu  przy  skokowej  zmianie  sygnału wejściowego,  podając  czas ustalania się. Jest to czas,
po  którym  wielkość  wyjściowa  nie  różni  się  od  tej  wielkości  w  stanie  ustalonym  więcej  niż
o pewną określoną wartość.
Właściwości

dynamiczne

urządzeń

pomiarowych

zależą

wielu

szczegółów

konstrukcyjnych,  od  rodzaju  urządzeń  współpracujących,  od  sposobu  zainstalowania  i  od
szeregu  innych  czynników.  Duża  liczba  czynników  wpływających  prowadzi  do  znacznych
różnic  między  parametrami  dynamicznymi  urządzeń  pomiarowych, nawet  w  obrębie urządzeń
jednego typu.

Źródła błędów pomiarowych

Wynikowa dokładność pomiaru, jaką można uzyskać stosując określone urządzenie

pomiarowe,  zależy  oczywiście  w  pierwszym  rzędzie  od  jego  klasy  dokładności.  Aby  jednak
wyniki  pomiaru  nie  były  gorsze  niż  to  wynika  z  klasy  dokładności,  musi  być  spełnionych
wiele  warunków.  Warunki  te  dotyczą  zarówno  konfiguracji  i  współpracy  elementów
urządzenia, jak również instalacji czujników i warunków pracy całego urządzenia.

−

Instalacja czujnika nie może zmieniać warunków pracy obiektu, w którym jest on
instalowany. Jeżeli np. w niewielkiej, dobrze izolowanej komorze termicznej
zainstalowano masywny termometr typu przemysłowego (w grubej osłonie metalowej), to

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

straty cieplne wynikające z przewodnictwa cieplnego osłony mogą wprowadzić
w rozkładzie temperatur wewnątrz komory znaczne zmiany. Ten sam termometr
zainstalowany w dużym piecu istotnych zmian w rozkładzie temperatur nie wprowadzi.

−

Miejsce  zainstalowania  czujnika  powinno  być  wybrane  tak,  aby  wynik  pomiaru  był
reprezentatywny  dla  wielkości  kontrolowanej.  Tak  na  przykład  termometr  mierzy
temperaturę  w  miejscu  zainstalowania  czujnika  i  na  tej  podstawie  ocenia  się  temperaturę
w  piecu  lub  w  innym  obiekcie.  Oczywiście  w  dużym  obiekcie  temperatury  w  różnych
jego  punktach  różnią  się  między  sobą  i  miejsce  zainstalowania  czujnika  ma  na  wynik
pomiaru  większy  wpływ  niż  wszystkie  inne  czynniki.  Z  tego  względu  stosowane  są
niekiedy  układy,  w  których  wynik  pomiaru  otrzymywany  jest  jako  średnia  wyników
uzyskanych  z  wielu  miejsc.  Z  tego  też  powodu  często  wymagania  odnośnie
powtarzalności  wyników  pomiaru  są  większe  niż  odnośnie  dokładności.  Po  prostu
technolog  nadzorujący  proces  wie  z  doświadczenia,  przy  jakim  wskazaniu  przyrządu
uzyskuje  się  najlepsze  wyniki,  natomiast  mniej  go  interesuje,  jaka  jest  wtedy  dokładnie
temperatura  liczona  w  skali  bezwzględnej  temperatur.  Uwagi  te  odnoszą  się  również  do
tensometrycznych  pomiarów  sił,  do  pomiarów  składu  substancji  przy  punktowym
pobieraniu  próbek  (np.  z  reaktora  chemicznego)  oraz  do  wszystkich  przypadków,
w których proces przebiegający przestrzennie chcemy kontrolować przy użyciu czujników
mierzących punktowo.

−

Miejsce  i  sposób  instalacji  czujnika  powinny  być  wybierane  z  uwzględnieniem  warunków
wynikających  z  fizycznej  zasady  pomiaru.  Tak  na  przykład  przepływomierze  powinny
być  instalowane  w  prostoliniowym  odcinku  rurociągu.  W  przeciwnym  bowiem  razie
rozkład  prędkości  wzdłuż  przekroju  rurociągu  byłby  inny  niż  przyjęto  przy  skalowaniu
przyrządu  i  przy  ustalaniu  zależności  między  zmierzoną  prędkością  przepływu  a  szukaną
wartością strumienia przepływu masowego.

−

Kolejne  bloki  układu  pomiarowego  nie  powinny  wpływać  na  pracę  bloków
poprzedzających.  Jest  to  znany  z  miernictwa  elektrycznego  warunek  nieobciążania  źródła
sygnału.  Warunek  ten  oznacza  żądanie  dużej  lub  bardzo  dużej  rezystencji  wejściowej  dla
przetworników  współpracujących  z  czujnikami  potencjometrycznymi,  rezystancyjnymi,
pojemnościowymi,

elektrodami

pH-metrów,

miernikami

indukcyjnościowymi

przepływu oraz z wieloma innymi czujnikami elektrycznymi. Dla przetworników
współpracujących z czujnikami mającymi sygnał wyjściowy w postaci przesunięcia, jak
np.

dynamometrami

sprężynowymi,

manometrami

elementami

sprężystymi,

pływakowymi

miernikami

poziomu,

termometrami dylatacyjnymi itp. warunek

nieobciążania  oznacza,  że  miernik  przesunięcia  powinien  działać  bezsiłowo.  Z  tego
powodu  w  przetwornikach  współpracujących  z  takimi  czujnikami  najczęściej  stosowane
są  bez-stykowe  (indukcyjne,  pojemnościowe,  (bioelektryczne  i  inne)  czujniki  położenia.
I  odwrotnie,  czujniki  z  sygnałem  wyjściowym  w  postaci  siły  wymagają,  aby  pomiar
odbywał się przy możliwie małym przesunięciu.

−

Wynikowa  niedokładność  układu  pomiarowego zależy od niedokładności wprowadzanych
przez  czujnik  i  przetworniki,  z  których  układ  ten  jest  zestawiony.  Dla  uzyskania  dużej
dokładności  pomiaru  należy wiec dążyć do ograniczenia liczby elementów układu oraz do
stosowania wysokiej klasy elementów, szczególnie przetworników.

−

Konieczne  jest  zapewnienie  aparaturze  pomiarowej  znamionowych  warunków  pracy,  tzn.
nie  przekraczania  dopuszczalnych  zakresów:  temperatury,  wilgotności,  zapylenia,
wibracji,  wahań  zasilania,  pól  magnetycznych  itp.  Przekroczenie  znamionowych
warunków pracy powoduje, pojawienie się błędu dodatkowego.

−

Na wyniki pomiarów często mają wpływ inne parametry związane z obiektem badanym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na przykład temperatura ma wpływ na wyniki pomiarów naprężeń, przepływu gazów,

konduktywności i wielu innych. W takich przypadkach dla zachowania dokładności musi być
stosowana

kompensacja

wpływu

wielkości

zakłócającej.

Przykładem

może

być

temperaturowa kompensacja układów tensometrycznych. [4, s.44]
Jak widać z tego ogólnego przeglądu czynników wpływających na dokładność pomiaru, błędy
pomiarowe zależą nie tylko od producenta przyrządu, czyli od klasy dokładności, ale również
od projektu, instalacji oraz eksploatacji układu, w którym ten przyrząd pracuje.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest układ automatyki?
2.  Jaka jest klasyfikacja elementów i urządzeń automatyki?
3.  Na czym polega automatyzacja?
4.  Jaka jest różnica pomiędzy układem sterowania otwartym a zamkniętym?
5.  Co to jest układ regulacji?
6.  Jakie znasz schematy blokowe regulacji automatycznej?
7.  Jaką funkcję pełnią urządzenia i układy pomiarowe w przemysłowych układach regulacji?
8.  Jakie czynniki decydują o właściwościach urządzeń pomiarowych?
9.  Co to jest zakres pomiarowy?
10. Jakie znasz układy do pomiaru temperatury?
11. Jakie znasz źródła błędów pomiarowych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj źródła błędów pomiarowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  dokonać podziału błędów pomiarowych,
3)  wskazać przyczyny powstawania błędów,
4)  wskazać sposoby zapobiegania powstawania błędów pomiarowych,
5)  przedstawić powyższe w formie opisowej,
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– przybory do pisania,
– literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Narysuj schemat blokowy układu regulacji jednoobwodowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  określić rodzaje urządzeń składowych,
3)  wykonać schemat,
4)  przedstawić powyższe w formie graficznej,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  modele układów regulacji automatycznej,
–  przezrocza z elementami i układami automatyki,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Wykonaj schemat strukturalny układu regulacji kaskadowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  modele układów regulacji automatycznej,
–  przezrocza z elementami i układami automatyki,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 4

Dokonaj klasyfikacji elementów automatyki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  określić rodzaje urządzeń automatyki,
3)  rozpoznać poszczególne elementy,
4)  zanotować powyższe w arkuszu,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  modele układów regulacji automatycznej,
–  przezrocza z elementami i układami automatyki,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić co to jest układ automatyki?

¨ ¨

2) określić jaka jest klasyfikacja elementów i urządzeń automatyki?

¨ ¨

3) wyjaśnić pojęcie automatyzacji

¨ ¨

4) wskazać różnice pomiędzy układem sterowania otwartym a zamkniętym?

¨ ¨

5) określić co to jest układ regulacji?

¨ ¨

6) scharakteryzować schematy blokowe regulacji automatycznej?

¨ ¨

7) określić funkcję urządzeń i układów pomiarowych w układach regulacji?

¨ ¨

8) wskazać czynniki decydujące o właściwościach urządzeń pomiarowych?

¨ ¨

9) wyjaśnić czym jest zakres pomiarowy?

¨ ¨

10) wykonać schemat blokowy układu do pomiaru temperatury?

¨ ¨

11) określić źródła błędów pomiarowych?

¨ ¨

12) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

13) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Przyrządy do pomiaru wielkości mechanicznych

4.2.1. Materiał nauczania

Przetworniki pomiarowe

Przetworniki pomiarowe wchodzą w skład urządzeń pomiarowych i w związku z tym

powinny spełniać takie same wymagania jak inne elementy tych urządzeń, odnosi się to
w pierwszym rzędzie do klasy dokładności.
Przetworniki

są

budowane

jako

układy

bez

sprzężenia

zwrotnego

lub

jako

autokompensacyjne  układy  ze  sprzężeniem  zwrotnym.  Przetwornik  pracujący  w  układzie
otwartym  cechuje  kolejne,  jednokierunkowe  przetwarzanie  sygnałów  od  czujnika  przez
zespół przetworników pośrednich, aż do uzyskania sygnału wyjściowego o pożądanej postaci.
W  przetwornikach  pracujących  w  układzie  zamkniętym  sygnał  wyjściowy  jest  przetwarzany
z  powrotem  do  postaci  umożliwiającej  porównanie  go  z  sygnałem  wyjściowym  czujnika.
Schemat  blokowy  układu  otwartego,  przedstawiony  na  rysunku  4,  odpowiada  manometrowi
różnicowemu

czujnikiem

indukcyjnościowym,

rozbudowanemu

przetwornik,

otrzymywanego z czujnika indukcyjnościowego, sygnału napięcia przemiennego na
standardowy sygnał prądowy.

Rys.4. Schemat blokowy przetwornika: a) pracującego w układzie otwartym; b) pracującego w układzie

zamkniętym [4, s. 45]

Schemat blokowy układu zamkniętego, odpowiada działającemu na zasadzie kompensacji

sił  miernikowi  różnicy  ciśnień.  Obydwa  układy  mierzą  tę  samą  wielkość:  różnicę  ciśnień,
obydwa  wytwarzają  taki  sam  standardowy  sygnał  prądowy,  można  je  więc  porównywać.
Widać,  że  układ  zamknięty  jest  bardziej  skomplikowany.  Można za to spodziewać się po nim
większej  dokładności.  Przy  określonej  różnicy  ciśnień  sygnał  wyjściowy  układu  otwartego
zależy  od  charakterystyki  czujnika  indukcyjnościowego,  od  napięcia  zasilania  tego  czujnika
oraz  od  wzmocnienia  przetwornika  napięcia  przemiennego  na  sygnał  prądowy.  W  tych
samych  warunkach  sygnał  wyjściowy  układu  zamkniętego  zależy  tylko  od  charakterystyki
przetwornika prąd-siła, czyli od charakterystyki elektromagnesu.
Nietrudno  zauważyć,  że  klasa  układu  zamkniętego  będzie  zdecydowanie  wyższa. Zrozumiała
też  staje  się  tendencja  do  obejmowania  sprzężeniem  zwrotnym  jak  największej  części
urządzenia pomiarowego. [4, s.45]
Budowę  ważnego  elementu  urządzeń  pomiarowych,  przetwornika  elektropneumatycznego
stosowanego  jako  element  przetwarzający  elektryczny  sygnał  pomiarowy  na  sygnał
wejściowy regulatora pneumatycznego przedstawiono schematycznie na rysunku 5.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.5. Schemat przetwornika pneumatyczno-elektrycznego; 1 – elektromagnes, 2 – dźwignia, 3 – czujnik

indukcyjnościowy przesunięcia, 4 – wzmacniacz, 5 – mieszek [4, s. 45]

Przetwornik zbudowany jest w typowym układzie równoważni elektropneumatycznej.

Prąd  wejściowy  przetwornika  płynąc  przez  cewkę  znajdującą  się  w  polu  magnesu  trwałego
powoduje  powstanie  siły.  Pod  działaniem  tej  siły  nastąpi  odchylenie  dźwigni,  a  wiec  zmiana
odległości  między  dyszą,  a  przysłoną.  To  z  kolei  spowoduje  zmianę  spadku  ciśnienia
w  układzie  dysza-przysłona  a  więc  zmianę  ciśnienia  wyjściowego  z  tego  układu.  Ciśnienie
wyjściowe  układu  dysza-przysłona  stanowi  po  wzmocnieniu  sygnał  wyjściowy  przetwornika,
a  jednocześnie  zasila  mieszek  kompensujący  siłę  wytwarzaną  przez  elektromagnes.  W  stanie
równowagi ciśnienie wyjściowe jest więc proporcjonalne do prądu wejściowego.
Przetworniki  działające  na  zasadzie  równoważni,  czyli  równoważenia  sił,  stosowane  są  do
przetwarzania  na  sygnał  pneumatyczny  sygnałów  otrzymywanych  z  czujników  w  postaci  siły
lub ciśnienia.

Pomiary położenia oraz przesunięć liniowych i kątowych

Pomiary przesunięć zajmują w automatyce miejsce szczególnie ważne. Przesunięcia

występują  bowiem  jako  wielkość  pośrednia  przy  pomiarach  wielu  różnych  wielkości
fizycznych,  a  więc  elementy  do  pomiaru  przesunięć  będą  występowały  jako  części  składowe
urządzeń  do  pomiaru  tych  wielkości.  Ponadto  w  wielu  dziedzinach  są  stosowane  różnego
rodzaju  serwomechanizmy,  w  których  dokładny  pomiar  położenia  jest  warunkiem
prawidłowego działania.

Najbardziej znaną grupę czujników przesunięć mechanicznych stanowią czujniki

analogowe,  przypisujące  każdej  wartości przesunięcia odpowiednią,  zmieniającą się w sposób
ciągły,  wartość  pewnej  wielkości  fizycznej,  najczęściej  napięcia  stałego  lub  przemiennego.
Czujniki  te,  mimo  że  umożliwiają  niekiedy  osiągnięcie  dużych  dokładności  bezwzględnych
(rzędu  części  mikrometra),  nie  dają  możliwości  uzyskania  dokładności  względnej  pomiarów
lepszej  niż  0,1  %.  Ograniczenia  te  wynikają  m.  in.  z  dokładności  przyrządów  wskazujących.
Niemożność  uzyskania  dużych  dokładności  względnych  oznacza,  że  nie  można  osiągać
dużych  dokładności  przy  dużych  zakresach  pomiarowych.  Na  przykład  przy  zakresie
pomiarowym  l  m  dokładność  względna  0,1  %  oznacza  pomiar  z  błędem  l  mm.  W  wielu
zastosowaniach taka dokładność jest niewystarczająca.

Konieczność wykonywania pomiarów przesunięć mechanicznych z bardzo dużą

dokładnością  względną  spowodowała  opracowanie  nowej  metody  pomiarowej:  podziału
całego  zakresu  pomiarowego  na  kilka  dokładnie  wyznaczonych  podzakresów.  Stosowane  są
dwie  odmiany  takiego  rozwiązania:  układy  cyfrowe,  w  których  podzakresy  są  bardzo
niewielkie  i  wartość  przesunięcia  otrzymuje  się  przez  ich  zliczanie,  oraz  układy  mieszane,
w  których  zliczanie  podzakresów  daje  zgrubny  wynik  pomiaru  uzupełniany  pomiarem
analogowym  wewnątrz  podzakresu.  Często  stosowaną  metodą  pomiaru  przesunięć  liniowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jest pomiar przesunięć kątowych i dodatkowe zliczanie obrotów śruby napędowej lub wirnika
silnika napędzającego przez przekładnię element ruchomy. [4, s.47]

Do pomiaru przesunięć kątowych, obok czujników używanych także do pomiaru

przesunięć

liniowych,

jest

stosowana

grupa

elementów,

które

można

nazwać

transformatorami obrotowymi. Elementy te, których najbardziej znanym przedstawicielem
jest selsyn, zasługują na specjalną uwagę ze względu na szerokie i różnorodne zastosowania.

Potencjometry

Jednym z najbardziej znanych czujników przesunięcia jest potencjometr, którego styk

ślizgowy  (szczotka),  wykonując  ruch  prostoliniowy,  obrotowy  lub  śrubowy,  przyjmuje
położenie  odpowiadające  przesunięciu  mierzonemu.  Potencjometr  włączony  w  prosty  układ
elektryczny przetwarza przesunięcie prostoliniowe lub kątowe w zakresie od jednego do kilku
obrotów,  na  napięcie  stałe  lub  przemienne.  Potencjometry  wykonywane  są  najczęściej
z cienkiego, izolowanego drutu oporowego nawiniętego na izolacyjnej płytce lub pręcie. Styk
ślizgowy  przesuwa  się  po  ścieżce  powstałej  przez  zdjęcie  z  zewnątrz  izolacji.  Jeżeli
potencjometr  nawinięty  jest  na  karkasie  o  stałym  przekroju,  wówczas  rezystancja
przypadająca  na  jednostkę  jego  długości  jest  stała  i  napięcie  mierzone  na  styku  ślizgowym
będzie się zmieniało proporcjonalnie do zmian położenia styku ślizgowego.

Potencjometry stosowane są do pomiarów przesunięć w zakresie l cm ÷ 0,5 m;

największe  uzyskiwane  dokładności  wynoszą  ok.  0,05  mm,  ale  nie  więcej  niż  0,1  %.  Wadą
podstawową  potencjometrów  jest  ich  wrażliwość  na  wilgotność,  zapylenie,  wyziewy
agresywne,  wibracje  itp.  Tam,  gdzie  to  jest  możliwe,  potencjometry  są  zastępowane  bardziej
odpornymi  i  niezawodnymi  czujnikami  bezstykowymi,  w  niektórych  jednak  przypadkach,  np.
w rejestratorach autokompensacyjnych, potencjometry są nadal bezkonkurencyjne. [4, s.48]

Rys.6. Schematy potencjometrycznego pomiaru przesunięcia: a)liniowego; b) kątowego [4, s. 48]

Czujniki indukcyjnościowe

Typowym, mającym szerokie zastosowanie, bezstykowym czujnikiem przesunięcia jest

czujnik  indukcyjnościowy.  Czujnik  indukcyjnościowy  przetwarza  przesunięcie  liniowe  lub
kątowe  jego  części  ruchomej  na  zmianę  indukcyjności  własnej  lub  wzajemnej  cewek
czujnika.  Jego  działanie  jest  oparte  na  zależności  indukcyjności  od  przewodności  obwodu
magnetycznego.  Najprostszy  czujnik  indukcyjnościowy  składa  się  z  cewki  (powietrznej  lub
nawiniętej na rdzeniu ferromagnetycznym) i ruchomego rdzenia ferromagnetycznego.

Czujniki indukcyjnościowe stosowane są do pomiarów przesunięć w zakresie od setnych

części do kilkudziesięciu milimetrów, osiągane dokładności zależą od zakresów
pomiarowych. Największą dokładność zapewniają transformatorowe czujniki różnicowe. Przy
odpowiednim wykonaniu i niewielkim zakresie pomiarowym pozwalają one uzyskiwać
dokładności

tysięcznych

części

milimetra.

Czujniki

indukcyjnościowe

mogą

być

wykonywane w sposób zapewniający im dużą odporność na wpływy zewnętrzne. Do
zasilania jest używane napięcie o częstotliwości akustycznej lub (rzadziej) napięcie sieci.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.7. Schemat czujnika indukcyjnościowego różnicowego: a) solenoidalnego; b) o zmiennej długości szczeliny

[4, s. 51]

Czujniki pojemnościowe

Pojemnościowym czujnikiem przesunięcia jest kondensator, którego pojemność może być

zmieniana na skutek przesunięcia któregoś z jego elementów.
Zmianom może więc podlegać powierzchnia czynna lub odległość między okładzinami
kondensatora, albo też przenikalność względna dielektryka.

Czujniki pojemnościowe należą do najczulszych czujników przesunięć, mogą być

stosowane  do  pomiarów  przesunięć  mniejszych  od  mikrometra.  Zakres  górny  mierzonych
przesunięć  dla  czujników  pojemnościowych  wynosi  kilkanaście  centymetrów.  Pojemności
czujników  pojemnościowych  wynoszą  kilka  do  kilkuset  pikofaradów,  względne  zmiany
pojemności  –  od  setnych  części  procenta  do  stu  procent.  Cechami  charakterystycznymi
czujników  pojemnościowych  są:  mały  wyjściowy  opór  mechaniczny  oraz  bardzo  duża
rezystancja  wyjściowa.  Głównymi  źródłami  niedokładności  tych  czujników  są  pojemności
brzegowe,  sprzężenia  z  sąsiednimi  elementami,  pojemności  doprowadzeń,  zmiany
przenikalności  elektrycznej  spowodowane  kurzem,  brudem,  zmiany  przenikalności
elektrycznej  powietrza  przy  zmianach  wilgotności  i  temperatury  oraz  błędy  wprowadzone
przez układy pomiaru pojemności.

Rys.8. Schemat różnicowego pojemnościowego czujnika przesunięć: a) o zmiennej odległości okładzin;

b) o zmiennej przenikalności względnej [4, s. 53]

Selsyny

Selsyny, budową przypominające małe prądnice trójfazowe, były opracowane do

przekazywania  na  odległość  położenia  kątowego  oraz  jako  czujniki  do  pomiaru  położenia
kątowego  lub  różnicy  kątów.  Przekazywanie  kąta  odbywa  się  w  tzw.  łączu  wskaźnikowym
składającym  się z selsyna nadawczego i jednego lub kilku selsynów odbiorczych. Do pomiaru
różnicy  kątów  stosuje  się  wiele  układów,  z  których  najpopularniejszym  jest  układ  łącza
transformatorowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.9. Schemat budowy selsyna: 1 – wirnik, 2 – stojan, 3 – uzwojenie wirnika, 4 – uzwojenia stojana [4, s. 54]

Uzwojenie  stojana  składa  się  z  trzech  części  na  ogół  połączonych  w  gwiazdę  i  tak
rozmieszczonych,  aby  ich  osie  geometryczne  tworzyły  ze  sobą  kąty  120°.  Uzwojenie  to
umieszczone  jest  w  ukośnych  względem  osi  wału  żłobkach,  równomiernie  rozmieszczonych
na  obwodzie.  Precyzja  wykonania  i  nawinięcia  uzwojenia  stojana  ma  zasadnicze  znaczenie
dla dokładności działania selsyna. [4, s.54]

Cyfrowe urządzenia do pomiaru przesunięć liniowych i kątowych

Najprostszym rozwiązaniem cyfrowego pomiaru przesunięć jest zliczanie elementarnych

działek oznaczających wykonanie przesunięcia o określoną wartość.
Na  obwodzie  szklanej  tarczy  naniesione  są  w  równych  odstępach  nieprzezroczyste  działki.
Działki  powinny  być  naniesione  bardzo  dokładnie,  decyduje  to  bowiem  o  dokładności
pomiaru.  Szerokość  nieprzezroczystych  działek  powinna  być  taka  sama,  jak  szerokość
oddzielających  je  przezroczystych  odstępów.  Z  jednej  strony  tarczy  umieszczone  jest  źródło
światła,  z  przeciwnej  strony  fotoelementy  mierzące  natężenie  przepuszczanego  przez  tarczę
strumienia  świetlnego.  Sygnały  z  fotoelementów  są  wzmacniane  i  formowane  tak,  że
w efekcie otrzymywane są przebiegi prostokątne. [4, s.59]

Rys.10. Cyfrowy pomiar przesunięć kątowych: a) schemat działania układu; b) przebiegi napięć otrzymywanych

z fotoelementów; 1- tarcza pomiarowa, 2 – oświetlacz, 3 – fotoelementy, 4 – wzmacniacze, 5 – układ

wykrywania kierunku obrotu i licznik, 6 – wycinek tarczy pokazany w powiększeniu [4, s. 60]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiar przesunięcia uzyskuje się w wyniku zliczania impulsów, z których każdy oznacza

przejście  pod  fotoelementem  pojedynczej  działki.  W  większości  zastosowań  mierzone  są
przesunięcia  dwukierunkowe.  Otrzymywane  impulsy  mogą  więc  oznaczać  przesunięcie
w kierunku uznanym za dodatni i wtedy powinny być dodawane do zawartości licznika, mogą
też  oznaczać  przesunięcie  w  kierunku  przeciwnym  (ujemnym)  i  wtedy  powinny  być
odejmowane od zawartości licznika.

Urządzenia pomiarowe, w których wynik pomiaru otrzymuje się przez zliczenie

impulsów,  nie  mają  stałego  punktu  odniesienia  i  zawsze  istnieje  obawa,  że  wynik  pomiaru
zostanie  nieodwracalnie  zniekształcony  przez  błąd  licznika.  Jedynym  właściwie  cyfrowym
urządzeniem  do  pomiaru  położenia,  które  tej  wady  nie ma,  jest tarcza  kodowa. Na  tarczy  tej
jest  naniesiony  szereg  pierścieni  z  występującymi  na  przemian  segmentami  przezroczystymi
i  zaczernionymi.  Pierścień  najbliższy  środka  tarczy  podzielony  jest  na  dwie  części,  zawiera
więc  jeden  segment  zaczerniony  i  jeden  przezroczysty.  Następny  pierścień  podzielony  jest  na
cztery  części  i  zawiera  dwa  segmenty  zaczernione,  rozdzielone  dwoma  segmentami
przezroczystymi.  Trzeci  pierścień  podzielony  jest na  osiem  części,  czwarty  na szesnaście  itd.,
każdy  następny  pierścień  zawiera  dwukrotnie  więcej  segmentów  niż  poprzedni.  Liczba
pierścieni  określa  liczbę  segmentów  na  zewnętrznym  pierścieniu,  a  zatem  dokładność
pomiaru.  Jak  łatwo  obliczyć,  na  zewnętrznym  pierścieniu  jest  2

segmentów (n – liczba

pierścieni).  Z  tarczą  współpracuje  zespół  fotoelementów,  wykrywających,  czy  nad  nimi
znajduje  się  segment  zaczerniony  czy  przezroczysty.  Pojawieniu  się  segmentu  zaczernionego
odpowiada  sygnał,  któremu  przypisujemy  wartość  0,  a  pojawieniu  się  segmentu
przezroczystego  –  sygnał,  któremu  przypisujemy  wartość  l  w  dwójkowym  systemie  liczenia.
Każdemu  położeniu  tarczy  kodowej  odpowiada  więc  kombinacja  zer  i  jedynek,  czyli  liczba
dwójkowa,  która  stanowi  miarę  położenia  kątowego  tarczy.  Wykonywane  są  tarcze  kodowe
z odczytem  fotoelektrycznym,  takie  jak  opisana  powyżej, oraz z odczytem stykowym. Liczba
pierścieni  n  waha  się  od  kilku  (tarcze  z  odczytem  stykowym)  do  dziesięciu,  a  nawet
kilkunastu (tarcze z odczytem fotoelektrycznym). [4, s.63]

Rys.11. Tarcza kodowa: a) schemat budowy; b) wycinek tarczy

1 – tarcz, 2 – źródło światła, 3 – przysłona, 4 – zestaw fotoelementów, 5 – zestaw sygnałów wyjściowych dla

przedstawionego położenia tarczy [4, s. 63]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiary sił i odkształceń

Siłę można mierzyć po uprzednim jej skompensowaniu siłą o wartości znanej lub łatwej

do  zmierzenia.  Jako  siły  kompensujące  wykorzystywane  są  siły  sprężystości  lub  siły
wytwarzane przez układy elektromagnetyczne, albo pneumatyczne.
Równoważenie  pneumatyczne  lub  elektromagnetyczne  jest  stosowane  przy  pomiarach
niewielkich sił,  występujących  jako  wielkości  pośrednie w  różnego  rodzaju  aparatach, jak np.
w  przetwornikach,  w  których  wykorzystuje  się  równoważnię  elektromechaniczną  lub
pneumatyczną.

Rys.12. Schemat dynamometru z płaską sprężyną i indukcyjnościowym czujnikiem do pomiaru jej odkształceń;

1 – sprężyny, 2 – indukcyjnościowy czujnik przesunięć [4, s. 64]

Jeżeli siła mierzona działa na element sprężysty, wywołuje to jego odkształcenie

i  powstanie  siły  sprężystości,  równoważącej  siłę  mierzoną.  Odkształcenie  elementu
sprężystego  może  wywoływać  zmiany  jego  właściwości  elektrycznych  lub,  jeżeli  jest
wystarczająco  duże,  może  być  mierzone  jako  przesunięcie  jednego  z  jego  punktów.  Do  tej
ostatniej  grupy  należą  powszechnie  znane  dynamometry  sprężynowe,  w  których  wydłużenie
sprężyny,  lub  ugięcie  membrany  jest  odczytywane  bezpośrednio  na  podziałce.  Dokładność
dynamometrów  sprężynowych  jest  uwarunkowana  liniowością  i  stabilnością  charakterystyk
sprężyn;  przy  dobrych  sprężynach  niedokładność  nie  powinna  przekraczać  1%.  Zakres
pomiaru siły wynosi do 200 kN.
Bezpośrednie  przetwarzanie  sił  na  sygnał  elektryczny  umożliwiają  czujniki  magnetosprężyste
i  piezoelektryczne.  W  czujnikach  magnetosprężystych  wykorzystywane  jest  zjawisko  zmian
przenikalności  magnetycznej  ferromagnetyków  przy  ich  deformacji  w  granicach  odkształceń
sprężystych.  Zjawisko  to  jest  ściśle  związane  ze  zjawiskiem  magnetostrykcji.  Czujniki
magnetosprężyste  wykonywane  są  z  permalojów  o  różnej  zawartości  niklu,  ze  stali
transformatorowej  (tylko  czujniki  pracujące  na  ściskanie),  czystego  niklu,  stali  miękkiej  i  in.
Czujniki  magnetosprężyste  mogą  być  budowane  jako  cewki  o  zmiennej  indukcyjności
własnej  (dławikowe)  lub  jako  transformatory  o  zmiennej  indukcyjności  wzajemnej
(transformatorowe). [4, s.64]

Rys.13. Schematyczne przedstawienie budowy czujników magnetosprężystych: a) dławikowego,

b) transformatorowego [4, s. 65]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Czujniki magnetosprężyste dławikowe pracują z reguły w układach mostków prądu
przemiennego. Stosowane są one do pomiaru sił w zakresie ok. 4·10

N oraz do pomiaru

ciśnień w zakresie ok. 5·10

Pa. Pressduktory (czujnik transformatorowy) mające czułość

mniejszą niż czujniki dławikowe są stosowane do pomiaru większych sił.

W czujnikach piezoelektrycznych jest wykorzystywane zjawisko powstawania na

powierzchni  niektórych  dielektryków  ładunku  elektrycznego  pod  wpływem  odkształceń
mechanicznych.  Właściwość  tę  mają  niektóre  kryształy,  jak  np.  kwarc.  Zjawisko  odwrotne,
zmiany  wymiarów  zewnętrznych  dielektryka  pod  wpływem  pola  elektrycznego,  nazywa  się
zjawiskiem  elektrostrykcji.  Znalazło  ono  szerokie  zastosowanie  w  radiotechnice,  m.  in.
w  filtrach  rezonansowych.  Ponieważ  ładunek  powstający  na  powierzchni  czujnika
piezoelektrycznego  ma  charakter  elektrostatyczny,  jest  on  rozładowywany  przez  rezystancję
własną  dielektryka  oraz  przez  rezystancję  wejściową  wzmacniacza  dołączonego  do  czujnika.
Czujniki  piezoelektryczne  znalazły  więc  zastosowanie  przede  wszystkim  w  pomiarach
dynamicznych  zmiennych  wartości  sił  i  ciśnień.  Zakres  mierzonych  sił  wynosi  kilka  tysięcy
niutonów, a częstotliwości maksymalnie – kilkanaście kiloherców.
Do  pomiaru  odkształceń  mechanicznych,  a  w  związku  z  tym  również  do  pomiaru  sił,
powszechnie  stosowanymi  elementami  są  tensometry  rezystancyjne.  W  tensometrze
rezystancyjnym rezystancja zależy od odkształcenia mechanicznego.

Pomiary parametrów ruchu

Prędkość kątową (obrotową) najczęściej mierzy się prądnicą tachometryczną, układami

częstotliwościowymi  oraz  tachometrami  mechanicznymi.  Prądnice  tachometryczne  są  to
prądnice wykonane bardzo dokładnie, tak aby ich napięcie wyjściowe było zależne liniowo od
prędkości kątowej (obrotowej).
Najprostszym  przykładem  przetwornika prędkości  wirowania na częstotliwość jest impulsator
fotoelektryczny.  W  rozwiązaniu  pierwszym  (rysunek  14  a)  badany  ruch  obrotowy  jest
przenoszony  na  tarczę  mającą  jeden  lub  więcej  wycinków  przezroczystych.  Z  jednej  strony
tarczy  umieszczone  jest  źródło  światła,  z  drugiej  –  przetwornik  fotoelektryczny.  Każde
przejście  wycinka  przezroczystego  między  źródłem  światła,  a  przetwornikiem  powoduje
wytworzenie  impulsu.  W  drugim  rozwiązaniu  (rysunek  14  b)  promień  świetlny  ze  źródła  do
przetwornika  fotoelektrycznego  trafia  po  odbiciu  od  umieszczonego  na  obracającym  się
elemencie  wycinka  lustrzanego.  Tym  odbijającym  wycinkiem  lustrzanym  może  być  nawet
kawałek  folii  naklejonej  na  obracający  się  przedmiot.  Umożliwia  to  bezstykowy,  nie
wprowadzający  obciążeń  momentami  dodatkowymi,  pomiar  prędkości  kątowej.  W  obu
rozwiązaniach  miarą  prędkości  kątowej  jest  częstotliwość  impulsów  z  przetwornika
fotoelektrycznego.  Częstotliwość  ta  mierzona  jest  następnie  cyfrowo  przez  zliczanie
impulsów  przychodzących  w  określonym  czasie,  lub  analogowo  –  np.  przez  pomiar wartości
średniej odpowiednio uformowanych impulsów (rysunek 14 c). [4, s.70]

Rys.14. Impulsowy układ pomiaru prędkości: a) z tarczą impulsującą; b) z wycinkiem odblaskowym naklejonym

na obracającym się przedmiocie; c) sygnał wyjściowy; 1 – źródło światła, 2 – fotoelement, 3 – wycinek

przezroczysty, 4 – wycinek lustrzany, 5 – wartość średnia sygnału wyjściowego [4, s. 70]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metody częstotliwościowe pomiaru prędkości kątowej pozwalają na uzyskiwanie

największych  obecnie  dokładności  pomiarów;  przy  użyciu  tarcz  impulsujących  z  dużą
gęstością  podziału  mogą  być  stosowane  do  pomiaru  bardzo  małych  prędkości  kątowych.
Ponadto  metody  te  nie  wprowadzają  żadnych  lub  wprowadzają  bardzo  małe  obciążenia
układu  badanego.  Jako  impulsatory,  równie  często  jak  układy  fotoelektryczne,  stosowane  są
układy magnetyczne.

Do metod częstotliwościowych zaliczyć można również metodę stroboskopową. Metoda

ta  polega  na  oświetlaniu  obracającego  się  przedmiotu,  światłem  błyskowym  o  regulowanej
i  mierzonej  częstotliwości  błysków.  Jeżeli  nastawiając  częstotliwość  błysków  doprowadzimy
do  ich  synchronizacji  z  obrotami,  tzn.  do  sytuacji,  w  której  na  każdy  obrót  przypada  jeden
błysk,  wówczas  obserwując  obracający  się  przedmiot  odniesiemy  wrażenie,  że  jest  on
nieruchomy.  Jest  to  tzw.  efekt  stroboskopowy.  Wynika  on  z  faktu,  że  obserwator  widzi
obracający  się  przedmiot  zawsze  w  tym  samym  położeniu,  co  pewien  kolejny  obrót,  np.  co
drugi,  co  trzeci  itd.  Wykonując  pomiar  stroboskopem,  należy  rozpoczynać  od  częstotliwości
błysków  na  pewno  większych  niż  częstotliwość  synchroniczna  z  obrotami,  a  następnie
zmniejszać  ją  do  chwili  wystąpienia  po  raz  pierwszy  efektu  stroboskopowego.  Jeżeli
obracający  się  przedmiot  nie  ma  wyróżniających  się  punktów  (jeżeli  jest  to  np.  gładki  wał)
i  efekt stroboskopowy  jest  trudny do zaobserwowania, można dla ułatwienia pomiaru nanieść
na nim znak farbą lub kredą. [4, s.71]

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Gdzie mają zastosowanie przetworniki pomiarowe?
2.  Jakie urządzenia służą do pomiaru przesunięć mechanicznych?
3.  Jakie zastosowanie mają potencjometry?
4.  W jakim zakresie pomiaru przesunięć pracują potencjometry?
5.  Gdzie mają zastosowanie czujniki indukcyjne?
6.  Do czego służą selsyny?
7.  Na  jakiej  zasadzie  działają  cyfrowe  urządzenia  do  pomiaru  przesunięć  liniowych

i kątowych?

8. Jakie urządzenia służą do pomiaru siły?
9. Jakie urządzenia służą do pomiaru parametrów ruchu?
10. Na czym polega pomiar metoda stroboskopową?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sprawdź działanie przetwornika pneumatyczno-elektrycznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  zapoznać się z instrukcją ćwiczeń,
3)  przygotować stanowisko pomiarowe,
4)  wykonać ćwiczenie zgodnie z instrukcją,
5)  zanotować wyniki pomiaru w arkuszu,
6)  przedstawić powyższe w formie opisowej,
7)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  przetwornik pneumatyczno-elektryczny,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar ruchu tarczą kodową.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  zestaw urządzeń do pomiaru z użyciem tarczy kodowej,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Wykonaj pomiar ruchu prędkościomierzem impulsowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  impulsowy układ pomiarowy,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić zastosowanie przetworników pomiarowych?

¨ ¨

2) określić urządzenia do pomiaru przesunięć mechanicznych?

¨ ¨

3) narysować schemat blokowy przetwornika?

¨ ¨

4) wskazać zastosowanie potencjometrów?

¨ ¨

5) określić zakres pomiaru potencjometrów?

¨ ¨

6) określić zastosowanie czujników indukcyjnych?

¨ ¨

7) wskazać zastosowanie selsynów?

¨ ¨

8) scharakteryzować zasadę działania cyfrowych urządzeń pomiarowych?

¨ ¨

9) określić urządzenia do pomiaru siły?

¨ ¨

10) wskazać urządzenia do pomiarów ruchu?

¨ ¨

11) scharakteryzować pomiar metodą stroboskopową?

¨ ¨

12) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

13) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Przyrządy do pomiaru przepływu

4.3.1. Materiał nauczania

Przyrządy do pomiaru przepływu (strumienia)

Pomiary przepływu są prowadzone w celu określenia ilości cieczy i gazów

przepływających w rurociągach. Wykonuje się pomiary prędkości przepływu v (m/s),
strumienia objętościowego Q (m

/s) lub strumienia masy G (kg/s). Wielkości te są ze sobą

powiązane zależnościami, które przy zachowaniu pewnych warunków pozwalają określić
jedną z nich na podstawie pomiaru innej.
Strumień objętościowy, czyli objętość cieczy lub gazu przepływająca w jednostce czasu przez
powierzchnię przekroju rury, jest – przy zachowaniu warunku stałego ciśnienia i przepływu
laminarnego – związany z prędkością przepływu zależnością

Q = S υ,

przy czym: S – powierzchnia przekroju, υ – prędkość średnia przy danym przekroju.
Strumień masy, czyli masa cieczy lub gazu przepływającego w jednostce czasu przez przekrój
przewodu rury, przy znanej gęstości przepływającego czynnika q może być określona na
podstawie pomiaru strumienia objętościowego, bowiem

G = q Q,

Czujniki strumienia wskazują na ogół wartość chwilową. Jeżeli potrzebna jest informacja

o  ilości  przepływającego  czynnika,  to  dodawany  jest  układ  zliczający  (sumujący),
wyskalowany  w  metrach  sześciennych  lub  kilogramach.  Urządzenia  mierzące  ilość
przepływającego czynnika są nazywane licznikami.
Duże  znaczenie,  jakie  mają  pomiary  przepływu  w  przemyśle,  przy  wielkiej  różnorodności
warunków,  w  jakich  te  pomiary  są  wykonywane,  doprowadziło  do  opracowania  wielu
rodzajów przepływomierzy. Najważniejsze z nich to:

−

przepływomierze zwężkowe,

−

indukcyjne,

−

rurki spiętrzające,

−

anemometry wiatraczkowe,

−

termoanemometry,

−

urządzenia zliczające stałe porcje przepływającego czynnika. [4, s.73]

Najbardziej rozpowszechnioną metodą pomiaru strumienia gazu, pary i cieczy jest metoda

zmiennego  spadku  ciśnienia,  wykorzystująca  zależność  spadku  ciśnienia  na  przewężeniu
przewodu,  od  prędkości  czynnika  przepływającego  przez  to  przewężenie.  W  technice
pomiarowej  stosuje  się  kryzy,  dysze  i  zwężki  Yenturiego  jako  kalibrowane  „przewężenia"
wmontowywane w przewody.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.15. Typowe zwężki pomiarowe: a) kryza; b) dysza; c) zwężka Venturiego [4, s. 74]

Przyrządy do pomiaru ciśnienia

Pomiary ciśnienia sprowadzają się do pomiaru sił wywieranych przez ciecze lub gazy na

określoną  powierzchnię.  Mówiąc  o  pomiarach  ciśnienia  mamy  najczęściej  na  myśli  pomiar
względny,  odniesiony  do  ciśnienia  atmosferycznego.  Przyrządy  do  pomiaru  nadciśnienia
(w  stosunku  do  ciśnienia  atmosferycznego)  nazywane  są  manometrami,  do  pomiaru
podciśnienia – wakuometrami, a do pomiaru ciśnienia absolutnego (odnoszonego do próżni) –
barometrami.  Przyrządy  do  pomiaru  różnicy  dwóch  ciśnień  nazywane  są  manometrami
różnicowymi.

Zależnie od sposobu wytwarzania siły kompensującej ciśnienie lub różnicę ciśnienia,

rozróżniamy manometry cieczowe, manometry z elementami sprężystymi oraz manometry
autokompensacyjne.
Jednostką ciśnienia w układzie jednostek SI jest pascal, l Pa = l N/1 m

Manometry cieczowe

W manometrach cieczowych ciśnienie lub różnica ciśnienia jest przetwarzana na różnicę

poziomu  cieczy.  Najprostszym  tego  typu  manometrem  jest  rurka  dwuramienna  w  kształcie
litery  U  wypełniona  częściowo  cieczą,  na  ogół  rtęcią,  wodą,  olejem  lub  alkoholem.
W  ramieniu  rurki,  w  którym  panuje  ciśnienie  niższe,  ustali  się  wyższy  poziom  cieczy,
równoważąc  swoim  ciężarem  różnicę  ciśnienia  w  obu  ramionach  rurki.  Różnica  poziomu
w  obu  ramionach  jest  proporcjonalna  do  różnicy  ciśnienia  i  odwrotnie  proporcjonalna  do
gęstości  cieczy.  Pochylając  jedno  ramię  rurki  można  uzyskać  dużą  dokładność  odczytu
różnicy  poziomu,  a  wypełniając  rurkę  cieczą  o  małej  gęstości  otrzymamy  duże  różnice
poziomu  przy  niewielkich  różnicach  ciśnienia.  Tak  zbudowany  przyrząd  nazwany  został
mikromanometrem. [4, s.87]

Manometry z elementami sprężystymi

W manometrach z elementami sprężystymi ciśnienie jest przetwarzane na przesunięcie.

W  rurce  Bourdona  oraz  będącej  jej  modyfikacją rurce spiralnej wykorzystano tendencję rurki
o  płaskim  przekroju  do  prostowania  się,  jeżeli  ciśnienie  wewnątrz  jest  wyższe  niż  na
zewnątrz.  Ponieważ  jeden  koniec  rurki jest  zamocowany,  jej  prostowanie  się spowoduje ruch
drugiego,  swobodnego  końca.  Przesunięcie  swobodnego  końca  rurki  jest  miarą  ciśnienia.
W  znanych  powszechnie  manometrach  wskazówkowych  stosowane  są  najczęściej  tego
właśnie  typu  elementy  sprężyste.  Ruch  swobodnego  końca  rurki  jest  w  nich  przenoszony  na
wskazówkę.  Zależność  przesunięcia  denka  mieszka  oraz  membrany  od  różnicy  ciśnienia  po
obu  jej  stronach  nie  wymaga  dodatkowych  wyjaśnień;  pudełko  powstaje  przez  złożenie
dwóch membran.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.16. Elementy sprężyste do pomiaru ciśnienia: a) rurka Bourdona; b) rurka spiralna; c) mieszek;

d) membrana; e) pudełko [4, s. 89]

Rys.17. Manometr z rurką Bourdona i czujnikiem indukcyjnościowym do pomiaru odkształceń końca rurki.

1 – rurka Bardona, 2 – czujnik, 3 – zerowanie, 4 – regulacja naprężenia początkowego [4, s. 90]

Rodzaje termometrów

Temperatura jest w przemyśle najczęściej mierzoną wielkością fizyczną. Pomiary

temperatury  występują  we  wszystkich  właściwie  gałęziach  przemysłu.  Wymagane  zakresy
i  dokładności  pomiaru  temperatury,  żądana  postać  sygnału  wyjściowego  oraz  warunki  pracy
są  przy  tym  bardzo  różnorodne.  Zależnie  od  wymagań  stosowane  są  różne  rodzaje
termometrów,  wykorzystujące  różne  zjawiska  fizyczne.  Można  wyróżnić  następujące  rodzaje
termometrów:
1.     Rozszerzalnościowe,  w  których  wykorzystuje się zjawisko rozszerzalności cieczy lub ciał

stałych.

2. Ciśnieniowe, wykorzystujące zależność ciśnienia cieczy lub gazu od temperatury, przy

stałej ich objętości.

3. Rezystancyjne, w których wykorzystywana jest zależność rezystancji metali (np. platyny,

miedzi, niklu) oraz półprzewodników od temperatury.

4. Termoelektryczne, w których wykorzystywane jest zjawisko powstawania siły

elektromotorycznej w obwodzie, w którym dwa złącza dwóch różnych metali znajdują
się w różnej temperaturze.

5. Pirometryczne, w których wykorzystywana jest zależność spektralnego rozkładu

promieniowania emitowanego, od temperatury ciała emitującego. [4, s.106]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1. Zakresy pomiarowe termometrów [4, s. 106]

Rodzaj termometru

Zakres pomiarowy (ºC)

Rozszerzalnościowy
Manometryczny
Rezystancyjny(oporowy)
Termoelektryczny
Pirometr

-190 ÷ 600
-160 ÷ 600
-200 ÷ 500
-50 ÷ 1700

400 ÷ 3500

Jak widać, w pewnych zakresach temperatury mogą być stosowane różnego rodzaju

termometry. Wybór rodzaju termometru zależy wówczas od innych czynników.
Termometry  wymienione  w  punktach  l,  4  wymagają,  aby  ich  czujnik  stykał  się  bezpośrednio
z  obiektem,  którego  temperaturę  mierzymy;  nazywane  są  one  termometrami  stykowymi.
Termometry pirometryczne są przeznaczone do pomiarów zdalnych.
Przy  pomiarze  temperatury  termometrem  stykowym  między  czujnikiem  termometru,
a  obiektem  badanym  występuje  wymiana  ciepła,  w  wyniku  której  temperatura  czujnika
i  obiektu  powinny  się  wyrównać.  Temperatura  czujnika  i  obiektu  badanego  wyrównają  się
w stanie ustalonym, jeżeli istnieje między nimi idealne sprzężenie cieplne.

Termometry rozszerzalnościowe

Zjawisko rozszerzalności cieplnej wykorzystane było przy budowie pierwszych

termometrów.  Były  to  szklane  termometry  cieczowe,  przetrwały  one  w  niewiele  zmienionej
formie i są obecnie najpowszechniej spotykanymi przyrządami do pomiaru temperatury.
Rozszerzalność  cieplną  ciał  stałych  wykorzystano  także  do  budowy  termometrów
bimetalicznych i dylatacyjnych.
W  termometrze  bimetalicznym  czujnikiem  jest  płytka  lub  taśma,  składająca  się  z  dwóch
zespawanych  ze  sobą  warstw,  wykonanych  z  różnych  metali,  mających  różne  współczynniki
rozszerzalności  cieplnej.  Przy  zmianach  temperatury,  na  skutek  niejednakowych  zmian
długości  obu  warstw  taśmy  bimetalicznej,  taśma  będzie  się  odkształcała,  wyginając  się  przy
obniżaniu  temperatury  w  kierunku  warstwy  o większym,  a  przy podwyższaniu  temperatury  –
w kierunku warstwy o mniejszym współczynniku rozszerzalności cieplnej. [4, s.110]

Termometry ciśnieniowe

Przy stałej objętości ciśnienie gazu lub cieczy zależy od temperatury. Zależność tę

wykorzystano do budowy termometrów zwanych ciśnieniowymi lub manometrycznymi.
Czujnikiem jest pojemnik w kształcie wydłużonego walca. Czujnik połączony jest kapilarą
(rurka o bardzo małym przekroju) ze wskaźnikiem manometrycznym. Zależnie od użytego
czynnika termometry ciśnieniowe dzieli się na trzy grupy:
1. Cieczowe, w których cały układ pomiarowy (czujnik, kapilara i manometr) wypełniony jest

cieczą, najczęściej rtęcią.

2. Gazowe, w których cały układ pomiarowy wypełniony jest gazem, np. azotem.
3. Kondensacyjne, w których czujnik wypełniony jest częściowo cieczą o niskiej temperaturze

wrzenia (np. acetonem, benzolem itp.), a częściowo parą nasyconą. Kapilara i manometr
wypełnione są również parą nasyconą, albo (częściej) specjalną cieczą pośredniczącą, np.
gliceryną.

Zaletą termometrów ciśnieniowych jest ich prostota i łatwość uzyskania sygnału wyjściowego
w postaci przesunięcia, które może być wykorzystywane do poruszania wskazówki, pisaka
w rejestratorze, albo do sterowania urządzeniami automatyki. [4, s.111]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Termometry rezystancyjne

W termometrach rezystancyjnych (oporowych) wykorzystuje się zależność rezystancji

niektórych  metali  oraz  niektórych  półprzewodników  od  temperatury.  Zależność  taką
wykazują  prawie  wszystkie  znane  materiały,  jednak  tylko  nieliczne  nadają  się  do
wykorzystania  w  czujnikach  temperatury  (termometrach).  Materiał,  z  którego  ma  być
wykonany  rezystancyjny  czujnik  temperatury,  powinien  charakteryzować  się  stałością
charakterystyki  rezystancji  w  funkcji  temperatury,  dużym  współczynnikiem  temperaturowym,
odpornością  na  wpływy  czynników  zewnętrznych.  Technologia  wytwarzania  tego  materiału
powinna umożliwiać uzyskiwanie czujników o powtarzalnych parametrach.
W  praktyce  pomiarowej  największe  zastosowanie  znalazły  rezystory  metaliczne (drutowe  lub
cienkowarstwowe  –  napylane),  platynowe,  niklowe  i  miedziane  oraz  półprzewodnikowe,
wykonane z tlenków żelaza, manganu, litu i tytanu (tzw. termistory). [4, s.113]
Zawory nastawcze

Elementy (organy) nastawcze umożliwiają w układach sterowania oddziaływanie na

przepływ  energii  lub  materiału  do  lub od obiektu regulacji. Oddziałując na strumień materiału
lub  energii  możemy  sterować  przebiegiem  procesów  zachodzących  w  obiekcie regulowanym.
Elementy nastawcze umożliwiają więc sterowanie obiektem.
Najczęściej  stosowanym  rodzajem  urządzeń  nastawczych  są zawory. Zawory nastawcze służą
do  zmiany  strumienia  cieczy,  pary  lub  gazów  w przewodach rurowych, W  układach  regulacji
automatycznej stosuje się różne rodzaje zaworów, zależnie od warunków pracy.

Zwykłe zawory nastawcze dzieli się na: zawory jednogniazdowe i dwugniazdowe.

Zawory  jednogniazdowe  wysokociśnieniowe  są  wykonywane  jako  proste  lub  kątowe.  Różnią
się one od pozostałych budową oraz kierunkiem przepływu czynnika w zaworze. W zwykłych
zaworach  jednogniazdowych  kierunek  przepływu  jest  taki,  że  ciśnienie  strumienia  działa
w  kierunku  otwierania  zaworu.  W  zaworach  wysokociśnieniowych  jest  odwrotnie.  Zawory
trójdrożne mogą być mieszające lub rozdzielające. [4, s.123]

Rys.18. Schemat konstrukcyjny zaworu: a) jednogniazdowego; b) dwugniazdowego; c) jednogniazdowego

wysokociśnieniowego prostego; d) jednogniazdowego wysokociśnieniowego kątowego; e) trójdrożnego

mieszającego; f); g) trójdrożnego rozdzielającego [4, s. 123]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.19. Zawór regulacyjny: a) jednogniazdowy; b) dwugniazdwy; 1 – korpus, 2 – gniazdo, 3 – grzybek,

4 – prowadnica dolna, 5 – prowadnica górna, 6 – dławnica, 7 – wrzeciono, 8 – część korpusu siłownika,

9 – smarownica, 10 – podwójny grzybek zaworu dwugniazdowego [4, s. 124]

Charakterystyki zaworów

Strumień (natężenie przepływu) cieczy przez zawór, dla cieczy charakteryzujących się

lepkością, przy której liczba Reynoldsa Re > 4000 (niemal zawsze warunek ten jest
spełniony), określone jest zależnością

przy czym: Q – strumień (m3/h); K

– współczynnik normalny przepływu,

∆

zaw

– spadek

ciśnienia na zaworze (kPa/100); q – gęstość czynnika (g/cm

Wartość współczynnika K

zależy od pola przepływu zaworu i dla określonego zaworu

zależy od przesunięcia l wrzeciona. Zależność między przesunięciem wrzeciona a wartością
współczynnika K

nazywa się charakterystyką wewnętrzną zaworu. Jest to charakterystyka

statyczna  zaworu  określająca  jego  właściwości  nastawcze.  Charakterystyka  otwarcia  zaworu
jest  zależna  od  kształtu  i  rozmiarów  grzybka.  W  praktyce  stosowane  są  najczęściej  dwa
podstawowe  rodzaje  zaworów  używanych  do  płynnej  regulacji  strumienia  (natężenie
przepływu):  o  charakterystyce  otwarcia  stałoprocentowej  (logarytmicznej)  i  liniowej
W  zaworach  przeznaczonych  do  sterowania  typu  zamknięte-otwarte  stosowane  są  grzybki
szybkootwierające. [4, s.128]

Rys.20. Charakterystyki otwarcia zaworu: 1 – liniowego, 2,3 stałoprocentowego, 4 – szybko otwierającego

[4, s. 128]

zaw

∆

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dobór charakterystyki zaworu do charakterystyki statycznej obiektu regulacji

Dobrze dobrany zawór powinien przede wszystkim zapewnić wymagany zakres zmian

strumienia (natężenia przepływu). Ponadto pożądane jest, aby istniała określona zależność
między wartością wielkości wyjściowej regulatora, a wartością strumienia. Najczęściej
wymaga się, aby zależność ta była liniowa.

Rys.21. Instalacja ze stałym ciśnieniem wymuszającym, pochodzącym od ciśnienia statycznego: a) schemat;

b) wykres ciśnienia; c) charakterystyka wewnętrzna instalacji

1 – ciśnienie wymuszające, 2 – spadek ciśnienia w instalacji [4, s. 131]

W praktyce przy dobieraniu zaworu przyjmuje się na ogół, że spadek ciśnienia na

zaworze  całkowicie  otwartym  powinien  mieć  wartość  ok.  30÷50%  wartości  ciśnienia
całkowitego.
Zawory  o  charakterystykach  stałoprocentowych  zalecane  są  do  stosowania  w  układach
regulacji  z  obiektami  mającymi  duże  wzmocnienie  przy  małych  strumieniach  (do  obiektów
takich  należą  m.  in.  obiekty  z  regulowaną  temperaturą  lub  ciśnieniem).  Zalecane  są  również
wtedy,  gdy  spadek  ciśnienia  na  zaworze  zmienia  się  w  szerokich  granicach.  Zawory
o  charakterystykach  liniowych  zalecane  są  jako  zawory  redukcyjne  przy  znacznych  spadkach
ciśnienia  na  zaworze.  W  przypadkach wątpliwych,  gdy  brak jest  danych  o  zmianach  ciśnienia
na zaworze, zalecane jest stosowanie zaworów o charakterystykach stałoprocentowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  W jakim celu wykonuje się pomiary przepływu?
2.  Jakie znasz rodzaje przepływomierzy?
3.  Jakie znasz przyrządy do pomiaru ciśnienia?
4.  Jakie znasz rodzaje termometrów?
5.  Jakie zjawiska wykorzystywane są do pomiaru w termometrach?
6.  Gdzie mają zastosowanie termometry ciśnieniowe?
7.  Na jakiej zasadzie działają termometry rozszerzalnościowe?
8.  Co to są urządzenia nastawcze?
9.  Z jakich elementów zbudowany jest zawór?
10. Co to jest charakterystyka zaworu?
11. Jakie parametry mają wpływ na wybór zaworu?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiar ciśnienia manometrem z rurką Bourdona.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  przyrząd z rurką Bourdona,
–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar temperatury czujnikiem termoelektrycznym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  termometr termoelektryczny,
–  miliwoltomierz,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Rozpoznaj zawory i określ ich przeznaczenie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  zapoznać się z instrukcją ćwiczeń,
3)  dokonać analizy zaworów,
4)  przedstawić powyższe w formie opisowej,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  arkusz,
–  modele zaworów,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić cel wykonywania pomiarów przepływu?

¨ ¨

2) określić rodzaje przepływomierzy?

¨ ¨

3) scharakteryzować przyrządy do pomiaru ciśnienia?

¨ ¨

4) scharakteryzować rodzaje termometrów?

¨ ¨

5) określić zjawiska wykorzystywane do pomiaru w termometrach?

¨ ¨

6) wskazać zastosowanie termometrów ciśnieniowych?

¨ ¨

7) scharakteryzować zasadę działania termometrów rozszerzalnościowych ?

¨ ¨

8) wyjaśnić do czego służą urządzenia nastawcze?

¨ ¨

9) określić elementy budowy zaworu?

¨ ¨

10) wyjaśnić co to jest charakterystyka zaworu?

¨ ¨

11) określić parametry podczas doboru zaworu?

¨ ¨

12) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

13) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Siłowniki, regulatory i rejestratory

4.4.1. Materiał nauczania

Siłowniki:  są  to  elementy  napędowe  w  układach  regulacji  automatycznej  do  nastawiania
położenia  zaworów  i  przepustnic.  Dostarczają  one  energii  mechanicznej  niezbędnej  do
przestawienia  elementu  nastawczego  zgodnie  z  sygnałem  wyjściowym  regulatora.
Rozróżniamy siłowniki:

−

elektryczne,

−

pneumatyczne,

−

hydrauliczne,

−

elektrohydrauliczne,

−

elektropneumatyczne.

Najbardziej rozpowszechnione są siłowniki pneumatyczne. Siłowniki pneumatyczne dzielimy
na następujące grupy:

−

membranowe,

−

tłokowe,

−

wirnikowe. [4, s.138]
Siłownik membranowy o działaniu prostym: ciśnienie sterujące doprowadzane jest nad

górną  pokrywę  siłownika  działając  na  elastyczną  membranę  powodując  jej  uginanie.
Membrana  za  pośrednictwem  sztywnego  talerza  naciska  na  sprężynę.  Siła  pochodząca  od
ściskanej  sprężyny  zwiększa  się  proporcjonalnie  do  wartości  ugięcia.  Dla  każdej  wartości
ciśnienia  równowaga  następuje  przy  innej  wartości  ugięcia  membrany.  Jeżeli  więc  sprężyna
jest  odpowiednio  dobrana  to  dla  pewnej  wartości  ciśnienia  ugięcie  sprężyny  powoduje
zrównoważenie  siły  wywieranej  przez  membranę  siłą  pochodzącą  od  ściskanej  sprężyny.
Ruch  membrany  przenoszony  jest  za  pośrednictwem  trzpienia  na  zewnątrz  obudowy
siłownika. Naciąg sprężyny regulowany jest poprzez wkręcenie w obudowę siłownika śruby.

Rys.22. Siłownik pneumatyczny o działaniu: a) prostym; b) odwrotnym: 1 - membrana, 2 – sprężyna, 3 –

pokrywa górna, 4 – obudowa dolna, 5 – talerz, 6 – trzpień, 7 – śruba regulacyjna [4, s. 139]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Siłownik membranowy o działaniu odwrotnym: różni się umieszczeniem sprężyny

zwrotnej.  Sprężyna  zwrotna  umieszczona  jest  nad  membraną,  a  ciśnienie  sterujące  podawane
jest  pod  membranę.  Wobec  tego  ciśnienie  sterujące  powoduje  wciąganie  trzpienia,  a  więc
otwieranie zaworu.
Siłowniki  hydrauliczne  stosowane  są  przede  wszystkim  tam  gdzie  wymaga  się  od  siłownika
wywierania  dużych  sił.  Sterowane  one  są  na  ogół  za  pośrednictwem  elementów
wzmacniających  zwanych  rozdzielaczami.  Wielkością  sterującą  jest  przesunięcie  suwaka
rozdzielacza.  Odchylenie  suwaka  od  położenia  powoduje  doprowadzanie  oleju  o  ciśnieniu
równym  ciśnieniu  zasilającemu  do  jednej  z  komór  siłownika,  a  w  konsekwencji  powoduje
ruch  tłoka  siłownika.  Ruch  tłoka  będzie  trwał  tak  długo,  dopóki  suwak  rozdzielacza  będzie
odchylony  od  położenia  środkowego.  Wartość  odchylenia  suwaka  rozdzielacza  decyduje
o  prędkości  ruchu  tłoka.  Siłowniki  hydrauliczne  pracują  przy  ciśnieniu  w  granicach  od  600-
8000 kPa.
Siłowniki elektryczne: budowane są w dwóch rodzajach:

−

silnikowe,

−

elektromagnetyczne.

Siłowniki  elektromagnetyczne  stosowane  są  do  sterowania  zaworami  o  niewielkich
średnicach  nominalnych.  W  siłownikach  tych  przepływ  prądu  przez  uzwojenie
elektromagnesu  powoduje  powstawanie  siły  wciągającej  rdzeń  i  natychmiastowe  wciągnięcie
go do góry. Ruch rdzenia do góry powoduje całkowite otwarcie zaworu. Po wyłączeniu prądu
zasilającego  elektromagnes  zawór  zamyka  sprężyna  zwrotna.  Stosowane  są  również  inne
konstrukcje,  w  których  załączenie  elektromagnesu  powoduje  zamknięcie  zaworu,
a wyłączenie otwarcie zaworu.

Zadania spełniane przez regulatory w układach regulacji automatycznej

W układach regulacji automatycznej regulator zastąpił operatora, który w układzie

sterowania ręcznego kontrolował przebieg procesu regulowanego. Do najważniejszych zadań
jakie regulator musi spełniać należą:

−

porównywanie wartości mierzonej wielkości regulowanej z wartością zadaną (określanie
wartości uchybu regulacji);

−

wytwarzanie sygnału wyjściowego o wartości zależnej od wartości uchybu regulacji,
czasu występowania uchybu i szybkości jego zmian;

−

zapewnienie sygnałowi wyjściowemu postaci i mocy potrzebnej do uruchomienia
urządzeń wykonawczych.

Nie są to jednak wszystkie funkcje regulatora. Przez pojęcie regulatora jako urządzenia
rozumie się obecnie aparat, który dodatkowo zawiera urządzenia:

−

do nastawiania wartości zadanej (tzw. zadajniki),

−

przełączniki rodzaju pracy regulatora,

−

urządzenia do sterowania ręcznego obiektem oraz mierniki mierzące wartość wielkości
istotnych dla procesu regulacji.

Często  regulatory  wykonywane  są  w  postaci  dwóch  konstrukcyjnie  rozdzielonych  urządzeń:
regulatora  i  tzw.  stacyjki  manipulacyjnej.  Mierniki,  zadajnik,  przełącznik  rodzaju  pracy  oraz
urządzenie  do  sterowania  ręcznego  umieszczane  są  wówczas  w  stacyjce  manipulacyjnej.
Budowane  są  również  regulatory  zawierające  urządzenia  umożliwiające  im  współpracę
z elektronicznymi maszynami cyfrowymi (komputerami). [4, s.159]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rodzaje regulatorów

Najstarszą grupę regulatorów stanowią regulatory nie korzystające z energii pomocniczej,

czyli regulatory bezpośredniego działania. Mają one niestety ograniczony zakres
zastosowania, ponieważ trudno za ich pomocą uzyskać dużą dokładność regulacji. Regulatory
korzystające z energii pomocniczej dzielą się na:

−

elektryczne,

−

pneumatyczne,

−

hydrauliczne.

Innym kryterium klasyfikacji regulatorów jest postać sygnału wyjściowego regulatora.
Wyróżnić można regulatory z sygnałem wyjściowym nieciągłym i z sygnałem wyjściowym
ciągłym.

Regulatory z sygnałem wyjściowym nieciągłym mogą być dwustawne i impulsowe.

Regulatory  dwustawne  działają  na  zasadzie  „załączyć-wyłączyć",  zależnie  od  znaku  uchybu
regulacji.  Regulatory  tego  typu  mają  szerokie  zastosowanie  w  urządzeniach  powszechnego
użytku, szczególnie przy regulacji temperatury.
Wraz  z  szerokim  rozpowszechnieniem  mikrokomputerów  pojawiła  się  nowa  klasa
regulatorów: regulatory cyfrowe.

Regulatory cyfrowe początkowo były realizowane jako podprogramy w dużych

komputerach  sterujących  procesami,  obecnie  są  budowane  jako  wyodrębnione  aparaty
tablicowe.  W  regulatorach  cyfrowych  sygnał  wyjściowy  jest  obliczany  przez  program
umieszczony w pamięci regulatora.

Najliczniejszą, najbardziej uniwersalną grupę stanowią regulatory z sygnałem

wyjściowym  ciągłym.  W  tej  grupie  budowane  są  regulatory:  elektryczne  (analogowe
i  cyfrowe),  pneumatyczne  i  hydrauliczne.  W  zależności  od  sposobu  kształtowania  sygnału
wyjściowego  mogą  to  być  regulatory  typu  P,  PI,  PD  bądź  PID,  czyli  proporcjonalne,
proporcjonalno-całkowe,

proporcjonalno-różniczkowe

lub

proporcjonalno-całkowo-

różniczkowe. [4, s.161]

Nastawianie regulatorów

Regulatory typu P, PI, PID produkuje się jako uniwersalne. Oznacza to, że mogą być

stosowane  w  układach  regulacji  różnych  wielkości  w  różnego  rodzaju  obiektach.
W  zależności  od  statycznych  i  dynamicznych  parametrów  obiektów  będą  się  zmieniały
wymagania  co  do  wartości  parametrów  regulatorów.  W  regulatorach  uniwersalnych wartości
poszczególnych  parametrów  można  nastawiać  odpowiednimi  pokrętłami  zaopatrzonymi
w  podziałki.  Zakres  zmian  (nastaw)  parametrów  powinien  umożliwiać  dostrajanie
regulatorów  do  wymagań  różnych  obiektów.  W  produkowanych  obecnie  regulatorach
uniwersalnych  stosowane  są  najczęściej  następujące  zakresy  zmian  poszczególnych
parametrów:

−

zakresu proporcjonalności x

w granicach 3 ÷ 400%,

−

zakresu zdwojenia T

w granicach 3 s. ÷ 30 min,

−

zakres wyprzedzenia T

w granicach 0 ÷ 15 min.

Stacyjki komputerowe

Regulatory pracujące w ramach komputerowych układów automatyki spełniają kilka

dodatkowych zadań. Są dwa rodzaje komputerowych układów automatyki, w których pracują
uniwersalne regulatory analogowe: układy Bezpośredniego Sterowania Cyfrowego (BSC)
i układy Sterowania Nadrzędnego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.23. schemat blokowy układu Bezpośredniego Sterowania Cyfrowego; A – sterowanie analogowe,

C – sterowanie komputerowe [4, s. 179]

Sygnały te mają postać cyfrową, natomiast do sterowania urządzeń wykonawczych

potrzebne  są  standardowe  sygnały  analogowe.  Potrzebne  są  więc  urządzenia  pośredniczące
między  komputerem  a  standardowymi  urządzeniami  wykonawczymi,  przetwarzające  sygnały
cyfrowe  na  standardowe  sygnały  analogowe.  Urządzenia  takie,  nazywane  stacyjkami
komputerowymi  BSC,  spełniają  także  funkcje  takie  same  jak  stacyjki  manipulacyjne
w  regulatorach  analogowych.  Umożliwiają  one  sterowanie  obiektem  w  wypadku  odłączenia
lub  awarii  podstawowego  urządzenia  sterującego,  którym  w  tym  przypadku  jest  komputer.
W  najprostszym  rozwiązaniu  stacyjka  komputerowa  umożliwia  przełączenie  ze  sterowania
komputerowego  na  sterowanie  ręczne.  Stacyjki  bardziej  rozbudowane  zawierają  regulator
analogowy  i  pozwalają  nastawić  jeden  z  trzech  rodzajów  pracy:  sterowanie  komputerowe,
sterowanie  automatyczne  analogowe  i  sterowanie  ręczne.  Przełączanie  ze  sterowania
komputerowego  na  inny  rodzaj  pracy  może  być  dokonywane  ręcznie  –  przez  obsługę  lub
automatycznie – przez komputer.
Funkcje  spełniane  przez  stacyjki  komputerowe  w  układach  sterowania  komputerowego
można uszeregować następująco:

−

Przetwarzanie sygnału dyskretnego otrzymywanego z komputera na standardowy sygnał
analogowy, występuje w stacyjkach BSC.

−

Przełączanie, na sygnał z komputera, ze sterowania komputerowego na ręczne lub
automatyczne sterowanie lokalne; występuje we wszystkich rodzajach stacyjek
komputerowych.

−

Nastawianie wartości zadanej w regulatorze sygnałami wysyłanymi przez komputer;
występuje przede wszystkim przy sterowaniu nadrzędnym, ale jest spotykane również
przy BSC. [4, s.180]

Regulatory bezpośredniego działania
Regulatorami  bezpośredniego  działania  nazywamy  regulatory,  które  energię  potrzebną  do
przestawiania  zaworu  nastawczego  pobierają  z  procesu  regulowanego  za  pośrednictwem
czujnika  pomiarowego.  Nie  wymagają  one  stosowania  dodatkowych  źródeł  zasilania,  np.
sprężarki  lub  pompy  olejowej.  Zaletą  regułatorów  bezpośredniego  działania  jest  prosta
i zwarta budowa oraz wynikająca stąd stosunkowo niska cena i duża niezawodność działania.
Jednak  zakres  ich  stosowania  ogranicza  się  do  regulacji  stałowartościowej  o  małej
dokładności.  Wynika  to  z  faktu,  że  w  regulatorach  tych  nie  można  uzyskać  działania
proporcjonalno-całkowego  oraz  proporcjonalno  -  całkowo  -  różniczkowego,  jak  również  nie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

można uzyskać dużych mocy do napędu zaworów. Regulatory bezpośredniego działania są
najczęściej regulatorami proporcjonalnymi.

Rys.24. Regulator temperatury bezpośredniego działania; 1 - spirala termometryczna, 2 - mieszek przegrzania,

3 - kapilara, 4 - mieszek wykonawczy, 5 - pokrętło, 6 - nakrętka, 7 - trzpień gwintowany, 8 - wskaźnik,

9 - sprężyna, 10 - korpus zaworu, 11 - dławnica, 12 - grzybek zaworu, 13 - gniazdo zaworu, 14 - wkładka

teflonowa, 15 - popychacz mieszka wykonawczego [4, s. 181]

Elektroniczne regulatory o działaniu ciągłym

Dzięki stosowaniu do budowy regulatorów nowoczesnych elementów elektronicznych

regulatory  elektroniczne  charakteryzują  się  bardzo  dobrymi  parametrami  technicznymi
i  eksploatacyjnymi.  Są  to  równocześnie  regulatory  przystosowane  do  pracy  w  różnorodnych
układach  regulacji;  od  prostych  układów  regulacji  jednoobwodowej  do  rozbudowanych
układów  komputerowych.  Rozwój  techniki  obwodów  scalonych  oraz  innych  elementów,
z których budowane są regulatory dał w efekcie znaczną poprawę ich parametrów oraz pewne
względne obniżenie kosztów produkcji.

Występują regulatory ciągłe (przeznaczone do pracy w układach regulacji

stałowartościowej,  kaskadowej)  oraz  tzw.  stacyjki  komputerowe.  Stacyjki  komputerowe  są
w  rzeczywistości  regulatorami,  dostosowanymi  do  pracy  w  komputerowych  układach
sterowania. Układowo i konstrukcyjnie oparte są one na bazie regulatora ciągłego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.25. Schemat ideowy podstawowego regulatora; 1 - wzmacniacz główny regulatora, 2 – układ ograniczenia

sygnału wyjściowego, 3 – przycisk sterowania ręcznego, 4 – pokrętło wartości zadanej, 5 – miernik uchybu (miernik

pionowy), 6 – miernik sygnału wejściowego, 7 – rezystor zakresowy, 8 – przełącznik algorytmu [4, s. 191]

Regulatory cyfrowe

Wraz z szerokim rozpowszechnieniem mikrokomputerów pojawiła się nowa klasa

regulatorów:  regulatory  cyfrowe.  Regulatory  cyfrowe  początkowo  realizowane  były  jako
podprogramy  w  dużych  komputerach  sterujących  procesami,  obecnie  są  budowane  jako
wyodrębnione aparaty tablicowe i klasyczne regulatory z wyjściem analogowym.
W  regulatorach  cyfrowych  sygnał  wyjściowy  jest  obliczany  przez  program  umieszczony
w  pamięci  regulatora.  Przez  zmianę  programu  można  zmienić  rodzaj  regulatora.  Z  reguły
użytkownik  ma  do  wyboru  wiele  wariantów  podprogramów,  z  których  może  zestawić
potrzebny  mu  program:  nazywa  się  to  konfigurowaniem  regulatora.  Ponieważ  regulator  jest
właściwie  małym  komputerem,  może  więc  realizować  znacznie  bardziej  skomplikowane
przekształcenia  sygnałów  niż  regulatory  analogowe.  Niektóre  regulatory  są  wyposażone
w  adaptacyjne  (samodopasowujące)  filtry  zakłóceń  oraz  adaptacyjny  system  doboru
parametrów.
W  regulatorze  cyfrowym  sygnały  wejściowe  muszą  być  przetwarzane  do  postaci  cyfrowej
przez  przetworniki  analogowo-cyfrowe,  a  sygnały  wyjściowe  z  postaci  cyfrowej  –  przez
przetworniki  cyfrowo-analogowe.  Często,  mimo  że  regulator  jest  kilkukanałowy,  jest  tylko
jeden  przetwornik  obsługujący  po  kilka  wejść  i  wyjść.  Sygnały  wejściowe  i  wyjściowe  są
wtedy  komutowane  przełączane.  Przy  kilku  kanałach  opóźnienia  wynikające  z  oczekiwania
na  obsługę  przez  przetwornik  są  pomijalne,  szczególnie  w  zestawieniu  z  dużymi  stałymi
czasu  obiektów  regulacji,  regulatory  cyfrowe  są  więc  traktowane  tak,  jak  ciągłe  regulatory
analogowe.

Budowa rejestratorów

Rejestratory służą do zapisywania zmian wartości wielkości mierzonej w czasie. Każdy

rejestrator  zawiera  więc  przynajmniej  dwa  mechanizmy:  mechanizm  pomiarowy  i  mechanizm
przesuwu papieru. Coraz częściej  buduje się rejestratory do rejestracji dwóch, a nawet trzech
wielkości  i  zawierające  w  związku  z  tym  dwa  lub  trzy  mechanizmy  pomiarowe.  Niektóre

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

rejestratory  wyposaża  się  także  w  mechanizmy  dodatkowe,  np.  w  układy  krzywek
sprzęgniętych  z  wyłącznikami  krańcowymi  i  służące  do  sygnalizacji  dojścia  do  wartości
wielkości  mierzonej  do  określonej  wartości  granicznej.  Spotyka  się  także  rejestratory
zawierające  jeden  mechanizm  pomiarowy  dołączany  kolejno  do  kilku  źródeł  sygnałów
i  rejestrujący  kilka  różnych  wielkości.  Rejestratory  takie  mają  mechanizm  przełączania
kanałów. [4, s.249]
Przesuw  papieru  realizuje  mechanizm  napędzany  silnikiem  synchronicznym.  Podstawowym
warunkiem  stawianym  mechanizmom  przesuwu  papieru  jest  zachowanie  równomierności
przesuwu.  Dlatego  właśnie  do  napędu  stosuje  się  silniki  synchroniczne,  charakteryzujące  się
dużą stałością prędkości kątowej. Budowa mechanizmu przesuwu zależy od kształtu papieru.

Rys.26. Rejestracja: a) na taśmie papierowej; b) na tarczy [4, s. 249]

Przy  rejestracji  na  tarczy  okrągłej  mechanizm  przesuwu  papieru  obraca  tarczę  ze  stałą
prędkością  –  najczęściej  jeden  obrót  na  dobę  i  na  tarczy  otrzymujemy  zapis  wartości
wielkości  mierzonej  za  okres  jednej  doby. W  takim  rejestratorze mechanizm przesuwu składa
się  z  silnika  synchronicznego  oraz  z  przekładni  zębatej  o  dużym  przełożeniu.  Rejestratory
takie  –  jeżeli  zastosuje  się  prosty  mechanizm  przesuwu  pisaka  –  można  montować
w obudowach regulatorów lub innych urządzeń.
Na  rysunku  27  przedstawiono  rejestrator  sygnału  pneumatycznego  zmontowany  wewnątrz
obudowy  regulatora  pneumatycznego.  Rejestrator  ten,  widoczny  dopiero  po  częściowym
wysunięciu  przyrządu  z  obudowy,  stanowi  dobry  przykład  rejestratora  instalowanego  dla
zapisywania procesu technologicznego.

Rys.27. Rejestrator umieszczony w obudowie regulatora pneumatycznego [4, s. 250]

W rejestratorach przemysłowych z zapisem ciągłym, zapis jest dokonywany najczęściej

atramentem  (tuszem),  pisakiem  o  specjalnej  budowie,  na  papierze.  Atrament  używany
w  rejestratorach  powinien  spełniać  dwa  przeciwstawne  wymagania:  nie  może  zasychać  na
pisaku,  natomiast  na  papierze  powinien  schnąć  tak  szybko,  aby  przy  przewijaniu  papieru
wykres  zarejestrowany  nie  rozmazywał  się.  Pisak  składa  się  z  kapilary  szklanej  lub

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

platynowo-irydowej  i  zbiornika  atramentu.  Zbiornik  atramentu  może  być  przesuwany  wraz
z  kapilarą  piszącą  lub  zamocowany  na  korpusie  rejestratora  i  połączony  z  nią  elastyczną
cieniutką  rurką.  Atrament  przez  tę  rurkę  dopływa  do  kapilary  na  zasadzie  naczyń
włoskowatych.  W  rejestratorach  polskich  stosuje  się  połączenia  kapilary  ze  zbiornikiem
atramentu przez elastyczną rurkę. Papier stosowany w rejestratorach powinien być gładki, aby
siła tarcia  o  papier  była  niewielka.  Nie może  być higroskopijny, aby atrament nie rozlewał się
oraz aby nie zmieniał wymiarów przy zmianach wilgotności.

Mechanizm pomiarowy jest w rejestratorach obciążony tarciem wprowadzanym przez

pisak. Wprawdzie wysiłki konstruktorów doprowadziły do tego, że tarcie to jest niewielkie, to
jednak  pogarsza  ono  warunki  pracy  elementu  pomiarowego  w  porównaniu  ze  zwykłym
miernikiem  wskazującym.  Wskutek  tego  czułość  rejestratorów  jest  mniejsza  niż  czułość
mierników.  Dotyczy  to  przede  wszystkim  rejestratorów  z  miernikami  elektrycznymi
(elementy  pomiarowe  pneumatyczne  wytwarzają  bowiem  większy  moment).  Stosowane
obecnie w przemyśle rejestratory można podzielić na:

−

rejestratory pneumatyczne bezpośredniego działania (tzn. takie, w których element
pomiarowy bezpośrednio napędza pisak);

−

rejestratory elektryczne bezpośredniego działania z zapisem punktowym;

−

rejestratory elektryczne z zapisem ciągłym, autokompensacyjne.
W rejestratorach pneumatycznych najczęściej stosuje się do pomiaru ciśnienia układy

mieszkowe.  Rejestrowany  sygnał  ciśnieniowy  doprowadza  się  do  komory  przez  zawór
dławiący.  Zawór  ten  wraz  z  pojemnością  komory  tworzy  człon  inercyjny  tłumiący  tętnienia
sygnału  rejestrowanego.  Ciśnienie  panujące  w  komorze  działa  na  mieszek  sprężysty.  Siłę
pochodzącą  od  ciśnienia  równoważy  sprężyna  pomiarowa.  Ukształtowanie  denka  komory
w formie  rurki  ogranicza  odkształcenie  mieszka  i  zabezpiecza  go  w  ten  sposób  przed
przeciążeniem.  Przytwierdzony  do  denka  mieszka  popychacz  działa  na  dźwignię.
Prostoliniowe  przemieszczenia  popychacza  zamieniane  są  przy  tym  na  ruch  obrotowy
dźwigni.  Z  dźwignią  jest  połączona  tylna  część  wskazówki  –  połączenie  spełnia  rolę
bezpiecznika  przeciążeniowego.  Wskazówka  jest  zakończona  widełkami  obejmującymi
sworzeń  karetki.  Karetka  porusza  się  po  strunie  jezdnej,  wykonanej  z  naciągniętego  drutu,
a podtrzymywana jest przez prowadnicę. [4, s.254]

Rys.28. Schemat budowy mechanizmu pomiarowego rejestratora pneumatycznego

1. komora, 2. zawór dławiący, 3. mieszek, 4. sprężyna pomiarowa, 5. ograniczenie ruchu mieszka, 6. popychacz, 7.

dźwignia, 8. wskazówka, 9. widełki, 10. karetka, 11. struna jezdna, 12. prowadnica, 13. śruba regulacyjna [4, s. 254]

Doprowadzenie sygnału wejściowego do komory powoduje – proporcjonalnie do jego

wartości – ugięcia mieszka, obrót dźwigni i związanej z nią wskazówki, a w konsekwencji
przesunięcie karetki wzdłuż prowadnicy. Zakres pomiarowy rejestratora może być
regulowany przez zmianę naciągu sprężyny za pomocą śruby regulacyjnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Elementem  pomiarowym  w  rejestratorze  elektrycznym  bezpośredniego  działania  jest  miernik
elektryczny.  Moment  poruszający  wskazówkę  takiego  miernika  pochodzi  od  cewki,  przez
którą  płynie  prąd  elektryczny,  umieszczony  w  polu  magnetycznym  wytwarzanym  najczęściej
przez  magnes  trwały.  Ponieważ  moment  obrotowy  wytwarzany  przez  cewkę  jest  niewielki,
więc  zastosowanie  pisaka  do  zapisu  ciągłego  zmniejsza  bardzo  dokładność  pomiaru.  Dlatego
opracowano  rejestratory  z  zapisem  punktowym,  nie  obciążającym  elementu  pomiarowego
dodatkowymi momentami.

Wskazówka przyrządu pomiarowego porusza się swobodnie nad rolką przewijającą

papier  rejestratora  i  wobec  tego  może  przyjąć  położenie  odpowiadające  dokładnie  wartości
prądu  płynącego  przez  cewkę.  W  stałych  odstępach  czasu  pałąk  opuszcza  się  i  dociska
wskazówkę,  przez  taśmę  barwiącą,  do  papieru.  Wskutek  tego  na  papierze  zostaje  odciśnięty
barwny  punkt.  Następnie  pałąk  podnosi  się,  wskazówka  zostaje  zwolniona  i  jeżeli  wartość
wielkości  mierzonej  ulegnie  zmianie,  ustawi  się  w  nowym  położeniu.  Krzywka  podnoszenia
i opuszczania  pałąka  jest  napędzana  tym  samym  silnikiem  synchronicznym,  który  napędza
mechanizm przesuwu papieru. [4, s.255]

Rys.29. Schemat budowy rejestratora z opadającym pałąkiem

1 – wskazówka przyrządu, 2 – cewka przyrządu, 3 – pałąk, 4 – taśma barwiąca, 5 – krzywka podnoszenia

i opuszczania pałąka, 6 – silnik synchroniczny [4, s. 255]

Rejestratory wykonuje się jako aparaty przeznaczone do montażu na tablicach lub

w  szafach.  Obudowy  rejestratorów  zabezpieczają  ich  mechanizmy  przed  wpływami
zewnętrznymi,  przede  wszystkim  przed  pyłami.  Jednak  są  to  przyrządy  skomplikowane
i  powinny  być  instalowane  raczej  w  pomieszczeniach  dyspozytorskich  niż  w  halach
produkcyjnych.

Rys.30. Rejestrator wielokanałowy [4, s. 252]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obsługa i konserwacja rejestratorów

Rejestratory zalicza się do urządzeń precyzyjnych, wrażliwych na niewłaściwą obsługę.

Podstawową  zasadą  ich  eksploatacji  powinny  być  przestrzeganie  zaleceń  producenta,  który
najlepiej wie, jak należy obchodzić się z wytwarzanymi przez niego aparatami.
Elementami rejestratora,  z  którymi  obsługujący  styka  się  najczęściej  są: mechanizm przesuwu
papieru  i  papier  oraz  urządzenie  rejestrujące.  Papier  zakładany  do  rejestratora  powinien  być
odpowiedniego  rodzaju  i  jakości.  Przy  zakładaniu  papieru  w  postaci  taśmy  należy  sprawdzić,
czy  dziurkowanie  (perforacja)  dokładnie  pasuje  do  występów  na  rolkach  rejestratora.  Nie
wolno  zakładać  papieru  wilgotnego  lub  zabrudzonego.  Przy  zakładaniu  papieru  w  postaci
taśmy  należy  sprawdzić  czy  droga  jaką  został  poprowadzony  papier,  jest  zgodna  ze
wskazówkami  instrukcji  obsługi  przyrządu.  Mocując  papier  do  rolki  nawijającej  należy
zadbać,  aby  układał  się  on  równolegle  do  osi  rolki.  Elementem,  który  może  wymagać
regulacji,  jest  sprzęgło  cierne  pomiędzy  silnikiem  przesuwu  papieru  a  rolką  zwijającą.  Od
ustawienia  tego  sprzęgła  zależy  naciąg  papieru.  Jeżeli  papier  jest  naciągany  za  mocno  –  rwie
dziurkowanie  i  przesuwa  się  nierównomiernie.  Jeżeli  naciąg  papieru  jest  za  słaby,  to  papier
jest  zwijany  na  rolce  ciągnącej  za  luźno  i  przy  końcu  taśmy  nie  mieści  się  do  niej.  Rolka
ciągnąca łatwo może wtedy zostać zatrzymana i papier nie będzie zwijany.

Stałego nadzoru i okresowych zabiegów wymagają elementu sterujące. W rejestratorach

z  opadającym  pałąkiem  sprowadza  się  to  do  okresowej  wymiany  taśm  barwiących.
W  rejestratorach  z  pisakiem,  jako  elementem  piszącym,  przede  wszystkim  trzeba  regularnie
uzupełniać  zapas  atramentu.  W  rejestratorach,  w  których  atrament  do  pisaka  jest
doprowadzany  rurką  włoskowatą  ze  zbiornika  umieszczonego na  korpusie  rejestratora,  zapas
atramentu  wymaga  odnawiania  nie  częściej  niż  raz  na  miesiąc.  W  rejestratorach,  w  których
zbiornik  z  atramentem  jest  umieszczony  na  elemencie  ruchomym,  trzeba  to  robić  częściej.
Pisak  powinien  być  co  pewien  czas  przepłukiwany  letnią  wodą  lub  spirytusem  (etylowym);
można  to  zrobić  przy  okazji  uzupełniania  zapasu  atramentu.  Jeżeli  rejestrator  jest  wyłączany
na  dłuższy  czas,  atrament  należy  usunąć  ze  zbiornika  i  całe  urządzenie  piszące  dokładnie
wypłukać.

Wszystkie mechanizmy ruchome, tzn. przekładnie, łożyska, prowadnice itp., należy

okresowo  smarować,  używając  do  tego  celu  olejów  przeznaczonych  do  stosowania
w mechanizmach  precyzyjnych.  Należy  przy  tym  stosować  niewielkie  ilości  olejów,  gdyż
nadmiar  oleju  ściekając  może  dostać  się  do  elementów,  dla  których  jest  to  niewskazane
(np. do potencjometru), może też zanieczyszczać papier.

Potencjometr pomiarowy, a przede wszystkim jego styki ślizgowe i ścieżka, po której są

one  przesuwane,  wymagają  także  okresowego  czyszczenia.  Przy  czyszczeniu  potencjometru
najlepiej  jest  oczyścić  go  bardzo  miękkim  pędzelkiem  z  kurzu,  a  następnie  przemyć czystym,
nieskażonym  spirytusem  etylowym  (jeżeli  producent  na  to  zezwala)  lub  czystą  benzyną.  Nie
wolno  do  przemywania  potencjometrów  stosować  płynów  pozostawiających  osad,  takich  jak
spirytus  denaturowany  lub  benzyna  lakowa.  Osad  pozostający  na  potencjometrze  zwiększa
rezystancję  przejścia  styku  ślizgowego,  co  bardzo  pogarsza  pracę  autokompensatora.  Z  tego
samego powodu uzwojenia potencjometru nie wolno smarować. [4, s.260]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Gdzie mają zastosowanie siłowniki?
2.  Jakie znasz rodzaje siłowników?
3.  Jakie zadanie spełnia regulator w układzie sterowania?
4.  Jakie znasz rodzaje regulatorów?
5.  Na czym polega nastawianie regulatorów?
6.  Do czego służą stacyjki komputerowe?
7.  Jakimi zaletami charakteryzują się regulatory cyfrowe?
8.  Do czego służą rejestratory?
9.  W jaki sposób dokonywany jest zapis w rejestratorach?
10. Jakie znasz rodzaje rejestratorów?
11. Na czym polega obsługa i konserwacja rejestratorów?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ zastosowanie siłowników.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na temat siłowników,
2)  dokonać analizy zastosowania siłowników,
3)  przedstawić powyższe w formie opisowej,
4)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  katalogi i prospekty siłowników,
–  foliogramy,
–  dokumentacja techniczna i eksploatacyjna maszyn i linii obróbczych,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Zbadaj działanie regulatora dwustawnego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na temat regulatorów,
2)  zapoznać się z instrukcją ćwiczeń,
3)  przygotować stanowisko pomiarowe,
4)  wykonać ćwiczenie zgodnie z instrukcją,
5)  zanotować wyniki pomiaru w arkuszu,
6)  wykreślić charakterystykę regulatora,
7)  określić zastosowanie regulatora dwustawnego,
8)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  arkusz,
–  regulator dwustawny,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Przygotuj rejestrator do pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z instrukcją ćwiczeń,
2)  ustawić taśmę w rejestratorze,
3)  sprawdzić napięcie taśmy,
4)  sprawdzić stan pisaka w rejestratorze,
5)  dokonać ustawienia parametrów pracy,
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  instrukcja stanowiskowa,
–  papier do rejestratora,
–  rejestrator,
–  literatura z rozdziału 6.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić zastosowanie siłowników?

¨ ¨

2) określić rodzaje siłowników?

¨ ¨

3) wyjaśnić zasadę działania siłownika?

¨ ¨

4) określić zadania regulatora w układzie sterowania?

¨ ¨

5) określić rodzaje regulatorów?

¨ ¨

6) scharakteryzować na czym polega nastawianie regulatorów?

¨ ¨

7) wskazać zastosowanie stacyjek komputerowych?

¨ ¨

8) określić zalety regulatorów cyfrowych ?

¨ ¨

9) określić zastosowanie rejestratorów?

¨ ¨

10) wyjaśnić sposób zapisu w rejestratorach?

¨ ¨

11) określić rodzaje rejestratorów?

¨ ¨

12) wyjaśnić na czym polega obsługa i konserwacja rejestratorów?

¨ ¨

14) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

15) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Struktura sprzętowa

4.5.1. Materiał nauczania

Komputerowe urządzenia cyfrowe, które w ciągu ostatnich kilkunastu lat zrobiły

największą  karierę,  nazywają  się  one  w  języku  polskim  sterownikami  binarnymi  albo
sterownikami  programowalnymi.  Sterowniki  binarne  zastąpiły  w  wielu  zadaniach,
szczególnie  tych  wymagających  obróbki  wielu  sygnałów  dwustanowych,  stosowane
wcześniej maszyny cyfrowe.
Sterowniki  binarne  pojawiły  się  na  rynku  aparatury  automatyki  już  w  pierwszej  połowie  lat
siedemdziesiątych.  Pierwotnie  były  one  przeznaczone  do  obsługi  (tzn.  do  odczytywania
stanów  wejść  i  wysterowywania  wyjść)  sygnałów  dwustanowych  (binarnych).  Stąd  zresztą
wywodzi  się  ich  nazwa.  W  owym  czasie  stanowiły  one  niezbędne  uzupełnienie  dla  układów
numerycznego  sterowania  obrabiarek  oraz  rozsądną  alternatywę  dla  coraz  większych  szaf
sterowniczych,  zawierających  setki  i  tysiące  przekaźników,  służących  do  sterowania  różnego
rodzaju urządzeniami. [4, s.320]

Jednostka centralna jest na ogół projektowana jako układ wieloprocesorowy, w którym

zależnie  od  potrzeb  pracuje  od  jednego  do  kilku  mikroprocesorów.  Liczba  oraz  typ
mikroprocesorów  pracujących  w  jednostce  centralnej  ma  wpływ  przede  wszystkim  na
szybkość  działania  sterownika  oraz  ewentualnie  na  liczbę  obsługiwanych  pakietów
wejściowo-wyjściowych i pojemność pamięci.

Rys.31. Schemat strukturalny sterownika binarnego [4, s. 321]

Każda firma produkująca sterowniki oferuje z reguły kilka typów przeznaczonych do

realizacji zadań o różnym wymiarze.
Jednostki centralne tych najmniejszych i największych sterowników różnią się między sobą
znacznie liczbą i rodzajem użytych mikroprocesorów. Jednak niezależnie od wielkości

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

sterownika  funkcje  jednostki  centralnej  są  takie  same:  steruje  ona  wymianą  informacji
z  urządzeniami  zewnętrznymi  i  z  pamięcią  oraz  wykonuje  kolejne  kroki  programu  zapisane
w pamięci.
Pamięć  w  sterowniku  jest  potrzebna  do  zapamiętania  programu,  który  ma  być  wykonywany
oraz  do  przechowywania  informacji  pośrednich  powstających  w  trakcie  wykonywania
programu.  Do  przechowywania  programów  są  stosowane  pamięci  RAM,  EPROM  oraz
EEPROM;  do  przechowywania  informacji  pośrednich  mogą  być  używane  tylko  pamięci
RAM.

Sterowniki binarne były więc opracowywane i rozwijane dla potrzeb ogólnie mówiąc

przemysłu

maszynowego,

którym

poza

wspomnianymi

układami

sterowania

numerycznego,  komputery  do  sterowania  nie  były  w  zasadzie  wykorzystywane.  Miało  to
duży, w efekcie chyba bardzo korzystny, wpływ na przyjęte rozwiązania, zarówno sprzętowe,
jak również w zakresie oprogramowania.
Sterownik  binarny  jest  układem  komputerowym,  jedno-  lub  wieloprocesorowym,
wyposażonym  w  rozbudowany  układ  wejść  i  wyjść  dwustanowych.  W  większości
produkowanych  obecnie  sterowników  można  także  instalować  pakiety  wejść  i  wyjść
analogowych,  jednak  główna  uwaga  jest  skupiona  na  obsłudze  wejść  i  wyjść  dwustanowych.
Jest  to  dokładnie  odwrotnie  niż  w  komputerowych  układach  sterowania  obiektami
w  przemyśle  przetwórczym,  w  których  główne  zadanie  sterowania  jest  realizowane  za
pomocą sygnałów analogowych, a sygnały dwustanowe są traktowane jako pomocnicze.
Oprogramowanie  sterowników  binarnych  zostało  opracowane  tak,  aby  umożliwiało  pisanie
programów osobom nie posiadającym specjalnego wykształcenia.

Struktura oprogramowania

Programy użytkowe, tzn. programy stanowiące zbiory instrukcji związanych

z przetwarzaniem sygnałów od obiektu sterowania i wytwarzania sygnałów sterujących tym
obiektem zgodnie z zadaniem sterowania.
Charakterystyczną

cechą

oprogramowania

sterowników

binarnych

jest

cykliczne

wykonywanie  programu:  program  jest  wykonywany  od  pierwszej  do  ostatniej  instrukcji,
a  następnie  powtarzany  od  początku.  Przed  rozpoczęciem  wykonywania  programu  są
odczytywane  i  zapamiętywane  stany  sygnałów  wejściowych,  a  na  końcu  programu  są
ustawiane  stany  sygnałów  wyjściowych.  Zmiany  sygnałów  wejściowych,  które  nastąpią  po
rozpoczęciu wykonywania programu, zostaną przez sterownik „zauważone" dopiero w trakcie
następnego  cyklu  wykonywania.  Zmiany  sygnałów  wyjściowych  zostaną  przekazane  do
obiektu dopiero po zakończeniu programu – nawet, jeżeli zostały obliczone już w pierwszych
instrukcjach programu. [4, s.327]

Rys.32. Schemat funkcjonowania programu w sterowniku binarnym [4, s. 327]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Układy kombinacyjne, sposoby zapisu programu

Funkcje sumy logicznej i iloczynu logicznego oraz kombinacje tych funkcji pozwalają

tworzyć  programy  zastępujące  logiczne  układy  kombinacyjne.  Będziemy  je  nazywali
układami  kombinacyjnymi  Za  pomocą  tych  funkcji  dokonuje  się  sprawdzania  stanów
argumentów  binarnych  (czyli  stanów  bitów)  i  realizuje  połączenia  mające  na  celu  np.
załączenie  jakiegoś  silnika  albo  sprawdzenie,  czy  nie  zostały  przekroczone  warunki
dopuszczające  dalszą  pracę  urządzenia.  W  języku  STEP-5  przewidziano  trzy  sposoby  zapisu
(trzy notacje) programów:
1. Listę instrukcji.
2. Schemat stykowy.
3. Schemat funkcjonalny.

Lista instrukcji jest sposobem zapisu najbardziej zbliżonym do zapisów stosowanych

w  „normalnych"  językach  programowania.  Jest to  po prostu napisana  w  takiej  kolejności,  jak
powinny  być  wykonywane,  lista  rozkazów  (instrukcji),  składających  się  z  literowych
i  liczbowych  zestawów  określających  operator  i  argument  rozkazu.  Przy  programowaniu
układów  kombinacyjnych  mają  zastosowanie  reguły algebry  Boole'a. Przy pisaniu programów
w  postaci  listy  instrukcji  można  korzystać  z  pełnej  listy  rozkazów  języka  STEP-5.  Przy
korzystaniu  z  graficznej  formy  przedstawiania  programów  lista  stosowanych  rozkazów  jest
ograniczona  do  rozkazów  podstawowych  (funkcje:  logiczne,  pamiętania,  czasowe,  liczenia,
porównania).

Schematy stykowe lub funkcjonalne zawsze mogą być przedstawione (np. wydrukowane)

jako  lista  instrukcji;  przejście  odwrotne  jest  możliwe,  jeżeli  program  został  napisany
z  uwzględnieniem  wielu  ograniczeń.  Podprogramy  typu  bloki  funkcjonalne  (FB)  mogą  być
pisane tylko w postaci listy instrukcji.
W  schematach  stykowym  i  funkcjonalnym  program  jest  przedstawiany  graficznie.
W  schemacie  stykowym  w  układach  kombinacyjnych  są  używane  symbole  przedstawiające
styki  zwierne  i  rozwierne,  a  w  schemacie  funkcjonalnym  symbole  funkcji  logicznych.
Symbole  członów  czasowych,  pamiętających,  porównujących  i  innych  są  w  obu  schematach
podobne.  Zaletą  schematów  graficznych  jest  ich  poglądowość.  Widać  to  szczególnie
w  przypadku  schematów  stykowych,  jeżeli  piszemy  program  mający  zastąpić  układ
przekaźnikowy.  Drugą  ich  bardzo  ważną  zaletą  jest  łatwość  znajdowania,  w  trakcie
testowania programu, brakujących warunków dla realizacji konkretnego załączenia. [4, s.332]

Iloczyn logiczny
Lista instrukcji

Przedstawiony na rysunku 33 przykład segmentu programu zawiera trzy instrukcje

iloczynu.
W  ramach  każdej  instrukcji  następuje  sprawdzenie  stanu  argumentu  (dla  pierwszej  instrukcji
jest to  wejście  E6.1)  i  dołączenie  wyniku sprawdzenia  do  wyniku  poprzedniego  łączenia jako
iloczynu logicznego. Sprawdzenie na stan 1 i dołączenie wyniku jako iloczynu logicznego jest
oznaczone  operatorem  U,  sprawdzenie  na  stan  0  i  dołączenie  wyniku  jako  iloczynu
logicznego  jest  oznaczone  operatorem  UN.  Sprawdzenie  na  stan  l  daje  wynik  l,  jeżeli
argument  ma  wartość  1.  Sprawdzenie  na  stan  0  daje  wynik  l,  jeżeli  argument  ma  wartość  0.
W  podanym  przykładzie  wynik  sprawdzenia  pierwszej  instrukcji  (UE6.1)  daje  wynik  l,  jeżeli
sygnał wejściowy E6. l ma wartość l, a wynik sprawdzenia trzeciej instrukcji (UNM28.7) daje
wynik l, jeżeli znacznik M28.7 ma wartość 0.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.33. Iloczyn logiczny: a) lista instrukcji; b) schemat stykowy; c) schemat funkcjonalny [4, s. 333]

Powyżej zostało powiedziane, że wynik sprawdzenia jest dołączany do wyniku

poprzedniego  łączenia.  Wynik  łączenia,  mający  wartość  logiczną  l  lub  0,  nazywamy
w  skrócie  VKE  (jest  to  skrót  z  języka niemieckiego), jest  uaktualniany  po  wykonaniu  każdej
instrukcji i przechowywany w pamięci sterownika. Jego wartość jest bardzo ważna, ponieważ
decyduje  o  wykonaniu  wszystkich  instrukcji  zwanych  warunkowymi.  Pierwsza  instrukcja
wykonywana  po  wykonaniu  instrukcji  warunkowej  jest  nazywana  pierwszym  sprawdzeniem.
Wynik  sprawdzenia  uzyskany  w  trakcie  wykonania  tej  instrukcji  jest  zapamiętywany
w  procesorze  sterownika  jako  wynik  łączenia  –  VKE.  Można  powiedzieć,  że  pierwsze
sprawdzenie rozpoczyna łączenie, czyli wykonywanie funkcji logicznej. [4, s.333]

Schemat stykowy i schemat funkcjonalny

Na rysunku 33 b i c przedstawiono wydruki omówionego powyżej iloczynu logicznego

jako  schematu  stykowego  i  schematu  funkcjonalnego.  Jak  widać  w  schemacie  stykowym,
funkcji  iloczynu  odpowiada  szeregowe  połączenie  symboli  styków  reprezentujących
testowane  argumenty.  Przedstawione  połączenie  możemy  sobie  wyobrazić  jako  połączenie,
w  którym  ma  popłynąć  prąd  uruchamiający  przekaźnik  reprezentowany  przez  wyjście  A5.4.
Jeżeli
w  połączeniu  szeregowym  wszystkie  styki  są  zamknięte,  to  prąd  może  popłynąć  i  wyjście
zostanie  uruchomione.  Warto  zwrócić  uwagę,  że  sprawdzaniu  na  stan  0  (UNM28.7  w  liście
instrukcji)  odpowiada  styk  rozwierny  na schemacie  stykowym. Jeżeli  argument  ma  wartość  l,
to  możemy  powiedzieć,  że  styk  zostaje  uruchomiony  (w  naszym  przypadku  rozwarty),  jeżeli
argument ma wartość 0, to styk nie zostanie uruchomiony (pozostanie zwarty).
W  schemacie  funkcjonalnym  iloczyn  logicznymi  przedstawiany  graficznie  jako  prostokąt
z  symbolem  &  (jest  to  w  języku  angielskim  odpowiednik  słowa  AND,  czyli  iloczynu),  do
którego  są  doprowadzone  argumenty.  Argument  sprawdzany  na  stan  0  jest  doprowadzany
jako  sygnał  zanegowany,  co  symbolizuje  kropka  przy  linii  doprowadzenia  znacznika  M28.7.
Wynik iloczynu służy do uruchomienia wyjścia A5.4, symbolizuje to prostokąt ze znakiem =.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Suma logiczna
Lista instrukcji

Tak jak w przypadku iloczynu logicznego pierwsza instrukcja (OM5.6) oznacza pierwsze

sprawdzenie,  czyli  ustawienie  na  nowo  wartości  VKE.  Sprawdzenie  na  stan  l  i  dołączenie
wyniku  testowania  jako  staną  logiczna  jest  oznaczone  operatorem  0.  W  przykładzie
przedstawionym  na  rysunku  34a  w  połączeniu  z  tym  operatorem  występują  argumenty  M5.6
i  A7.0.  Sprawdzenie  na  stan  0  i  dołączenie  wyniku  jako  suma  logiczna  jest  oznaczone
operatorem  ON.  Wykonując  instrukcje  w  kolejności  zapisania,  procesor  sterownika  po
każdym  sprawdzeniu  dołącza  jako  suma  logiczna  wynik  sprawdzenia  do  przechowywanego
w pamięci wyniku łączenia (VKE).
Funkcja  sumy  logicznej  jest  spełniona  tylko  wtedy,  gdy  wynik  sprawdzenia  jednego  lub
więcej argumentów jest 1.

Schemat stykowy i schemat funkcjonalny
Na  rysunku  34  przedstawiono  obok  listy  instrukcji  wydruk  tego  samego  segmentu  jako
schematu  stykowego  i  funkcjonalnego.  Jak  widać  na  schemacie  stykowym  funkcja  sumy
logicznej  jest  realizowana  przez  równoległe  połączenie  styków  reprezentujących
poszczególne  argumenty.  Jest  oczywiste,  że  aby  „prąd"  mógł  popłynąć  do  wyjścia wystarczy
zwarcie  jednego  ze  styków.  Na  schemacie  funkcjonalnym  suma  logiczna  jest  przedstawiona
jako  prostokąt  ze  znakiem  >  =  l,  co  można  zapamiętać  jako  sformułowanie:  jeżeli  jedno  lub
więcej wejść jest równe l, to suma jest równa 1. Sposób przypisania wyniku operacji sumy do
wyjścia jest taki sam jak dla iloczynu. [4, s.335]

Rys.34. Suma logiczna: a) lista instrukcji; b) schemat stykowy; c) schemat funkcjonalny [4, s. 335]

Funkcje pamięciowe

Potrzeba pamiętania pośrednich lub końcowych wyników operacji logicznych oraz

krótkotrwałych  sygnałów  jest  oczywista;  prostym  przykładem  może  tu  być  załączenie  silnika
krótkotrwałym  przyciśnięciem  przycisku  załączającego.  W  układach  przekaźnikowych
funkcje  pamięci  realizuje  się  w  takich  przypadkach  przez  samopodtrzymanie.  Podobnie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

można  zrealizować  funkcje  pamięci  w  języku  STEP-5,  w  przykładzie  przedstawionym  na
Rys.35  (najwyraźniej  widać  podobieństwo  z  układem  przekaźnikowym  na  schemacie
stykowym).  W  układzie  tym  wyjście  A5.5  zostało  dołączone  równolegle  do  układu
załączającego  to  wyjście.  Jeżeli  wyjście  A5.5  zostanie  uruchomione,  to  zniknięcie  warunków
na  załączenie  nie  spowoduje  odłączenia  wyjścia,  ponieważ  działa  samopodtrzymanie.
Odłączanie  wyjścia  można  realizować  z  uprzywilejowaniem  odłączania  (segment  5  na
rysunku  35)  i  wtedy  styk  odłączający  jest  włączony  szeregowo  z  układem  załączania
i  podtrzymania.  Jeżeli  wejście  E0.4  ma  wartość  l,  to  wyjście  zostanie  odłączone,  nawet  gdy
jednocześnie  sygnał  załączający  E0.3  ma  wartość  1.  Jeżeli  chcemy  aby  załączanie  było
uprzywilejowane,  to  powinniśmy  styk  odłączający  włączyć  szeregowo  z samopodtrzymaniem
(segment  6  w  przykładzie).  Teraz  tak  długo  jak  długo  wejście  załączające  ma  wartość  l
wyjścia nie można odłączyć. [4, s.339]

Rys.35. Funkcja pamiętania z samopodtrzymywaniem: a) lista instrukcji; b) schemat stykowy; c) schemat

funkcjonalny [4, s. 339]

Funkcje czasowe

Funkcje czasowe umożliwiają, poprzez kontrolę upływu czasu, programową kontrolę

wykonania  zaprogramowanych  czynności,  wprowadzania  opóźnień  między  załączeniem
poszczególnych  urządzeń  lub  mechanizmów,  załączanie  lub  wyłączanie  urządzeń  na
określony w programie czas itp. Funkcje czasowe są realizowane programowo. Każda funkcja
czasowa  (człon  czasowy)  ma  przyporządkowane  w  pamięci  procesora  słowo  16-bitowe,
w  którym  przechowywane  są  bity  stanu,  wartość  czasu  i  skala  czasu.  Wartość  czasu  jest

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wpisywana  do  pamięci  w  momencie  uruchamiania  członu  czasowego,  a  następnie
zmniejszana o jednostkę w odstępach czasu określonych przez skalę czasu.
Te  odstępy  czasu  są  programowane  i  mogą  wynosić  10  ms, 100  ms, l s, lub 10 s. Informacje
zawarte  w  słowie  czasu  są  dostępne,  mogą  być  odczytywane  i  wykorzystywane  przez
programistę  przede  wszystkim  w  blokach  funkcyjnych,  gdzie  można  wykorzystywać
wszystkie instrukcje znajdujące się na liście rozkazów.
W języku STEP-5 dostępnych jest pięć członów czasowych:

−

impuls,

−

przedłużony impuls,

−

opóźnione załączenie,

−

opóźnione załączenie z pamięcią,

−

opóźnione wyłączenie.

Każdy  człon  czasowy  może  być  uruchamiany,  zerowany  i  testowany  na  stan  1  i  na  stan  0.
Człon  czasowy  zostanie  uruchomiony,  gdy  na  jego  wejściu  startowym  lub  przed  operatorem
startu (w liście instrukcji) nastąpi zmiana VKE z 0 na 1.
Każdy  rodzaj  członu  czasowego  ma  inny  operator  startu,  pozostałe  parametry  są  podobne.
Człon  czasowy  zostanie  wyzerowany,  jeżeli  VKE  wyrażenia  na  jego  wejściu  zerującym
będzie  miało  wartość  1.  Zerowanie  powoduje  przerwanie  odliczania  czasu  i  wyzerowanie
słowa  czasu.  Testowanie  członu  czasowego  odbywa  się  tak,  jak  dla  innych  argumentów,  za
pomocą  operatora  iloczynu  (np.  UT21)  albo  sumy  (np.  UT27).  W  zależności  od  rodzaju
członu  czasowego  wynik  testowania  na  stan  l  w  różny  sposób  zależy  od  upływu  czasu  po
uruchomieniu  członu.  Wynik  testowania  na  stan  0  jest,  tak  jak  dla  wszystkich  argumentów,
zawsze odwrotny do wyniku testowania na stan 1. [4, s.346]

Rys.36. Człon czasowy typu impuls: a) lista instrukcji; b) schemat stykowy; c) przebiegi czasowe [4, s. 347]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na powyższym schemacie przedstawiono segment programu zawierającego człon

czasowy  impuls  w  wersji  schemat  stykowy i  lista  instrukcji  (schemat funkcjonalny  pominięto,
ponieważ  symbole  graficzne  członów  czasowych  w  obu  wariantach  schematów  graficznych
są  takie  same).  Przedstawiono  także  przebiegi  czasowe  ilustrujące  działanie  tego  członu
czasowego.

Jeśli na wejściu zerującym VKE jest równe 0, a na wejściu startowym VKE zmieni się z 0

na  l,  to  człon  czasowy  zostanie  uruchomiony  i  zacznie  się  odliczanie  czasu.  Po  upływie
zaprogramowanej  wartości  czasu  t  człon  czasowy  przechodzi  w  stan  spoczynku.  Jeżeli
wartość  VKE  na  wejściu  wcześniej  zmieni  się  na  0,  to  człon  czasowy  zostaje  wyzerowany.
Wynik  testowania  na  stan  l  ma  wartość  l  tak  długo,  jak  długo  czas  jest  odmierzany.  Jako
wynik  testowania  otrzymujemy  więc  impulsy  o  czasie  trwania  t  lub  krótsze.  Wartość  czasu  t
jest  w  przykładzie  zapisana  w  liście  instrukcji  jako  instrukcja  LKT10.1,  a  na  schemacie
stykowym jako parametr TWo postaci KT10.1.
Instrukcja  LKT10.1,  jak  każda  instrukcja,  składa  się  z  operatora  i  argumentu.  Symbolem
operatora  jest  litera  L,  co  oznacza  ZAŁADUJ  (PRZEŚLIJ)  DO  AKUMULATORA,
a argumentem wyrażenie KT10.1, gdzie KT znaczy STAŁA TYPU CZAS; 10.1 jest wartością
tej stałej i oznacza l0 jednostek po 100 ms.

Wyjaśnienie: akumulator jest nazwą operacyjnego rejestru procesora. Wszystkie operacje

procesor  wykonuje  w  zasadzie  na  zawartości  akumulatorów,  dlatego w  liście  instrukcji  wiele
operacji  poprzedza  operacja  przesłania  do  akumulatora.  W  liście  instrukcji  po  instrukcji
przesłania do akumulatora występuje instrukcja SIT21, która spowoduje uruchomienie członu
czasowego z parametrami takimi, jakie zostały zapisane w akumulatorze.
Jeśli  na  wejściu  zerującym  VKE  jest  równe  l,  to  człon  czasowy  jest  wyzerowany  w  zasadzie
niezależnie  od  stanu  wejścia  uruchamiającego.  Jeżeli  wystąpi  na  wejściu  uruchamiającym
zmiana  VKE  z  0  na  l,  to  człon  czasowy  zostanie  wprawdzie  uruchomiony,  ale  zaraz  potem
będzie  wyzerowany.  Zerowanie  ma  tu  przewagę  nad  uruchamianiem,  ponieważ  w  programie
występuje po uruchamianiu (por. ustawianie i zerowanie pamięci RS). [4, s.347]

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest sterownik binarny?
2.  Gdzie maja zastosowanie sterowniki binarne?
3.  Jakie znasz rodzaje pamięci stosownej w sterownikach?
4.  Co jest cechą charakterystyczną sterowników binarnych?
5.  Czym jest lista instrukcji?
6.  Na czym polega funkcja iloczyn logiczny?
7.  Jakie znaczenie mają funkcje pamięciowe?
8.  Gdzie można zastosować funkcje czasowe?
9.  Jakie znasz rodzaje pamięci do przechowywania programów?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Napisz program symulujący wiercenie gniazd w boku szafy.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  dokonać analizy rysunku,
3)  napisać kolejne instrukcje programu,
4)  przeprowadzić symulację komputerową,
5)  dokonać korekty w razie wystąpienia błędów,
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  program komputerowy,
–  rysunek wykonawczy,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Napisz program symulujący obróbkę skrawaniem elementu graniakowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  program komputerowy,
–  rysunek wykonawczy elementu,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Napisz program symulujący frezowanie profilu w elementach płytowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  program komputerowy,
–  rysunek wykonawczy elementu,
–  literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić co to jest sterownik binarny?

¨ ¨

2) narysować schemat strukturalny sterownika binarnego?

¨ ¨

3) scharakteryzować rodzaje pamięci stosowanej w sterownikach?

¨ ¨

4) określić strukturę oprogramowania sterownika?

¨ ¨

5) wyjaśnić czym jest lista instrukcji?

¨ ¨

6) wyjaśnić na czym polega funkcja iloczyn logiczny?

¨ ¨

7) określić jakie znaczenie praktyczne mają funkcje pamięciowe?

¨ ¨

8) określić zastosowanie funkcji czasowych?

¨ ¨

9) posługiwać się podstawowymi programami komputerowymi

stosowanymi w obrabiarkach numerycznych?

¨ ¨

10) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

11) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Linie obróbcze

4.6.1. Materiał nauczania

Linie produkcyjne

Podstawowa forma mechanizacji procesów produkcyjnych w zakładach przemysłowych

przejawia  się  w  tworzeniu  linii  produkcyjnych.  Linią  produkcyjną  nazywa  się  zespół
stanowisk  roboczych  ustawionych  według  porządku  wynikającego  z  kolejności wykonywania
operacji  technologicznych  jednego,  lub  grupy  zbliżonych  do  siebie  przedmiotów
(elementów). Charakterystyczną cechą pracy linii jest to, że każde stanowisko wykonuje tylko
jedną  operację  wycinka  procesu  technologicznego  realizowanego  na  linii.  Ten  rodzaj
ugrupowania stanowisk roboczych jest typowy dla produkcji masowej.
W  zależności  od  fazy  procesu  technologicznego  przypadającej  dla  danej  linii  produkcyjnej,
rozróżnia  się  linie  produkcyjne  wykonywania części  (elementów),  tzw.  linie  obróbkowe,  oraz
linie produkcyjne montażu - linie montażowe.

Linie  obróbcze  –  maszyny  składają  się  z  automatów  ustawionych  liniowo  wykonujących
operacje w ściśle określonej kolejności (kilka maszyn obsługuje 1-2 ludzi)

W zakładach przemysłu drzewnego stosunkowo rzadko spotkać się można z produkcją

typu masowego i dlatego organizacja produkcji w oparciu o tworzenie linii produkcyjnych nie
może  występować  w  skali  całego  zakładu  -  we  wszystkich  oddziałach  produkcyjnych.
Tworzenie  zespołów  stanowisk  roboczych  wzajemnie  powiązanych  ze  sobą  kolejnością
obróbki  (linii  produkcyjnych)  jest  uzasadnione  tylko  tam,  gdzie  linie  technologiczne  wielu
różnych  elementów  pokrywają  się  wzajemnie.  Tylko  w  takim  bowiem  przypadku  można
liczyć na pełne wykorzystanie zorganizowanej linii produkcyjnej.
Tworzenie linii produkcyjnych powinno być oparte na następujących zasadach:

−

należy pod względem wydajności obrabiarki i urządzenia dobierać w taki sposób, aby
każde z nich było jednakowo obciążone, przy najwyższym stopniu wykorzystania,

−

praca stanowisk w linii produkcyjnej powinna być zsynchronizowana, co oznacza, iż
stanowiska robocze powinny pracować według wspólnego taktu,

−

należy unikać stanowisk równoległych, tj. podwójnych, potrójnych itp.,

−

żadne stanowisko nie może być zaangażowane do wykonywania operacji nie
wchodzących w zakres pracy linii,

−

każda  linia  produkcyjna  musi  tworzyć  odrębną  -  zamkniętą  całość.  Przy  ustalaniu
wzajemnego  rozmieszczenia  stanowisk  pracy  linii  produkcyjnej  należy  zwracać  uwagę
przede  wszystkim  na  to,  aby  pomiędzy  poszczególnymi  stanowiskami  uzyskać  najkrótsze
drogi  transportu  oraz  najdogodniejsze  usytuowanie  każdego  stanowiska  w  stosunku  do
tych dróg.
Sprawą  o  zasadniczym  znaczeniu  w  projektowaniu  linii  produkcyjnych  jest  właściwe

zorganizowanie

przemieszczania

obrabianych

przedmiotów

pomiędzy

kolejnymi

stanowiskami.  Najkorzystniejsze  przy  tym  jest  zastosowanie  transportu  ciągłego  oraz
wyposażenie  poszczególnych  stanowisk  w  urządzenia  pomocnicze,  zastępujące  obsługę  przy
wykonywaniu  prostych,  powtarzalnych  czynności,  takich  jak  podawanie  i  odbieranie
elementów,  ich  układanie  po  obróbce,  nadawanie  odpowiedniego  położenia  elementom
wprowadzanym do obrabiarki itp. Uzupełnienie zestawu obrabiarek i urządzeń produkcyjnych
wyposażeniem  transportowym  i  innym  pomocniczym  jest  techniczną  realizacją  koncepcji  linii
produkcyjnej  w  pełni  zmechanizowanej,  wykazującej  w  wielu  przypadkach  znamiona zespołu
zautomatyzowanego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Praca z obrabiarkami CNC do drewna

Bogactwo form w świecie nowoczesnych mebli i architektury wnętrz niemal nie zna

granic.  Życzenia  zgłaszane  przez  klientów  stają  się  coraz  bardziej  zindywidualizowane
i  wiążą  się  z  wysokimi  wymaganiami  co  do  jakości  obróbki  i  trwałości.  Wysoka  jakość
wykonania,  zdolność  dostosowania  do  wzornictwa  i  konstrukcji  w  krótkim  czasie  produkcji
są  niezbędne  do  utrzymania  konkurencyjności.  Technika  CNC  umożliwia  osiągnięcie
maksymalnej  możliwej  wydajności  ekonomicznej,  mimo  wysokich  wymagań  jakościowych.
Coraz  więcej  zakładów  przemysłowych,  a  także  i  rzemieślniczych,  inwestuje  w  sterowane
komputerowo obrabiarki CNC do drewna.

Rys.37. Obrabiarka CNC do drewna o uniwersalnym zastosowaniu [7, s. 104]

W przypadku zwykłych maszyn do obróbki drewna, obróbka polega na stałej ingerencji

operatora  w  element  znajdujący  się  w  maszynie.  Skrót  CNC  (ang.  Compulerized  Numerical
Control)  oznacza  sterowanie  maszyn  za  pomocą  zintegrowanego  komputera.  Zalety
przetwarzania  danych  wykorzystywane  są  bezpośrednio  w  obrabiarce.  Wszystkimi  ruchami
narzędzi,  operacjami  mocowania  i  innymi  samodzielnymi  operacjami  roboczymi  zarządza
komputer, poprzez zastosowanie odpowiednich danych.
Hardware  to  maszyny,  narzędzia,  komputery  i  urządzenia  mocujące.  Software  to
oprogramowanie sterujące przebiegiem produkcji.
Maszyny  CNC  nie  posiadają  żadnych  zwyczajnych  elementów  obsługi,  jak:  pedał  lub  drążek,
pokrętła,  przestawne  zaciski  i  wiele  innych.  Z  reguły  wszystkie  funkcje  aktywowane  są
poprzez  klawiaturę  z  ekranem  lub  wyświetlacz.  Krótko  mówiąc:  maszyny  CNC  sterują
wszelkimi  procesami  roboczymi  bez  ingerencji  człowieka  obsługującego  maszynę.  W  tym
celu  należy  ustalić  kolejność  robót  i  wprowadzić  program  z  wszystkimi  komendami
sterującymi. [7, s.104]

Rys.38. Klawiatura do wprowadzania danych [7, s. 104]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Systemy sterowania CNC zmieniają budowę i zastosowanie maszyn oraz wpływają na sposób
pracy i jej przebieg. Zaletą zastosowań CNC jest to, że stopniowa obróbka na poszczególnych
maszynach może zostać sprowadzona do wielostopniowych ciągów obróbki.

Rys.39. Przykład obróbki płyt: wiercenie, frezowanie, piłowanie [7, s. 105]

Można zaoszczędzić na czasie przeznaczonym zwykle na transport, załadunek i układanie.
Rozmaite procedury obróbki warunkują różne rodzaje systemów sterowania. W zależności od
rodzaju możliwości poruszania się rozróżnia się trzy rodzaje sterowania.
1.  Sterowanie  punktowe  umożliwia  pozycjonowanie  w  programowanych  punktach

i następnie obróbkę.

2. Sterowanie odcinkowe umożliwia, oprócz pozycjonowania, równoległą do osi obróbkę

z programowalną prędkością posuwu.

3. Sterowanie kształtowe numeryczne umożliwia obróbkę po dowolnym torze na

płaszczyźnie lub w przestrzeni. Może przy tym mieć miejsce równoczesny
(symultaniczny) ruch względem dwóch lub większej liczby osi. [7, s.105]

Rys.40. Sterowanie komputerowe CNC zacisk równoległy na pilarce formatowej jest pozycjonowany przez

sterowanie punktowe [7, s. 105]

Rys.41. Przykład sterowanie odcinkowego na pilarce Rys.42. Przykład obróbki kształtowej [7, s. 105]

tarczowej [7, s. 105]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Produkcja danego elementu odbywa się z reguły bez udziału człowieka obsługującego
maszynę. Wielokrotna wymiana narzędzi i zastosowanie wielu maszyn nie jest już potrzebne.
Przebieg pracy z wszelkimi niezbędnymi informacjami musi być pieczołowicie zaplanowany.
Sterowanie CNC wymaga trzech grup informacji.

Rys.43. Sposób przebiegu informacji [7, s. 106]

Informacje  programowo-techniczne  regulują  wykonanie  programu.  Informacje  te  to
np. numer programu i kolejność obróbki (numery zdań).
Informacje  technologiczne  sterują  operacjami  włączania  i  zawierają  dodatkowe  funkcje
sterujące  programem  i  maszynami.  Informacje  te  to  np.  prędkość  posuwu,  wywołanie
podprogramu, mocowanie obrabianej części, wysuwanie i wsuwanie zacisków.
Informacje  geometryczne  (informacje  o  drodze i warunkach) w postaci  zaszyfrowanej  podają
formę części obrabianej do sterowania.
Istnieje  szereg  możliwości  wprowadzania  danych.  Przez  programowanie  warsztatu
rozumiemy, w najprostszym przypadku, wprowadzanie danych programu CNC do sterownika
maszyny.  Do  wprowadzania  programów  i  poleceń  bezpośrednich  służy  klawiatura  dołączona
do tego sterownika.

Rys.44. Operator maszyny wprowadzający dane sterujące [7, s. 107]

Jedną  z  możliwości  jest  określenie  kroków  obróbki  i  oprogramowanie  ich  wykonania  już  na
etapie  przygotowania  pracy.  W  kompleksowych  zadaniach  produkcyjnych  można  uniknąć
bezproduktywnych  przestojów,  spowodowanych  np.  wprowadzeniem  błędnych  danych.  Aby
dalej  ograniczyć  nakłady  czasu,  dochodzi  coraz  częściej  do  sprzężenia  systemów  CAD
i maszyn CNC.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W  wielu  stolarniach  przeprowadza  się  programowanie  przy  użyciu  klawiatury  CNC.  Po
wprowadzeniu  danych,  program  znajduje  się  w  pamięci  roboczej  sterowania  aż  do
wykasowania  go.  Aby  program  mógł  ponownie  zostać  użyty,  z  reguły  jest  dodatkowo
zabezpieczany  i  zapisywany  jako  nośniki  danych  wykorzystuje  się  dyskietki,  taśmę
perforowaną.

Element obrabiany w układzie współrzędnych

W obrabiarce CNC z wymiennikiem narzędzi będą nawiercane, rowkowane i frezowane

ściany boczne korpusów meblowych. Pierwszą czynnością obróbki będzie wiercenie otworów
konstrukcyjnych.

Rys.45. Przykład wymiarowania elementu „od punktu zerowego” [7, s. 110]

Szablony  wiertarskie  nie  są  do  tego  celu  potrzebne,  zespół  wiertarski  jest  pozycjonowany
przez program CNC. Programista lub operator maszyny musi w tym celu w programie opisać
położenie  otworów  w  układzie  współrzędnych.  Dla  ustalenia  wymiarów  współrzędnych
ważną  rolę  odgrywa  wprowadzanie  danych  montażowych.  Aby  uniknąć  zbytecznego
dodawania  lub  odejmowania  wymiarów,  z  reguły  zaleca  się  w  programowaniu  CNC
wymiarowanie względne.
Z  reguły  nie  jest  możliwe  ustawienie  elementu  w  taki  sposób,  żeby  jego  krawędź  pokrywała
się z punktem  zerowym maszyny. Punkt zerowy przedmiotu obróbki wybierany jest dowolnie
przez programistę lub operatora maszyny.
Położenie  zerowego  punktu  nie  ma  nic  wspólnego  z  przebiegiem  programu.  Jednakże
rozsądne  położenie  decyduje  w  istotnym  stopniu  przede  wszystkim  o  nakładzie  pracy
programistycznej i przejrzystości programu.

Pokazane na rysunku 45 wymiarowanie odniesione do zerowego punktu elementu

obrabianego  nazywamy  wymiarowaniem  bezwzględnym.  Odpowiednio  do  tego  odbywa  się
również  programowanie  w  wartościach  bezwzględnych  współrzędnych.  Przeliczanie  liczb
wymiarów  nie  jest  konieczne,  w  tym  przypadku  są  one  identyczne  z  wartościami
współrzędnych odniesionych do punktu zerowego elementu obrabianego.
Programy  o  bezwzględnych  wartościach  współrzędnych  można  łatwo  sprawdzić,  ponieważ
w jednym zdaniu znajduje się bezwzględna wartość współrzędnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dla ułatwienia wprowadzania danych sprawdziło się - szczególnie w planach wierceń -
zestawianie tabelaryczne pozycji wierceń. [7, s.111]

Rys.46. Plan wierceń wartości współrzędnych w formie tabelarycznej [7, s. 111]

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to są linie produkcyjne?
2.  Jakie zastosowanie mają linie obróbcze?
3.  Jakie zasady obowiązują podczas tworzenia linii obróbczych?
4.  Co to jest technika CNC?
5.  Gdzie mają zastosowanie obrabiarki CNC?
6.  Jakie zalety posiadają obrabiarki sterowane numerycznie?
7.  Jaki rodzaj sterowanie jest zastosowany w obrabiarkach numerycznych?
8.  W jaki sposób wprowadzamy dane do programu obrabiarki numerycznej?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj frezowanie drzwi meblowych obrabiarką numeryczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  zapoznać się z programem komputerowych,
3)  dokonaj analizy rysunku drzwi,
4)  wprowadzić dane do programu,
5)  sprawdzić poprawność wprowadzonych instrukcji,
6)  przeprowadź symulacje,
7)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  obrabiarka sterowana numerycznie,
–  program komputerowy,
–  rysunek wykonawczy frontu,
–  literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Narysuj schemat linii maszynowej obróbki elementu graniakowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  przygotować przybory kreślarskie,
3)  dokonać analizy zastosowania niezbędnych obrabiarek,
4)  określić kolejność ustawienia obrabiarek,
5)  wykonać schemat,
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  dokumentacje techniczne i eksploatacyjne maszyn i linii obróbczych,
–  przyrządy kreślarskie,
–  przybory do pisania,
–  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Wykonaj projekt linii obróbki elementu płytowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z literaturą na ten temat,
2)  zorganizować stanowisko pracy,
3)  określić zasady tworzenia linii,
4)  ustalić rodzaj zastosowanych obrabiarek i urządzeń w linii,
5)  określić najbardziej ekonomiczne ustawienie linii,
6)  wykonać projekt,
7)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  dokumentacje techniczne i eksploatacyjne maszyn i linii obróbczych,
–  przyrządy kreślarskie,
–  literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić co to są linie produkcyjne?

¨ ¨

2) określić zastosowanie linii obróbczych?

¨ ¨

3) określić zasady tworzenia linii obróbczych?

¨ ¨

4) wyjaśnić na czym polega technika CNC?

¨ ¨

5) scharakteryzować na czym polega obsługa obrabiarek CNC?

¨ ¨

6) wskazać zastosowanie obrabiarek CNC?

¨ ¨

7) określić zalety obrabiarek numerycznych?

¨ ¨

8) scharakteryzować rodzaj zastosowanego sterowania w obrabiarkach

numerycznych?

¨ ¨

9) narysować schemat linii maszynowej obróbki drewna?

¨ ¨

10) wprowadzać dane do programu obrabiarki numerycznej?

¨ ¨

11) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia?

¨ ¨

12) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

¨ ¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Uzupełnij brakujące elementy otwartego układu sterowania.

2. Do elementów pomiarowych w układach automatyki zalicza się:

siłowniki,

przetworniki,

zawory,

podajniki.

3. Do analogowych czujników położenia należą:

potencjometry,

regulatory,

tarcze kodowy,

dynamometry.

4.Na rysunku jest przedstawiona?

kryza,

dysza,

zwężka Venturiego,

zawór.

5. Przyrząd po pomiaru ciśnienia absolutnego (odnoszonego do próżni) to:

wakuometr,

barometr,

manometr,

manometr różnicowy.

6. Przyrząd z rurką Bourdona służy do pomiaru?

temperatury,

ciśnienia,

przesunięć kątowych,

strumienia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Termometry w których wykorzystuje się zjawisko powstawania siły elektromotorycznej

w obwodzie, w którym dwa złącza dwóch różnych metali znajdują się w różnej
temperaturze to termometry?
a)

rozszerzalnościowe,

ciśnieniowe,

rezystancyjne,

termoelektryczne.

8. Rysunek przedstawia zawór?

jednogniazdowy,

dwugniazdowy,

trójdrożny mieszający,

trójdrożny rozdzielający.

9. Wyjaśnij pojęcie „siłowniki”
……..…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………...

10. Wskaż do czego służą rejestratory
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...

11. Dynamometr sprężynowy służy do pomiaru?

prędkości,

przepływu,

siły,

ruchu.

12. Wyjaśnij pojęcie linii obróbczej.
………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………….

13. Elementy nastawcze umożliwiają w układach sterowania oddziaływanie na ……………...
………………………………………. obiektu regulacji.

14. Podaj jaką funkcję pełnia urządzenia i układy pomiarowe.
–  ………………………………………………………………………………………………
–  ………………………………………………………………………………………………
–  ……………………………………………………………………………………………....
–  ………………………………………………………………………………………………
–  ………………………………………………………………………………………………

15. Wymień rodzaje stosowanych siłowników:

−

……………………………

−

……………………………

−

……………………………

−

…………………………....

−

……………………………

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16. Regulatory korzystające z energii pomocniczej to:

−

……………………………...

−

……………………………...

−

……………………………...

17. Funkcje czasowe umożliwiają ……………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...

18.Rejestratory stosowane w przemyśle można podzielić na:

−

……………………………………………………………………………………………….

−

……………………………………………………………………………………………….

−

……………………………………………………………………………………………….

19. Narysuj schemat blokowy układu do pomiaru temperatury.

20.Narysuj schemat blokowy układu regulacji z pomiarem zakłóceń.