ISBN 978-5-8196-0211-9

ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Книга 2

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

В двух частях

Часть 1

Под общей редакцией д.т.н., проф. А.Б. Козлова

Допущено учебно-методическим объединением по образованию
в области технологии и проектирования текстильных изделий
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по специальности 220700
«Автоматизация производственных процессов и производств
(текстильная промышленность)»

ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина»

Москва, 2011

УДК 658.011.56: 677 (075.8)

Т 38

Авторы: А.А. Ермаков, С.В. Захаркина, А.Б. Козлов, А.А. Макаров, Ю.Д. Румянцев, Е.А. Рыжкова, А.Н. Тимохин, Л.П. Себина. Технические средства автоматизации текстильных производств: Учебное пособие в двух книгах: Кн. 2 Ч.1 / Под редакцией А.Б. Козлова. – М.: ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 2011 – 225 с., ил.

ISBN 978-5-8196-0211-9

В учебном пособии изложены основы теории, физические принципы работы, конструкции и характеристики элементов в системах автоматического регулирования и управления технологическими процессами текстильных производств. Рассмотрены основные типы первичных измерительных преобразователей, функциональные устройства для обработки измерительной информации, формирователи законов управления, микропроцессорные и программируемые логические контроллеры, исполнительные и регулирующие устройства.

Различные по своему физическому устройству элементы автоматики рассматриваются с единой точки зрения, что позволяет установить общность построения конструктивных схем и расчетных методик.

Учебное пособие предназначено для студентов, преподавателей и инженерно-технических работников, занимающихся проектированием систем автоматизации технологических процессов и производств.

Р е ц е н з е н т ы:

заведующий кафедрой автоматики московского
государственного университета дизайна и технологии (МГУДТ),
канд. техн. наук А.В.Кочеров;

ведущий специалист ООО «Фирма Роджет»,

докт. техн. наук В.В.Губин

ISBN 978-5-8196-0211-9 © ФГБОУ ВПО

«МГТУ им. Косыгина», 2011

© Ермаков А.А., Захаркина С.В., Козлов А.Б., Макаров А.А.,
Румянцев Ю.Д., Рыжкова Е.А.,

Себина Л.П., Тимохин А.Н. 2011

Дизайн обложки – Коршунова Е.К.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 5

ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ.. 10

ГЛАВА 2. СРЕДСТВА ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ПРОЦЕССА 14

2.1. Основные понятия в метрологии. 16

2.1.1. Классификация методов измерения. 18

2.1.2. Погрешности и методы обработки результатов измерения 20

2.2. Принципы построения измерительных преобразователей (датчиков технологических параметров) 29

2.3. Резистивные преобразователи. 36

2.3.1. Резистивные датчики перемещения. 37

2.3.2. Тензорезисторы.. 41

2.3.3. Терморезисторы.. 45

2.3.4. Контактные преобразователи. 48

2.4. Электростатические преобразователи. 50

2.5. Пьезоэлектрические преобразователи. 54

2.6. Электромагнитные преобразователи. 57

2.6.1. Индуктивные датчики. 58

2.6.2. Трансформаторные датчики. 62

2.6.3. Сельсинные датчики. 65

2.6.4. Тахогенераторы.. 68

2.7. Гальваномагнитные преобразователи. 70

2.8. Термоэлектрические преобразователи. 72

2.9. Гальванические измерительные преобразователи. 78

2.10. Оптоэлектронные преобразователи. 80

2.10.1. Принцип действия оптоэлектронных преобразователей. 81

2.10.2. Элементная база оптоэлектронных приборов и устройств 86

2.11. Бесконтактные оптические методы измерений температуры.. 106

2.12. Цифровые датчики систем автоматики. 111

2.12.1. Энкодеры угловых и линейных перемещений. 112

2.12.2. Принцип действия абсолютного энкодера. 112

2.12.3. Импульсные энкодеры.. 116

2.12.4. Принцип действия импульсных энкодеров с угловым перемещением 116

2.12.5. Принцип действия преобразователей линейных перемещений 118

2.13. Датчики технологических параметров текстильного производства 120

2.13.1. ИК измерители влажности волокнистых материалов. 120

2.13.2. Измеритель влажности волокна в кипах. 123

2.13.3. ИК ОЭП расхода волокна в пневмопроводах. 126

2.13.4. ИК ОЭП линейной плотности ленты.. 128

2.13.5. ИК ОЭП обнаружения швов на движущейся ткани. 133

2.13.6. ИК ОЭП перекоса уточных нитей в тканях. 135

2.13.7. ОЭП температуры с ИК-световодом.. 139

2.13.8. Устройство для контроля параметров смешивания натуральных и химических волокон 140

ГЛАВА 3. СРЕДСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ, ОБРАБОТКИ, ХРАНЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ 143

3.1. Усилители автоматических систем.. 143

3.1.1. Электронные усилители. 146

3.1.2. Применение операционных усилителей в системах автоматики 150

3.1.3. Магнитные усилители. 168

3.2. Релейные элементы систем автоматики. 175

3.2.1. Электромагнитные реле. 178

3.2.2. Электронные, полупроводниковые и фотоэлектрические реле 183

3.2.3. Реле времени и таймеры.. 187

3.2.4. Путевые переключающие устройства. 194

3.2.5. Релейно-контактные схемы систем автоматики. 197

3.3. Регуляторы и регулирующие блоки. 200

3.3.1. Регуляторы прямого действия. 201

3.3.2. Позиционные электрические регуляторы.. 204

3.3.3. Аналоговые регулирующие устройства. 210

3.3.4. Цифровые и микропроцессорные регулирующие устройства 217

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 224