Основы строительного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Строительное производство»

Контрольная работа

по дисциплине: «Механизация и атвтоматизация в строительстве»

Выполнил:

студент группы ПР-31

Братчиков В.Н.

Проверил:

Преподаватель Мартиновский В.А.

2014

Введение

1. Дифференциальные измерительные схемы

Дифференциальный метод - это метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. Этот метод позволяет получать результаты измерений с высокой точностью даже в случае применения относительно неточных измерительных приборов, если с большой точностью воспроизводится известная величина.

Дифференциальные измерительные схемы отличаются повышенной точностью измерения контролируемого параметра, так как измеряют не его абсолютную величину, а разность между ней и некоторой калиброванной (высокоточной) величиной. Эти схемы применяют для измерения технологических параметров, преобразованных в электрическое сопротивление или в падение напряжения (ЭДС).

Рис. Дифференциальные измерительные схемы: а -- дифференциальная измерительная схема для измерения технологических параметров, преобразованных в изменение электрического сопротивления; б -- дифференциальная измерительная схема для измерения технологических параметров, преобразованных в изменение электрического напряжения переменного тока

На рис, а показана дифференциальная ИС для измерения технологических параметров, преобразованных в изменение электрического сопротивления. Она представляет собой неуравновешенную индуктивно-резистивную мостовую схему, Плечи моста АС, СЕ, BD и DA образованы двумя постоянными индуктивными сопротивлениями L₁ и L₂, постоянным активным сопротивлением R₁ и измеряемым сопротивлением R_x. Диагональ CD питается напряжением переменного тока от трансформатора ТV. В измерительную диагональ АВ включен измерительный прибор ИП, измеряющий ток, или падение напряжения. При изменении величины R_x возникает разбаланс мостовой схемы, уравнение равновесия которой X_L1r_{x =} X_L2R₁ Он вызывает появление в измерительной диагонали тока или падения напряжения пропорциональных изменению сопротивления R_x.

Показана дифференциальная ИС для измерения технологических параметров, преобразованных в изменение электрического напряжения переменного тока. Схема также представляет мостовую неуравновешенную схему с плечами AC, CB, BD и DA. На диагональ питания CD напряжение подается от трансформатора TV. В измерительную диагональ АВ включен измерительный прибор ИП, измеряющий величину тока или падение напряжения. Отличие этой схемы от предыдущей состоит в том, что датчик технологического параметра включается в плечо АС. При изменении контролируемой величины меняется индуктивное сопротивление обмотки L₂ (X_L2), Это вызывает изменение ЭДС E_1, что приводит к появлению тока в измерительной диагонали и падению напряжения в точках А и В. Полученный сигнал пропорциональный Е₁, а следовательно, и контролируемому параметру, измеряется прибором ИП.

Указанный метод широко используется, в частности, при поверке средств измерений (например, измерительных трансформаторов тока и напряжения). На нём основана работа очень распространённых в электроизмерительной технике мостов постоянного и переменного токов.

Эффект повышения точности результатов измерений, достигаемый при дифференциальном методе, оказывается тем значительнее, чем ближе значение меры к истинному значению измеряемой величины. В том случае, когда результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля, дифференциальный метод измерений превращается в нулевой. Очевидно, что в нулевом методе измерений используемая мера должна быть изменяемой (регулируемой), а прибор сравнения выполняет функции индикатора равенства нулю результирующего воздействия измеряемой величины и меры.

Область применения: научные исследования в физике, химии, биологии и др.; технологическиепроцессы в энергетике, металлургии, химической промышленности и др.; транспорт; разведка и добычаполезных ископаемых; метеорологические и океанологические работы; медицинская диагностика; изготовление и эксплуатация радио и телевизионных устройств, самолётов и космических аппаратов.

2. Усилительные устройства, применяемые в автоматике, их классификация (привести схему одного из устройств)

Усилительные устройства в системах автоматики служат для усиления сигнала рассогласования по мощности или напряжению до величины, необходимой для управления исполнительными устройствами.

В системах автоматики применяются все типы усилителей -- неэлектрические и электрические усилители. К неэлектрическим относятся механические, гидравлические и пневматические усилители, а к электрическим -- электронные, полупроводниковые, ионные, магнитные, электромашинные усилители. При выборе усилителя учитывается мощность входного и выходного сигналов, т. е. оценивается требуемый коэффициент усиления по мощности. Кроме того, оцениваются параметры источника сигнала -- измерительное] схемы (выходное сопротивление , значение остаточного напряжения и т.п.) и параметры нагрузки (характер нагрузки, входное сопротивление, потребляемая мощность и т. п.). К усилителям в системах автоматики предъявляются следующие требования: постоянная времени должна быть минимальной, характеристика должна быть близка к линейной, зона нечувствительности не должна превышать допустимую.

Таблица 1

В табл. 1 приведены основные характеристики некоторых классов усилителей. Выбор того или иного усилителя для системы автоматического управления обусловлен типами измерительного и исполнительного устройств. Если для управления исполнительным устройством необходим сигнал переменного тока, а измерительное устройство работает на постоянном токе, то в усилительное устройство включается модулятор. Примером простейшего модулятора является вибропреобразователь, работа которого рассмотрена выше при описании принципа действия автоматического потенциометра.

В системах автоматизированного привода конечным каскадом усилительного устройства является усилитель мощности. При управлении двигателем в качестве усилителя мощности часто используются электромашинные или магнитные усилители. При этом в схему усилителя включается демодулятор. Демодулятор преобразует сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока, который питает обмотки управления двигателя. Поэтому усилительные устройства не только усиливают сигнал, поступающий с измерительного устройства, но и преобразуют его для управления исполнительным устройством.

Схема гидравлического усилителя: 1 - управляющая заслонка; 2 - сопла; 3 - постоянные гидравлические дроссели; 4 - золотникгидравлического исполнительного механизма; 5 - центрирующие пружины; 6 - рабочие камеры; 7 -электромеханический преобразователь; РН - давление питания.

3. Электронное реле и область его применения

Реле (фр. relais) -- электрическое или электронное устройство (ключ), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных воздействий.

Обычно под этим термином подразумевается электромагнитное реле - электромеханическое устройство, замыкающее и/или размыкающее механические электрические контакты при подаче в обмотку реле электрического тока, порождающего магнитное поле, которое вызывает перемещения ферромагнитного якоря реле, связанного механически с контактами и последующее перемещение контактов коммутирует внешнюю электрическую цепь.

Повысить чувствительность электромагнитного реле можно с помощью транзисторных или ламповых усилителей, электрических сигналов. Такие усилители в сочетании с электромагнитными реле называют электронными реле.

Электронные реле

Простейшее электронное реле (рис.) представляет собой обычный однокаскадный (или двух-трехкаскадный) усилитель тока, работающий в режиме переключения, на выход которого включено электромагнитное реле. В зависимости от структуры транзистора и полярности электрического сигнала, поданного на вход усилителя, транзистор закрывается (для транзистора структуры р-п-р -- при положительном напряжении на базе) либо, наоборот, открывается (при отрицательном напряжении на базе транзистора р-п-р). Когда транзистор закрыт, сопротивление его участка эмиттер -- коллектор велико и ток коллектора не превышает 20--25 мкА, чего слишком мало для срабатывания реле. В это время контакты P1\1 реле Р1 разомкнуты и исполнительная цепь не включена. Кагда же транзистор открывается, сопротивление, его участка эмиттер -- коллектор резко уменьшается, и ток коллектора возрастает до значения, необходимого для срабатывания реле -- включается исполнительная цепь.

Запомни очень важное условие: для четкой работы электронного реле напряжение его источника питания должно быть на 20--30% больше напряжения срабатывания используемого в нем электромагнитного реле.

В коллекторную цепь транзистора вместо электромагнитного реле можно включить иной электрический прибор, например маломощный электродвигатель (рис.). Получится бесконтактное электронное реле -- ротор электродвигателя станет вращаться всякий раз, когда открывается транзистор. Вполне понятно, что ток, проходящий через транзистор, не должен превышать допустимого для него значения.

Электронное реле -- обязательный элемент большинства чувствительных электронных автоматов, включающих и выключающих те или иные исполнительные механизмы. Электронное реле лежит в основе многих приборов.

Контакторы и реле перегрузки широко применяются в строительстве и промышленности, например для управления двигателями, в системах отоплении и вентиляции, кондиционирования воздуха, насосном и грузоподъёмном оборудовании, освещении, системах повышения коэффициента мощности и т.д.

4. Стабилизирующая САР и область её применения

Системы автоматического регулирования (САР) применяются для регулирования отдельных параметров (температура, давление, уровень, расход и т.д.) в объекте управления. В современных системах автоматического управления (САУ) системы автоматического регулирования являются подсистемами САУ и их применяют для регулирования различных параметров при управлении объектом или процессом.

Принцип действия всякой системы автоматического регулирования (САР) заключается в том, чтобы обнаруживать отклонения регулируемых величин, характеризующих работу объекта или протекание процесса от требуемого режима и при этом воздействовать на объект или процесс так, чтобы устранять эти отклонения.

Для осуществления автоматического регулирования к регулируемому объекту подключается автоматический регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на регулирующий орган. Это управляющее воздействие вырабатывается регулятором в зависимости от разности между текущим значением регулируемой величины (температуры, давления, уровня жидкости и т. д.), измеряемой датчиком, и желаемым её значением, устанавливаемым задатчиком. Регулируемый объект и автоматический регулятор вместе образуют систему автоматического регулирования.

Основным признаком САР, является наличие главной обратной связи, по которой регулятор контролирует значение регулируемого параметра.

Состав и назначение. Они обеспечивают на выходе системы заданное значение регулируемого параметра, поступающего на вход.

Они делятся на 2 класса:

1. разомкнутая (без обратной связи)

2. замкнутая (с обратной связью)

Функциональная схема САР: 1 - задающее устройство (преобразует входной сигнал в задающее воздействие); 2,5 - устройство сравнения (вычисляет сигнал ошибки); 3 - преобразовательное устройство (преобразует сигнал одной физической природы в другую); 4 - последовательное корректирующее устройство (формирует требуемый закон регулирования); 6 - усилительное звено (увеличивает сигнал по мощности); 7 - исполнительное устройство (оказывает корректирующее воздействие на объект); 8 - объект управления; 9,11 - измерительное устройство (определяет текущее значение регулируемого параметра); 10 - устройство параллельной коррекции; 12 - элемент главной обратной связи; g(t) - входной сигнал; y(t) - выходной сигнал; e(t) - ошибка регулирования; U(t) - управляющее воздействие на объект

В основу принципа автоматизации управления отдельного механизма положена специальная система автоматического регулирования (САР). Регулятором здесь выступает силовой магнитный усилитель (он заменяет управляющий реостат в цепи возбуждения в простейшей схеме). В САР генератор является одновременно усилительным и исполнительным элементом, двигатель - объектом регулирования, а регулируемой величиной является частота вращения двигателя. При управлении машинист, желая установить определенную частоту двигателя, воздействует на цепь возбуждения генератора, т. е. изменяет величину тока в его обмотке возбуждения посредством командоконтроллера. Для поддержания заданного режима в САР присутствует обратная связь, обеспечивающая корректирующее воздействие на магнитные усилители и далее на ток в цепи возбуждения генератора. вибропребразователь реле автоматический

CАР-широка используется во многих строительных машинах (экскаваторах, подъемных кранах).

5. Автоматизация изготовления арматуры

Арматурой в строительстве называются стальные стержни различного сечения и формы, стальные канаты и пряди, воспринимающие растягивающие и скалывающие напряжения, возникающие в железобетонных элементах от внешних нагрузок и собственного веса конструкций.

Арматура может быть постоянного сечения (гладкие стержни) и периодического профиля.

По трудоемкости изготовления арматура с диаметром стержней до 12 мм называется легкой, а от 12 и до 40 мм -- тяжелой.

Арматура применяется для изготовления всех видов железобетонных конструкций, что необходимо для усиления прочностных характеристик бетона. В основном, используется стальная гибкая арматура -- стержни, сварные сетки и каркасы, но иногда необходима и жесткая арматура -- прокатные двутавры, швеллеры и уголки.

По физико-механическим свойствам и другим показателям качества строительная арматура подразделяется на классы прочности -- горячекатаная, термомеханически упрочненная или термически упрочненная. От характеристик применяемой арматуры во многом зависит эффективность использования железобетонных конструкций в строительстве.

Изготовление арматуры. Армирование железобетонных конструкций следует осуществлять укрупненными сварными арматурными каркасами сделанными в заводских условиях. Изготовляют и вяжут арматурные каркасы и сетки на станках, на которых выполняют следующие операции: очистку, выпрямление арматурной стали, стыковую сварку стержней; резку их на прутки, гнутье прутков, изготовление каркасов и сеток и их сварку.

Легкую арматуру изготовляют из стали диаметром до 14 мм, выпускаемую заводами в мотках (бухтах) массой 80--100 кг; тяжелую -- из стержневой стали, выпускаемой в пучках массой до 5 т, диаметром выше 14 мм.

Гнутье арматурных стержней для изготовления сварных и вязаных каркасов выполняют на приводных станках различных типоразмеров. Легкую арматуру до 12 мм можно гнуть на ручных станках. Из плоских сеток и каркасов в заводских условиях собирают пространственные каркасы, укрупненные арматурные и арматурно-опалубочные блоки.

Основными способами соединения арматуры являются контактная электросварка, которая подразделяется на стыковую и точечную, и электродуговая сварка (сварка плавлением).

Контактная стыковая сварка заключается в том, что при пропуске электрического тока большой силы через свариваемые детали в месте их соприкосновения металл плавится под действием выделяемого тепла, что приводит к прочному соединению деталей.

При способе контактной точечной сварки элементы стыкуют внахлестку и они, сплавляясь в месте контакта, соединяются между собой. Сваривают элементы на одноточечных и многоточечных автоматических машинах.

Электродуговая сварка, которую в настоящее время выполняют вручную с помощью металлических электродов, малопроизводительна и трудоемка. Она служит для сварки стержней диаметром не менее 8 мм, так как при меньшем диаметре арматурной стали может произойти пережог арматуры.

Разновидностями электродуговой сварки арматурной стали являются дуговая ванная и электрошлаковая сварка. При этом сварной шов должен иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность без наплывов, прожогов, переваров и трещин.

В сельской местности на строительную площадку арматуру перевозят автомобильным транспортом с соблюдением мер предосторожности. Чтобы не повредить и не деформировать изделия, используют прокладки, надежное крепление и пр. Отдельные стержни перевозят в пучках, скрепленных вязальной проволокой и снабженных бирками. Правила строповки арматурных изделий при погрузочно-разгрузочных работах и укрупнительной сборке те же, что и при установке крупногабаритных щитов опалубки.

Заключение

В контрольной работе изучила разделы курса: основные понятия автоматики, методы и технические средства автоматизации, датчики, измерительные схемы, усилители, исполнительные элементы, их классификацию.

Изучила разделы курса: автоматизация производственных процессов, автоматизация строительных машин, автоматизация в строительстве, основные понятия в теории автоматического регулирования, управления и контроля.

Список литературы