Post on 25-Jan-2023
Coordonator stintific:
ȘEF LUCRĂRI DR. ING. DONCA GHEORGHE
Studenti realizatori proiect:
Hora Lucian Bonchis Larisa Boros Brigitta
AN UNIVERSITAR 2013-2014
UNIVERSITATEA DIN ORADEAFACULTATEA DE PROTECȚIA MEDIULUIDEPARTAMENTUL AGRICULTURĂPROGRAMUL DE STUDIU HORTICULTURĂ
Automatizari folosite in unitaile agrcoleMateria: Baze energetce si masini agricole
Tommasi Francesco
Cuprins:1.Automatizari folosite in unitatile agricole
2.5 Automatizari folosite in unitatile agricole2.5.1 Istoric categorii si scopuri2.5.2 Traductoare 2.5.2.1 Carateristici traductoare ale traductoarelor2.5.2.2 Tipuri de traducatoare2.5.2.2.1 Traducatoare parametrice2.5.2.2.2 Traductoare generatoare2.5.3 Regulatoare2.5.4 Elemente de executie2.5.5 Sisteme de automatizare
2.5 Automatizari folosite in unitatile agricole
2.5.1 Istoric categorii si scopuriTermenii automat si automatizat fac parte din categoria celor mai
utilizati atat in limbajul ingineresc cat si, pastrandproportiile, in limbajul curent. In limba romana cuvantul automat
se foloseste cu valoare de sibstantiv cat si cu valoare deadjectiv.Adjectival. cuvantul automat desemneaza calitatea unui
sistem fizico-tehnic de a efectua, pe baza unei comenzi, ooperatiune sau un complex de operatii fara participarea directa aoperatorului uman. Substantivul, un automat este un dispozitiv,un aparat sau o instalatie- in general un sistem care opereazasau functioneaza in mod automat, adica are calitatea desemnata
prin adjectivul automat.
In cadrul societatii industriale si al celei past industrialescopurile generale ale automatizarii sunt urmatoarele: cresterea
productivitatii, scaderea consumurilor specifice (de materiiprime, de materiale, de conbustibil si de energie), asigurarea
preciziei executiei, cresterea sigurantei in functionare,protejarea instalatiilor, scoaterea operatorului uman din medii
nocive si, nu in ultimul rand eliberarea acestuia de participareanemijlocita la productia de bunuri si de servicii.
Prin mecanizare, munca manualta a omului se inlocuieste cumecanisme, aparate si masini actionate de convertori de energieadecvati.operatorul uman ia parte la procesul de productie incalitate de manipulator al mijloacelor de mecanizare, ca uncomponent necesar al desfasurarii normale a procesului de
productie. Operatorul uman se elibereaza de efortul fizic direct.Procesele de productie devin mai rapide, mai eficiente(cresteraportul calitate-pret), mai complicate si mai cuprinzatoare.
Operatorul uman urmareste numeroase marimi fizice si pe baza lorinfluenteaza prin dispozitive si aparate adecvate, fluxurile de
substanta, de energie si de informatii.
2.5.2 TraductoareIn scopul masurari marimilor fizice care intervin intr-un proces tehnologic ,este necesara de obicei convertirea acestora in marimi de alta natura fizica pentru a fi introdusa cu usurinta intrun circuit de automatizare.Traductorul este elementul care permite convertirea unei marimi fizice (de obicei neeletrica)intr-o alta marine(de obicei eletrica)de pendenta de prima ,in scopul introduceri acesteia intrun circuit de automatizare .Se poate spune ca traductoarele sunt de fapt
mijloace da masurare care nu sunt utilizate direct de catre om ci,incluse in sidteme de conducere automata .Dese ori ,pentru acea parte a traductorului care este direct sensibila la actiunea marimi masurate se folosesc termenul de senzor,detectat sau captat .
De exempli,o temperatura sau o presiune sunt convertite prin marimi de natura eletrica tensiune,curent eletric proportionate cu marimile initiale ,care pot fi utilizate si prelucrate de celelalte elemente de automatizare SRA (comporatoare,regulatoare automate etc.)
Traductoarele se pot clasifica dupa natura marimilor de intrare si de iesire in : a).traductoare de marimi eletrice in marimi eletrice
Amplificatoare;teansformatoare ;redresoare.
b).traductoare de marimi neeletrice in marimi neeletrice
parghii; resorturi;reductoare;membrane.
c).traductoare din marimi eletrice in marimi neeletrice
eletromanetii;eletromotoarele;
d).traductoare de marimi neeletrice in marimi eletrice
timbre tensiometrice;fotodiode.
Fig.2.107. Structura generala a unui traductor ES-element sensibil ELT-element de legatura A-adaptor SAE-sursa exterioara de energie
2.5.2.1 Carateristicile generale ale traducatoarelorPerformantele unui traductor sunt legate in special de modul in care acesta realizeaza legatura dintre semnalul de intrare,adica marimea si semnalul de iesire.Carateristicele uniu traducator potfi analizate in doua situatii sistinte:
In regim stationar de funtionare; In regim dinamic de functionare.
In cazul reginului stationar ,denumit si regim static,permanent,stabilizat sau ne tranzitoriu ,marinea fizica masurata,adica semnalul de intraea un traductor are ovaloare constanta in timp ,iar semnalul de iesire al traductorului are valoare corespunzatoare acestei valori .
In cazul regimului dinamic ,denumit regim nestationar ,nepermanent,nestabilizat sau tranzitoriu ,semnalul de intrare in traductor are variatii in timpi iar semnalul de iesire are ,de asemenea ,variatii in timp,iar esmnalul de iesire
are ,de asemenea variatii in timp.Din punct de vedere practic,reginul dinamic de functoinare al traductoarelor are o importanta mare in cazul automatizari proceseloe.
Caracteristica unui traductor este exprimat prin dependenta analitica dintre marimea de iesire y si marimea de intrare x, care sunt de natura diferita si care exprima prin relatia generala: y=f(x). Aceasta relatie este stabilita si este valabilanumai in conditile in care marimea de intrare x este constanta intim.Functia f(x) din relatie poate fii liniara sau neliniara si, respectiva , continua sau discontinua (cu valorii discrete). Caracteristica statica a traductorului este de o importanta fundamentala in definirea performantelor generale ale unui traductor.In realitate marimea de iesire este influientata in modnedorit de marimile perturbatoare externe (factori de mediu,temperatura,presiune ,uniditate,campuri magnetice sau electrice perturbatoare etc.) si de cele interne(zgomote, frecari, in lagare, proprietati fizece ale materialelor, variatiin ale ale fregventei si intensitatii surselor alimentare electrice, variatii de presiune a surselor pencumatice etc.) Matematic toate privatele intrari respectiv iesirii sunt nule in raport cu timpul.Regimul static este imposibil de realizat pe durate mari de tim. Se poate insa consider conditia indeplinita pe inertvale reduse de timp astfel incat dependenta y=f(y) sa reprezinte caracteristica statica a traductoului in conditi ideale. Daca se presupune ca efectele marimilor perturbatoare nu implica depasirea erorii admise atunci forma generala a caracteristicii statice este y=k(x-x)+y.
2.5.2.2 Tipuri de traducatoare
Intrucat circuitele de automatizare cele mai desfolosite sunt de natura electrica, marime). Clasificaretraducatoarelor pot fii facute in funct de natura marimii deiesire y sau in functie de natura marimi de intrare x.
In functie de natura marimii electrice de la iesire (y)se deosebeste:
Traducatoarele parametrice, la care marimea masurata estetransformata intr-un „parametru de circuit electric”(rezistenta, inductanta sau capacitate).
Fig. 2.109. Clasificarea traductoarelor
2.5.2.2.1. Traducatoare parametrice
a) Traducatoarele rezistive transforma marimea de intraremecanica intr-o variatie a rezistentei electrice.Utilizarealarga o au traductoarele rezistive cu fier mecanic si cu semiconductori. Caracteristica de transfer liniarizata atraductoarelor rezistive se expima astfel:∆R×=k×R×£ (2.24) unde:R-reprezinta variatiarezistentei electrice (marimea de iesire): k-constanttraductorului £- alungirea relativa a elementului sensibil altraductorului (marimea de intrare).
Fig.2.110. Traductor rezistiv
Traductoarele rezistive cu conductori de prezinta subforma unor bastonase paralelipedice (fig.2.110.1). avand dreptelement sensibil un porilestar de siliciu cu grosimea de20...50 um, latimea de pana la 0,5mm si lungimea cuprinsaintre 2 si 12mm. Aceste traductoare au acelas principiu defuntionare ca si traductoarele rezistibile cu fir numai cavaloarea constatei k este cu mult mai mare. Traductoarele cusemiconductori prezinta de asemenea dezavantajul unei variatiiputernice a rezistentei specifice cu temperatura motiv pentrucare nu sunt utilizate in cazul masuratoilor la caretemperatura variaza in limite largi.
b) Traductoare inductive transforma parametrii miscariiiontr-o variatie a impedantei Z a unei bobine care esteconectata la sursa de curent alternativ.
Constructive, acete pot fii producatoare traductoare inductivesimple (fig 2.111.) si traductoare inductive diferentiale(fig.2.112.).
c) Traductoarele fatoelectrice pot fii cu palpare mecanicasau cu plpare electrice. In figura 2.113. este prezentataschema de principiu foto electric cu palpare electrica.Fasciculului de raze luminoase de la sursa S trece prinlentila condensor 1 fata diagramei 2, lentila obiectiva 3ajunge la celula foto electrica 6 prin intreruperea partialasau totala a faciculului de raze de catre opturatorul 4(subactiunea tijei de masurare 5) se prosuce variatia curentuluiemis de celula fatoelectrica.
2.5.2.2.2 Traductoare generatoare Traductoare generatoare transforma marimea de masurat directaintr-o tensiune electrica (curent electric) fara a mai fiinevoie de o sursa ajutatoare.
a)Traductoare de inductie se bazeaza pe transformarea marimide masurat.
b)Traductoarele piezielectrice functioneaza pe baza efectuluipolarizarii electrice a cristalelor unor materiale atuncicdand sunt solicitate la compresiune materialeleprezoelectrice utilizate sunt:cuartul, fosforul de amoniu,titaniul de bariniul si zinconiu de plumb.Daca forta F,actioneaza pe directia axei electrice a cristalului, sarcinaelectrica c care apare pe suprafetele normale acestea seexprima prin:q=k*f, unde k este coeficientul prezoelecricfundamental al materialelor prezoelectric care aratacantitatea de electricitata generata la actiunea unitatii deforma ,respectiv de presiune.Pentru constituireaconducoarelor sectioneaza cristalele materialelorprezoelectrice in paralelipiped pe fetele perpendiculare peaxa electrica se aplica polimetalice, care se concentreazaintr-un crcuit electric. Schematic traducorul frezo electriceste prezentat in figura 2.119. Pentru marimea sarcinielectrice, de obicei, de monteaza o serie de placutepiezoelectrice 1 inetrcalate intre poli metalice. Asezareaplacutelor se face astfel incat folie metalica sa aiba, peambele fete suprafete ale placutelor aceeas porarizare.Intrucat materialele prezoelectricxe sun izolate, foliilemetalice formeaza niste electroz care se comporta ca nistearmaturile unui conducator intre care apare o diferenta de
potential proportional cu grosimera si presiunea aplicataasupra placutei.
Fig.2.119. schema traductorului prezoelectric.
c)Traductoarele termoelectrice sunt traductoare generatoarea caror functionare se bazeaza pe tensiunea electomorale careapar in contul de sudare a2 materiale diferite supuseincalziri. Traductoarele termoelectrice au cea mai largaaplicatie pentru masurarea temperaturi. Peincipiul lor defunctionare se bazeaza pe efectul de termocuplu,care consta inaceeea ca printr-un circuit inchis .constand din doua metalediferite 2 si 3 (figura 2.120,)ciecula cu un curent electricdaca inbinarile celor doua fire sunt la temperaturi diferiteT1 si T2 in binarea care sa afla la temperatura T1(suduracalda) se numeste jonctiune de masurare sau elemente sensibileal traductorului, iar imbinarea de la temperatura T2 ( sudurarece) poarta numele de jonctiune de referente pe schema sedisting elementele care formeaza termocuplul, sudura rece sielegatura cu aparatul de masurare ,milivoltmetrul .
fig.1.120. Traductor termoelectric (termocuplu)
2.5.3 Regulatoare Elementul de automatizare (numita abatere) si furnizeaza laiesire marimea de comanda care se aplica elementului deexecutie se numeste regulator. In functie de elementelecomponente din punct de vedere constructiv, regulatorul poatefii electric, electronic, pneumatice, hidraulice sau mixte.Intr-un sistem de reglare automat regularizatorul esteamplasa.
Fig.1.121. Locul regulatorului intr-un sistem de reglare automata
2.5.4 Elementi de executie
Elementul de executie reprezinta elementul de automatizarecare primeste la intrare marimeade comanda de la regulatororulautomat si furnizeaza la iesire marimea care actioneaza asuprainstalatiei tehnologice.Structura unui element de executieezulta din fig.6.46. si se copmune din 2 parti: elemtul deactiune EA(servomotoul sau motorul de executie) si organul dereglarente OR(organul de executie). Elementul de actionare(ea) are rolul de a transforma semnalul de comanda, primit dela regulator intr-un cuplu sau forta (marime intermediara) cucare actioneaza asupra organului de reglare. Pentru generareacuplurilor sau fortelo sunt necesare surse de energieexterioara . Dupa natura enegiei folosite, servomotoareloe potfii electrice, pneumatice sau hidraulice. Organul de reglare(OR) este elementul care intervine in instalatia tehnologicamodificand sub actiunea fortei sau cuplului generat deservomotoare, cantitatile de materiale sau energie necesaraprocesului. Marimea de iesie a organului de reglare este de
regula, sub forma unei deplasari liniare sau unghiulare.
Fig. 2.137 Clasificarea elementelor de executie
2.5.5 Sisteme de automatizarePrin sistem de reglare automata se intelege ansamblul dedispozitive (aparate) si conexiune prin care se realizeazaautomat si independent operatia de reglre automata a uneivariabile (parametrul tehnologic)prin acest scop pot fiifolosite sisteme de automatizare logice sau digitale.