Obsah
Předmluva
9
1 Úvod
11
1.1
Základní p o jm y a u to m atiza čn í tech n iky
11
1.2
Klasifikace regulačních obvodů
16
2 Rozdělení prostředků a vlastnosti m édií
21
2.1
Rozdělení prostředků
21
2.2
Statické vlastnosti au to m atizačn ích p ro středků
27
2.3
Dynam ické vlastnosti autom atizačních p rostředků
31
2.4
Výroba stlačeného vzduchu
31
2.5
Vlastnosti hydraulických kap a lin
33
3 Prostředky pro získávání inform ace 3.1 3.2
Úvod
35
Snímače polohy, rychlosti a zrychlení 3.2.1
35
Sním ače p o lo h y
3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5 3.2.1.6 3.2.1.7
Odporové snímače polohy spojité Odporové snímače polohy nespojité Kapacitní snímače polohy Indukčnostnísnímače polohy Indukční snímače polohy Optické snímače polohy Ultrazvukové snímače polohy
41 41
41 44 47 49 56 57 60
3.3
3 .2 .2 Sním ače rychlosti
60
3 .2 .3 Sním ače zry ch len i
62
Sním ače síly, tla k u a tla ko vé diference
67
3 .3.7
67
Z á k la d n í p o jm y
3 .3 .2 Elektrické sním ače síly
3.3.2.1 3.3.2.2 3.3.2.3
Piezoelektrický snímač Magnetické snímače síly Tenzometrické snímače síly
3 .3 .3 Sním ače tlaku
3.3.3.1 Kapalinové tlakoměry 3.3.3.2 Deformační tlakoměry
3 .4
74
74 75 76
Sním ače p rů to ku te k u tin
77
3.4.1 Z á k la d n í p o jm y
77
3 .4 .2 Rychlostní sním ače p rů to k u
78
Průřezové snímače průtoku (m ěřeníprůtoku škrticím i orgány) Plovákový průtokom ěr Turbinkový průtokom ěr Indukční průtokom ěr Ultrazvukový průtokom ěr Vírový průtokom ěr A nem om etrickýprůtokom ěr
3 .4 .3 O bjem ové sním ače p rů to k u
3.4.3.1 3.4.3.2
Dávkovací průtokom ěr Plynoměry
3 .4 .4 H m o tn o s tn í sním ače p rů to k u
3.4.4.1
Coriolisův průtokom ěr
78 80 81 82 82 83 83 84
84 84 85
85
3 .4 .5 M ě ře n i p rů to k u v o tevřených kanálech
86
Snímače h ladiny
87
3.5 .1 Ú v o d
87
3 .5 .2 Sním ače p ro nespojité m ě ře n i h la d in y
87
3 .5 .3 Sním ače p ro sp o jité m ě ře n í h la d in y
88
3.5.3.1 3.5.3.2 3.5.3.3 3.5.3.4 3.5.3.5 3.5.3.6
3.6
68 69 70
3 .3 .4 Sním ače tla k o v é diference
3.4.2.1 3.4.2.2 3.4.2.3 3.4.2.4 3.4.2.5 3.4.2.6 3.4.2.7
3.5
68
Plovákový snímač hladiny Kapacitní snímač hladiny Hydrostatický snímač hladiny Ultrazvukový snímač hladiny Radarové snímače hladiny Ionizační snímače hladiny
Sním ače te p lo ty a te p e ln é h o m nožství
88 89 89 90 91 92
93
3.6 .1 Z á k la d n í p o jm y
93
3 .6 .2 Sním ače p ro d otyko vé m ě ře n í te p lo ty
94
3.6.2.1 3.6.2.2 3.6.2.3 3.6.2.4
Odporové kovové snímače teploty Odporové polovodičové snímače teploty Termoelektrické snímače teploty Polovodičové snímače teploty s přechodem PN
94 95 100 103
3.6.2.5 D ilatační snímače teploty 3.6.2.6 Tlakové snímače teploty
3.7
3.6 .3 Sním ače p ro b ezd o ty ko vé m ě ře n í te p lo ty
108
3 .6 .4 M ě ře n i sp o třeb y te p la
110
Snímače fyzikáln ích a chem ických vlastností kap alin a plynů
110
3.7 .2 M ě ře n í fyzikálních vlastn ostí
111
3.7.2.1 Měření vlhkosti plynů 3.7.3.1 Stanovení složení kapalin a plynů měřením elektrické vodivosti 3.7.3.2 Stanoveni složení plynů na principu tepelné vodivosti 3.7.3.3 Stanovení složení plynů na principu magnetické susceptibility 3.7 .4 M ě ře n í chem ických v la stn o s ti a p lik a c í chem ických p rincip ů
3.7.4.1 Potenciometrická analýza kapalin (měřenípH) 3.7.4.2 Potenciometrická analýza plynů
3.9
Snímače optických veličin
112 114 114 114
114 116
117 117
3.8 .2 Typy sním ačů a je jic h vlastn osti
117
Snímače m agnetických veličin
122
3.9.1 Z á k la d n í p o jm y
122
3.9 .2 Typy sním ačů a je jic h vlastn osti
122
Prostředky pro přenos a úpravu signálů 4.2
111 112
3.8.1 Z á k la d n í p o jm y
3.10 M ěření fázového posuvu signálů sním ačů
4.1
110
3.7.1 Ú vod
3.7 .3 M ě ře n í chem ických v la stn o s tí a p lik a c í fyzikálních p rincip ů
3.8
105 107
125
127
Úvod
127
Signály a pro střed ky pro jejich úpravu
127
4.2.1 M echanický s ig n á l
127
4 .2 .2 Pneu m atický a h yd rau lic ký s ig n á l
128
4.2 .3 Elektrický sig n á l
129
4 .2 .4 O ptický s ig n á l
130
4.2 .5 Ú p ra va sig nálů
132
4.3
Signálové a m ezisystém ové p řev o d n ík y
133
4.4
Převod m ezi s p o jitým a n esp o jitým signálem
136
4.5
4.4.1 Ú vod
136
4 .4 .2 Analogově-čislicové p ře v o d n ík y
136
4 .4 .3 Číslicově-analogové p ře v o d n ík y
140
Přenos d a t a sítě 4.5.1
Z á k la d n í in fo rm ace
142 142
4.6
4 .7
D atové spoje 4.6 .1 Přenosová m é d ia
144
4 .6 .2 Způsob přenosu sig nálu k a n á le m
146
4 .6 .3 Z ab ezp eč en í in fo rm ace
147
4 .6 .4 R o zh rán i
148
Počítačové sítě 4.7 .1 Topologie s ítí
4.7.1.1 Metody přístupu na spojovací vedení 4 .7 .2 R eferen čn í m o d e l OSI
4.7.2.1 Popis modelu OSI 4 .7 .3 Technické p ro stře d k y s ítí
5.2
5.3
153 155
158 158
159 161
4.7.3.1 Síťové operační systémy 4.7.3.2 Sběrnice PROFIBUS
162 163
4 .7 .4 D a to v á ko m u n ikace a síť CAN
165
4 .7 .5 In frače rv en é d ig itá ln í sítě
168
4 .7 .6 Přenosové k a n á ly
168
4 .7 .7 K o n cen trá to r
170
4 .7 .8 S kram b ler
171
4 .7 .9 M o d e m y
171
Prvky pro zpracování inform ace - řídicí členy 5.1
143
175
Ú vod
175
Prvky pro m atem atick é operace - zesilovače
175
5.2 .1 Elektronické zesilovače
175
5 .2 .2 P n eu m atické a hyd rau lické zesilovače
179
Prvky pro logické operace
182
5.3 .1 Elektrické p rv k y p ro logické operace
183
5 .3 .2 Elektronické p rv k y p ro k o m b in a č n í logické o b vo d y
185
5.3.2.1 5.3.2.2 5.3.2.3 5.3.2.4 5.3.2.5
Úvod Vlastnosti a charakteristiky logických obvodů s bipolárním i tranzistory. A plikační obvody s bipolárním i tranzistory Vlastnosti a charakteristiky logických obvodů s unipolárním i tranzistory Aplikační obvody s unipolárním i tranzistory
5 .3 .3 Elektronické p rv k y p ro sekven čn í logické o b vo d y
5.3.3.1 5.3.3.2 5.3.3.3 5.3.3.4 5 . 3. 3.5 5.3.3.6 5.3.3.7 5.3.3.8
Úvod - základní pojmy, in tu itiv n í a obecný postup návrhu SLO Asynchronní SLO úrovňový Řešené úlohy Asynchronní SLO spulzním vstupem Synchronní SLO SLO řízené hodinovým signálem (synchronní a asynchronní režim) Prostředky pro realizaci SLO Sbírka úloh pro navrhování SLO
185 186 190 195 197 202
202 207 211 213 214 214 215 216
5 .3 .4 P ro g ram o v ate ln é a u to m a ty
5.3.4.1 Úvod 5.3.4.2 Programování PLC 5.3.4.3 Popis provedení PLC 5.3 .5 P n eu m atické p rv k y p ro logické operace
5.4 Ústřední regulační č le n y -r e g u lá to r y 5.4.1 Ú v o d
Přímočinné regulátory Dvoupolohové a třípolohové regulátory bez zpětné vazby Dvoupolohové regulátory se zpětnou vazbou Třípolohové im pulsní regulátory
5.4 .3 Spojité re g u lá to ry
5.4.3.1 5.4.3.2 5.4.3.3 5.4.3.4 5.4.3.5 5.4.3.6 5.4.3.7
219 225 228 236
238 238
5.4 .2 Jednoúčelové a nespojité re g u lá to ry
5.4.2.1 5.4.2.2 5.4.2.3 5.4.2A
219
Úvod - princip a obecné vlastnosti spojitých regulátorů Modifikace a přídavné funkce regulátorů Elektrické spojité regulátory Elektrické číslicové regulátory Pneumatické regulátory Hydraulické regulátory Fuzzy regulátory
5.5 Prostředky o v lá d á n í
6 Akční prvky
238
239 239 240 242 24 3
243 245 248 249 251 252 253
256
260
6.1 Pohony
260
6.2 Elektrické pohony
261
6.2.1. Ú v o d
261
6.2.2. Elektrické m o to ry
26 2
6.2.2.1 Stejnosměrné m o to ry 6.2.2.2 Indukční m otory 6.2.2.3 Kom utátorové m o to ry 6.22.4 Synchronní m o to ry 6.2 .3 S p eciáln í m o to ry
6.2.3.1 M otory s piezoelektrickým pohonem 6.2.3.2 Pohon s odvalujlcim i se kroužky 6.2.3.3 Lineární p ohony
263 266 274 275 281
281 282 283
6.3 Pneum atické pohony
2 84
6.4 H ydraulické pohony
289
6.5 Regulační orgány
290
Seznam použité a doporučené lite ra tu ry
300
Rejstřík
302
