v1.5
PODSTAWY STEROWANIA W ELEKTROENERGETYCE
WYKA
AD 7
Podstawy teorii sterowania
Prowadzący: Dr inż. Marek Szmechta
Spis treści
1.Sterowanie automatyczne.................................................................................................................2
1.1.Układy automatycznego sterowania.........................................................................................2
1.2.Układy regulacji automatycznej...............................................................................................2
1.3.Podział układów sterowania automatycznego..........................................................................3
1.4.Rodzaje zestyków.....................................................................................................................4
2.Wybrane układy sterowania pracą silników.....................................................................................5
2.1.Układ jednokierunkowego sterowania pracą silnika za pomocą stycznika..............................5
2.2.Układ do sterowania silnikiem z dwóch miejsc i sygnalizacją informującą o stanie pracy
silnika...............................................................................................................................................5
2.3.Blokada wykluczająca jednoczesne działanie dwóch silników................................................6
2.4.Automatyczny przełącznik gwiazda  trójkąt...........................................................................8
2.5.Blokada kolejnościowa.............................................................................................................8
3.Przykładowy układ stycznikowo-przekaz
nikowy............................................................................9
4.Literatura..........................................................................................................................................9
1/9
 1. Sterowanie automatyczne
Zadaniem urządzeń automatycznego sterowania jest wykonywanie pewnych czynności bez
udziału obsługi. Jest to w niektórych przypadkach konieczne lub niezbędne np. wtedy, gdy
człowiek nie nadążałby z wykonaniem tych czynności ręcznie. W innych przypadkach
zastosowanie automatyki nie jest konieczne, ale jej wprowadzenie jest celowe, gdyż przyczynia się
do zwiększenia wydajności pracy, podniesienia sprawności oraz niezawodności maszyn i
urządzeń.
1.1.Układy automatycznego sterowania
W układzie sterowania automatycznego (rys.1) elektryczny układ sterujący steruje pracą
danego urzÄ…dzenia, zwanego obiektem sterowania. Po uruchomieniu urzÄ…dzenie pracuje
samoczynnie, przy czym wszelkie zmiany parametrów pracy (np. prędkości, kierunku wirowania
itp.) przeprowadzane są automatycznie w zależności od określonych czynników (np. czasu,
przebytej drogi itp.).
Układy automatycznego sterowania nie mają zamkniętych sprzężeń zwrotnych i noszą nazwę
układów otwartych.
1.2.Układy regulacji automatycznej
W układzie automatycznej regulacji z rysunku 1b pracą obiektu regulacji kieruje układ
regulujący (regulator), przy czym wielkość regulowana y jest mierzona w punkcie B zwanym
węzłem zaczepowym i doprowadzana do punktu A, zwanego węzłem sumacyjnym, znajdującym
się na wejściu układu regulacji. Przepływ informacji dotyczącej wartości mierzonej regulowanej
wielkości y od punktu B do punktu A tworzy tzw. pętlę sprzężenia zwrotnego. W węz
le
sumacyjnym wartość mierzona y jest porównywana z wartością zadaną x regulowanej wielkości.
Automatyczny układ regulacji działa zawsze w tym kierunku, aby wartość mierzona y równała się
wartości zadanej x.
Układy automatycznej regulacji charakteryzują się tym, że mają jedną lub kilka pętli
sprzężenia zwrotnego tworzących obwody zamknięte. Z tego względu nazywamy je układami
zamkniętymi.
Rysunek 1: Schematy blokowe układów: a) automatycznego
sterowania b) automatycznej regulacji
2/9
 1.3.Podział układów sterowania automatycznego
Sterowanie automatyczne wiąże się nierozłącznie z blokadą i sygnalizacją. Blokada uniemożliwia
wykonanie błędnych czynności sterowania. Sygnalizacja informuje obsługę o przebiegu pracy
urządzenia. Blokada i sygnalizacja usprawniają obsługę i zwiększają bezpieczeństwo pracy.
Elektryczne układy sterowania automatycznego można podzielić na dwie grupy :
" Układy sterowania stycznikowo-przekaz
nikowe,
" Układy sterowania sekwencyjnego (kolejnościowego).
Układy sterowania stycznikowo-przekaz
nikowe są zbudowane, jak wskazuje nazwa, z dwóch
podstawowych elementów: styczników i przekaz
ników. Styczniki są elementami wykonawczymi,
które włączają w odpowiedniej chwili obwody robocze. Przekaz
niki sterują pracą styczników,
powodując wzbudzenie cewek styczników w zależności od określonych czynników  czasu,
przebytej drogi, prędkości obrotowej itp. W zależności od tych czynników rozróżnia się sterowanie
w funkcji: czasu, drogi, prędkości itp.
Sterowanie sekwencyjne stosuje się w urządzeniach, w których zachodzi konieczność
wykonywania odpowiednich czynności przez podzespoły w ściśle określonej kolejności.
Zwierny zestyk Å‚Ä…cznika
Rozwierny zestyk Å‚Ä…cznika
Przełączany zestyk łącznika (symbol ogólny)
A
ącznik trójbiegunowy ze stykami zwiernymi
(wyłącznika, stycznika) sprzężonymi
mechanizmami
Zestyk przełączony łącznika
wielopołożeniowego
Zwierny zestyk łącznika z napędem ręcznym z
samoczynnym powrotem (przycisk załączający)
Rozwierny zestyk łącznika z napędem ręcznym
z samoczynnym powrotem (przycisk
odłączający)
Cewka stycznika, przekaz
nika, wyzwalacza
3/9
Zestyk przekaz
nika  symbol ogólny:
a) zwierny
a) b) c).
b) rozwierny
c) przełączny
Cewka przekaz
nika zwłocznego o zwłoce :
a) przy wzbudzaniu
a). b).
b) przy odwzbudzaniu
Zestyk przekaz
nika o opóz
nionym działaniu
(czasowego) :
a). b).
a) zwierny ze zwłoką przy zamykaniu
(wzbudzaniu)
c). d).
b) zwierny ze zwłoką przy otwieraniu
(odwzbudzaniu)
c) rozwierny ze zwłoką przy zamykaniu
(odwzbudzaniu)
d) rozwierny ze zwłoką przy otwieraniu
(wzbudzaniu)
Organ napędowy przekaz
nika termicznego
(cieplnego)
Zestyk rozwierny przekaz
nika termicznego
(cieplnego)
Bezpiecznik topikowy
Lampka sygnalizacyjna
1.4.Rodzaje zestyków
Wyróżniamy następujące rodzaje zestyków:
· zestyki normalnie otwarte - styki, które sÄ… otwarte w stanie beznapiÄ™ciowym, a zwierajÄ… siÄ™
dopiero po włączeniu prądu do odpowiedniego. Noszą one także nazwę zestyków zwiernych.
· zestyki normalnie zamkniÄ™te - styki, które w stanie beznapiÄ™ciowym sÄ… zamkniÄ™te, a rozwierajÄ…
się z chwilą włączenia prądu do obwodu sterującego. Nazywa się je zestykami rozwiernymi.
4/9
 2. Wybrane układy sterowania pracą silników
2.1.Układ jednokierunkowego sterowania pracą silnika za pomocą
stycznika
L1 L2 L3 N PE
B
Z W
1S
1S1
1 S
1S  cewka stycznika i styki
główne pomocnicze 1S1
PT  przekaz
nik termiczny
B  bezpiecznik
M
Rysunek 2: Przykład realizacji obwodu sterowania silnikiem klatkowym
Rysunek 3: Układ do sterowania silnika
2.2.Układ do sterowania silnikiem z dwóch miejsc i sygnalizacją
informujÄ…cÄ… o stanie pracy silnika
5/9
Rysunek 4: Układ do sterowania silnika z miejsc A i B
2.3.Blokada wykluczająca jednoczesne działanie dwóch silników
L1 L2 L3 N PE
W1 W2
1S 2S
Z1 Z1
1S1 2S1
2S2
M1 M2 1S2
1 S 2 S
Rysunek 5: Blokada wykluczajÄ…ca ruch drugiego silnika
6/9
Rysunek 6: Sterowanie silnika przy pracy nawrotnej
Rysunek 7: Układ do zmiany kierunku wirowania silnika
7/9
 2.4.Automatyczny przełącznik gwiazda  trójkąt
Rysunek 8: Układ automatycznego przełącznika gwiazda - trójkąt
2.5.Blokada kolejnościowa
Rysunek 9: Układ sterowania z zastosowaniem blokady kolejnościowej
8/9
 3. Przykładowy układ stycznikowo-przekaz
nikowy
Rysunek 10: Automatyczne otwieranie drzwi - układ stycznikowo-przekaz
nikowy
4. Literatura
[1] Miedziński B., Elektrotechnika. Podstawy i instalacje elektryczne, PWN 2000.
[2] Michel K., Sapiński M., Czytam rysunek elektryczny, WSiP 1996.
[3] Chmielarz J., Projektowanie elektrycznych urządzeń sterowania, blokady i sygnalizacji,
WNT, Warszawa 1966.
9/9