1. Jakie można wyróżnić zadania sterowania?

- zadanie sterowania stałowartościowego : stabilizacja wielkości sterowanej, tj. utrzymanie jej określonej stałej wartości niezależnie od zakłóceń i warunków pracy.

(Stabilizuje się temperaturę żelazka oraz napięcie i częstotliwość prądu elektrycznego; stabilizuje się także prędkość obracania płyty kompaktowej, ciśnienie gazu, temperaturę w piekarniku i w lodówce)

- zadanie sterowania programowego gdy wielkość sterowana nie jest stała; zmienia się zgodnie z pewnym założonym z góry programem:, które jest

wykonywane np. przez urządzenia sterujące ruchem palników wycinających z blachy elementy o zadanych kształtach, potrzebne np. do budowy statku, a także obrabiarki kopiujące wzorce o znanym kształcie.

- zadanie sterowania nadążnego Gdy wielkość sterowana ma w każdej chwili przyjmować wartość odpowiadającą nieznanemu z góry sygnałowi wejściowemu,.

2. Czym różni się sterowanie stałowartościowe od nadążnego?

stałowartościowe - utrzymanie stałej wartości wielkości sterowanej niezależnie od zakłóceń i warunków pracy, nadążne - wielkość sterowana zmienia się wraz ze zmianą sygnału wejściowego.

3. Na czym polega różnica między sterowaniem nadążnym a programowanym?

nadążne - wielkość sterowana zmienia się wraz ze zmianą sygnału wejściowego.

programowe - wielkość sterowana zmienia się zgodnie z założonym z góry programem.

4. Podać przykład zadania sterowania logicznego (binarnego).

sterowanie ruchem składów pociągów metra

Ruch pociągów jest prowadzony przy wykorzystaniu urządzeń sterowania ruchem pojazdów w skład których wchodzą - urządzenia zabezpieczenia ruchu pociągów (ZRP) oraz - urządzenia automatycznego ograniczenia prędkości (AOP).

Urządzenia zabezpieczenia ruchu pociągow (ZRP) umożliwiają:

przestawianie zwrotnic wraz z kontrolą ich położenia,

nastawianie i kontrolowanie sygnałów na semaforach,

kontrolowanie innych urządzeń mających wpływ na prowadzenie ruchu,

automatyczne wykonywanie czynności nastawiania dróg jazdy pociągów,

sterowanie ruchem przez dyżurnego przy ciągłej kontroli warunków bezpiecznej jazdy.

Urządzenia AOP realizują następujące funkcje:

określenie wartości prędkości dopuszczalnej na poszczególnych odcinkach toru,

przekazywanie w sposób ciągły, z toru do pojazdu, za pośrednictwem specjalnych pętli przewodowych, informacji o prędkości dopuszczalnej,

pomiar wartości prędkości rzeczywistej pojazdu i jej porównanie z prędkością dopuszczalną,

ocenę poprawności działania maszynisty (w razie potrzeby wyłączenie napędu i przejęcie sterowania aż do uzyskania prędkości bezpiecznej lub zatrzymania pociągu),

przekazanie informacji maszyniście o sytuacji ruchowej na odcinku linii w przód do najbliższej stacji.

5. Co to jest sprzężenie zwrotne w układzie automatycznej regulacji?

SpZwr to oddziaływanie sygnałów stanu końcowego procesu na jego sygnały wejściowe, układ otrzymuje informację o własnym działaniu

6. Które sprzężenie zwrotne ma działanie stabilizujące: dodatnie czy ujemne?

SpZwr ujemne ma działanie stabilizujące ponieważ gdy zachodzi do jakiegoś zaburzenia powodującego odchylenie wartości parametru następuje działanie prowadzące do zmiany wartości parametru w stronę przeciwną, a więc do niwelacji efektu tego odchylenia.

7. Co to jest regulacja i czym się różni od sterowania?

Regulacja jest procesem celowego oddziaływania na wielkość regulowaną. W trakcie tego procesu wielkość regulowana jest przetwarzana w wielkość sprzężenia zwrotnego, która z kolei jest porównywana z wielkością zadaną

Pojęcie "sterowanie" - oznacza taki sygnał, który jest wymagany w procesie produkcyjnym, a wymagana prędkość silnika jest posyłana do urządzeń sterujących jego pracą bez bezpośredniej kontroli jej rzeczywistej wartości. Natomiast pojęcie "regulacji" oznacza - sprzężenie zwrotne - sygnał jest wysyłany od silnika, jeżeli jego prędkość nie odpowiada wymaganiom, sygnał wysyłany silnikowi jest ustalany automatycznie aż będzie spełniać ustalone wcześniej wymagania.

8. Schemat blokowy typowego układu automatycznej regulacji wraz z opisem poszczególnych elementów.

9. Wyróżnić i scharakteryzować typowe elementy układu automatyki.

Urządzenia pomiarowe dostarczają informację o przebiegu wielkości sterowanych (regulowanych), a także o przebiegu wielkości pomocniczych lub zakłócających.

Urządzenia te zawierają na ogół czujniki pomiarowe, na które oddziałuje wielkość mierzona, oraz przetworniki pomiarowe, zmieniające wielkość fizyczną lub zakres sygnału otrzymywanego z czujnika. Urządzenia wykonawcze, bądź zestawy urządzeń, określane wspólną nazwą zespołów wykonawczych, przekształcają sygnały sterujące w fizyczne oddziaływanie na obiekt sterowania.

Do bezpośredniego oddziaływania na obiekt służą elementy nastawcze, wpływające zazwyczaj na strumienie masy lub energii doprowadzanej z obiektu (np. zawór dławiący dopływ pary do maszyny parowej).

Elementem przekształcającym sygnał sterujący na sygnał dostosowany do wymagań elementu wykonawczego jest sterownik. W roli sterowników są często stosowane wzmacniacze mocy.

10. Czym jest odchyłka regulacji?

oznacza różnicę między wartością zadaną wielkości regulowanej a jej wartością aktualną.

11. 
    Czym się różni sygnał logiczny (cyfrowy) od analogowego?

12. Do czego służą selsyny i jak działa łącze selsynowe jako przetwornik pomiarowy układu automatyki?

Selsyny są to małe silniki elektryczne służące do zdalnego przekazywania położenia kątowego na drodze elektrycznej lub do przekształcenia przemieszczenia kątowego na wielkość elektryczną. Stosuje się je w układach automatyki. Selsyny swoją budową przypominają silniki indukcyjne, zwykle pierścieniowe. Selsyny pracują zawsze parami. Jeden z nich jest wtedy nadajnikiem sygnału elektrycznego, a drugi odbiornikiem tego sygnału. Co najmniej dwa selsyny wraz z przewodami łączeniowymi tworzą łącze selsynowe.

13. Do czego służą tarcze kodowe?

Do cyfrowego pomiaru położenia kątowego stosuje się tarcze obrotowe. Naniesione na tarczach znaczniki są odczytywane fotoelektrycznie, dostarczając informacji o położeniu tarczy bądź o zmianach jej położenia.

Przykładowo, za pomocą tarczy kodowej można określić każdorazowo jej położenie kątowe z dokładnością do kroku dyskretyzacji, równego n 18 , natomiast za pomocą tarczy kreskowej można określić jedynie wielkość i kierunek zmiany położenia kątowego tarczy w stosunku do położenia początkowego. Przyrostowe układy pomiarowe tracą orientację, gdy następuje przerwa w zasilaniu, ponieważ zapominają ile zliczyły kresek.

14. Omówić zasadę działania równoważni sił jako przetwornika pomiarowego.

Przetwornik siły na sygnał elektryczny.

Siła wejściowa F_we, doprowadzona poprzez układ dźwigni dostosowujący wartość siły do zakresu działania przetwornika, oddziałuje na belkę równoważni. Pod wpływem tej siły belka zmienia swoje położenie o ΔX; w miarę zbliżania się belki do czujnika położenia zwiększa się sygnał wyjściowy y wzmacniacza i proporcjonalna do niego siła F_r—Ky (gdzie K oznacza wzmocnienie) wywierająca nacisk na belkę od dołu. Przetwornik znajdzie się w równowadze, gdy siła F_r będzie równa sile wejściowej Fwe.

Rys. 7. Równoważnia sił jako przetwornik pomiarowy: a) zasada budowy i działania (w równowadze F_r = F_we);

15. Wymienić i scharakteryzować poznane elementy nastawcze.

Typowymi elementami nastawczymi są zawory, przepustnice i zasuwy,

W przypadku energii elektrycznej stosuje się elementy przerywające przepływ prądu (stykowe i bezstykowe) oraz elementy zmieniające

wartość napięcia i prądu w obwodzie, takie jak: rezystory

nastawcze, transformatory z zaczepami i prostowniki sterowane.

16. Jak jest zbudowany i jak działa siłownik pneumatyczny membranowy?

Działanie siłowników pneumatycznych omówimy na przykładzie siłownika membranowego Ciśnienie powietrza wywiera nacisk na membranę, co powoduje ugięcie sprężyny; gdy ciśnienie się zwiększa, następuje ruch membrany i trzpienia siłownika do dołu, a gdy się zmniejsza — do góry, pod wpływem siły sprężyny. Siłownik zatrzymuje się w położeniu równowagi, przy którym siła parcia powietrza, proporcjonalna do ciśnienia powietrza, jest równoważona przez siłę sprężystości, proporcjonalną do ugięcia sprężyny (skoku siłownika).

17. Jak jest zbudowany i jak działa siłownik hydrauliczny?

W siłownikach hydraulicznych na element ruchomy (tłok) oddziałuje praktycznie nieściśliwa ciecz robocza (olej). Siłowniki hydrauliczne wykonuje się zazwyczaj jako siłowniki dwustronnego działania: ciecz robocza oddziałuje na tłok z obu stron, a siła parcia jest proporcjonalna do różnicy ciśnień.

Używa się ich przede wszystkim tam, gdzie są potrzebne duże siły, a ruch nie może się odbywać powoli, np. do przestawiania zaworów dławiących dopływ pary do turbin, przestawiania sterów dużych samolotów, poruszania urządzeń przeładunkowych i maszyn budowlanych. W wielu zastosowaniach siłowniki hydrauliczne są niezastąpione ze względu na małe wymiary; silnik elektryczny o podobnej mocy byłby duży i ciężki, a ponadto wymagałby użycia przekładni.

18. Jak jest zbudowany i jak działa siłownik elektryczny?

Siłowniki elektryczne o działaniu ciągłym zawierają: silnik elektryczny (element napędowy), przekładnię zwiększającą moment obrotowy i zmniejszającą prędkość obrotową, wyłączniki krańcowe, sprzęgło zabezpieczające przed uszkodzeniem zahamowany lub przeciążony silnik, cały układ kinematyczny, awaryjny napęd ręczny i ewentualnie mechanizm zmiany ruchu obrotowego na liniowy (posuwisty). Typowy siłownik elektryczny jest więc dość złożonym urządzeniem (rys. 13).

19. Jak działa termostat samochodowy?

Termostat w miarę wzrostu temperatury cieczy chłodzącej silnik rozszerza się, otwierając stopniowo zawór dławiący dopływ cieczy do chłodnicy, a tym samym zwiększając intensywność chłodzenia.

20. Jakie zadanie sterowania wykonuje termostat samochodowy?

Zwiększa intensywność chłodzenia w układzie chłodzenia auta.
21 Jakie zadanie sterowania wykonuje termoregulator w lodówce?

Utrzymuje niską temperaturę wewnątrz lodówki.

---