Podstawy automatyki – wprowadzenie

Bardzo często mówimy, że coś dzieje się ,,automatycznie”, że coś jest ,,sterowane”. Co to dokładnie znaczy? Jak zbudowany jest układ sterowany automatycznie? Jak działają wielkie fabryki i małe maszyny? Czy takie układy są bezpieczne? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w tym artykule.

Automatyka i sterowanie

Bardzo często mówimy, że coś jest ,,sterowane automatycznie”, ,,pracuje automatycznie”. W dużym uproszczeniu oznacza to, że proces przebiega sam, bez udziału człowieka. Układ sterowania, na podstawie danych z czujników i zastosowanego algorytmu wykonuje jakąś czynność lub szereg czynności, np. układ regulacji temperatury steruje klimatyzacją w samochodzie czy maszyna pakująca pakuje towar w opakowania.

Jednym z najstarszych znanych układów automatyki jest regulator Watta z XIX w. – rysunek 1 (,,Discoveries & Inventions of the Nineteenth Century’’ by R. Routledge, 13th edition, 1900 r. – domena publiczna / Wikipedia). Urządzenie to było zbudowane z dwóch kul zawieszonych na prętach, przymocowanych do wału maszyny parowej i połączonych z zaworem dopływu pary do maszyny. Podczas przyspieszania kule na skutek siły odśrodkowej były odciągane od wału i dopływ pary był przymykany, wskutek czego maszyna zwalniała. Nadmierne zmniejszenie prędkości obrotowej wału powodowało otwarcie zaworu i przyspieszenie maszyny. Przy odpowiednim doborze parametrów układu (masa kul, długość ramion mocujących kule) można było dość precyzyjnie utrzymywać prędkość obrotową maszyny na zadanym poziomie. Z biegiem czasu zaczęto konstruować inne układy sterowania, najpierw mechaniczne, a później na bazie elektryczności.

(…) ciach!

To jest tylko początek, zapowiedź artykułu, którego pełna wersja ukazała się z numerze lutowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 3/2023). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 3/2023 znajduje się tutaj.

Mateusz Ostrycharz

elektryk.mo@gmail.com