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Funzionamento dei controlli automatici


Alla base del funzionamento della maggior parte dei sistemi di controllo automatico c’è il principio della retroazione (feedback).
Nel sistema detto ad anello aperto, il regolatore riceve in ingresso l’informazione sulla velocità desiderata e provvede ad inviare al motore una determinata tensione elettrica, quella che in base alle caratteristiche del motore, è necessaria per ottenere la velocità voluta. Se le caratteristiche del motore cambiano, se ad esempio interviene un fattore che frena la rotazione del motore, la regolazione non sarà più precisa.
Nel sistema detto ad anello chiuso o con retroazione, viene aggiunto un sensore della velocità di rotazione del motore. Questo sensore comunica il valore misurato a un dispositivo comparatore, che lo confronta con il valore di velocità desiderato. Il regolatore aumenta la tensione o riduce la velocità, quando necessario. Un sistema del genere non è influenzato dall’esterno.
Un sistema a retroazione è semplice ma richiede una progettazione accurata. Un esempio molto semplice di sistema a retroazione è l’interruzione di blocco per fermare il movimento di un cancello motorizzato quando raggiunge la posizione finale, o quando incontra un ostacolo che ne impedisce la chiusura, o il termostato dello scaldabagno che interrompe la corrente quando è stata raggiunta la temperatura dell’acqua desiderata.
Nel sistema di teleoperazione e telepresenza il feedback avviene attraverso l’operatore: l’irrigidirsi del pomello di comando segnale che si è raggiunto il contatto con l’oggetto.
Consideriamo un distributore automatico di bevande, in cui si inseriscono monete e si seleziona la bevanda desiderata. Il suo funzionamento è la successione di stati, fino alla erogazione della bevanda.
Quasi tutte le fabbriche hanno linee di montaggio automatizzate, per ridurre la necessità di manodopera e aumentare la sicurezza del personale:
A seconda delle soluzioni adottate si parla di automazione rigida, quando le macchine sono costruite per un solo scopo; automazione flessibile, quando le macchine possono svolgere lavori diversi con un’operazione di riallestimento; automazione programmabile, quando le macchine possono passare da un compito all’altro rapidamente, solo sostituendo il software.
L’automazione industriale fa uso anche di robot, macchine in grado di maneggiare oggetti e attrezzi. La robotica, che è la scienza che si occupa della progettazione dei robot, coinvolge molti campi della tecnologia: meccanica, elettronica, informatica e scienza della misurazione.
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