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1 Lehrbuch der Automatisierungstechnik Eine Einführung in die Grundlagen 13., durchgesehene Auflage 470 Bilder, 120 Tafeln VEB VERLAG TECHNIK BERLIN

2 INHALTSVERZEICHNIS Formelzcichen Einführung in die Automatisierungstechnik Bedeutung dor Automatisierungstechnik für dio Gesellschaft und die Stellung der Automatisierungstechnik innerhalb der teohnisohen Wissenschaften, Grundbegriffe der automatischen Steuerung nach TGL Arten automatischer Steuerungen Betrachtungsweisen automatischer Steuerungen Glieder und Größen automatischer Steuerungen Signal, Information Beispiele von Steuerungen und Regelungen Baugliedpläne, BMSR-Symbole, Signalflußbilder. _ Baugliedpläne * BMSR-Symbole Signalflußbilder Einteilung der Signale und Glieder nach TGL BosehreibungH- und Untersuehungsmethoden Grundsätzliche Bemerkungen Statische Beschreibung und Beschränkung auf lineare Glieder Dynamische Beschreibung voll linearen Gliedern Sprungantwort, Übergangsfunktion Differentialgleichung Ortskurve Frequenzgang, Amplituden- und Phasengang Zusammenhang Frequenzgang Orfskurve Amplituden-und Phasenkennlinie, Frequenzkennlinie Übertragungefunktion Modellbildung Lineare Grundglieder Zusammenschaltung von Gliedern zu Ketten und Kreisen Teile der offenen Steuerkette und des Regelkreises' Systeme zur Informationsgewinnung, -Übertragung, -Verarbeitung und -nutzung Einführung Übersicht und Systematik Einsatzbedingungen Kopplungsproblome. 85

3 8 Inhaltsverzeichnis Störeinflüsse Zuverläeeigkeitekenngröeen Meßeinrichtungen Grundlagen Grundbegriffe Meßfehler Meßwerterfassung Messung elektrischer Größen Elektrische Meßgeräte Meßverfuhren Messung der Stromstärke Messung der Spannung Messung dos ohmschen Widerstands Messung dos induktiven Widerstands Messung dos kapazitiven Widerstands Messung der Wirkleistung Messung der elektrischen Energie Messung der Frequenz Messung mechanischer Größen Weg- und Winkelmessung Kraft- und Momontmessung Zeitmessung Drehzahlmessung Druckmessung DurchflußmesBung Füllstandsmessung Messung thermischer Größen Messung von Stoffeigenschaften Feuchtemessung Dichtemessung ph-wert-messung Messung sonstiger Stoffeigenschaften Eingabeglieder, Zähl- und Registriersysteme Eingabeglieder Zähl- und B^egistriersystome Meßwertübertragung Übertragung von Meßwerten bei rotierenden Teilen Vorfahron der Meßwertübertragung für begrenzte Entfernungen Bauglieder zur Wandlung der Form oder der Informationsparameter von Signalen Gleichrichter, Besonderheiten von Gleichrichterschaltungen zur Wandlung der Form oder dos Informationsparameters von Signalen Einwegschaltungen Zweiwegschaltungen Siobmittol und deren Notwendigkeit Wechselrichter Begrenzer 185

4 Inhaltsverzeichnis Begren zerschal tungon Impulsformergchaltungen Anwendungen Modulatoren und Demodulatoren Modulationsarton ISS Amplitudenmodulation (AM) Frequenz- (FM) und Phasonwinkelmodulation (PM) Pulsmodulation ' Kodierer und Dekodierer... ', Zweck der Kodierung und Auswahl Möglichkeiten del Kodierung Kodierung mittels ODER-Glieder Dekodierung mittels UND- und NOR-Glieder Anwendung der Kodierung und Dekodierung zur Meßwert' Übertragung Verstärker Allgemeine Begriffe, Eigenschaften und Kenngrößen Definition des Verstärkerbegriffs Verstärkung, Zeitkonstante Güte Wirkungsgrad Rückkopplung, Gegenkopplung und Mitkopplung Pneumatische Verstärker Elemente pneumatischer Verstärker Pneumatische Druckteiler Pneumatische Vorstärker ohne Rückführung Pneumatische Verstärker mit Rückführung Hydraulische Verstärker Analogo hydraulische Verstärker Diskrote hydraulische Verstärker Elektrische MaBohinenverstärker Magnetische Verstärker Analoge elektronische Verstärker Klcinsignalverstärkor Bipolartransistor als Klonisignalverstärkor MOS-FET als Kleinsignalverstärker ЛО-Verstteker ' Gleichspannungsverstärker ' Differenz- und Operationsverstärker Großsignalvorstärker (Leistungsverstärker) Quasianaloge elektronische Verstärker Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten des Thyristors Thyristor als Wechselst romverstärker (Wechselst ronisteller) Thyristor als Gleichstromverstärker (Gleichstromsteller) und Pulssteller Schutzmaßnahmen i Diskrete elektronische Verstärker Diskrete elektrische Verstärker 267

5 10 Inhaltsverzeichnis 2.5. Rechenbausteine Analoge Reehenschaltungen Kickt Tonischer Rechenverstärker und seine Sohaltungen Pneumatischer Reohenverstärker und seine Sohaltungen Bausteine zum Addieren und Subtrahieren... : Bausteine zum Multiplizieren und Dividieren Bausteine zum Differenzieren und Integrieren Funktionsgeber Elektronischer Analogrechner Bausteine der digitalen Rechentechnik Bausteine mit Halbleiterbauelementen Bausteine mil diskreten Halbloiterbauelementen Integrierte TTL-Schaltkreise Integrierte MOS-Schaltkreise Integrierte Schaltkreise für industrielle Steuerungen Bausteine mit pneumatischen Bauelementen Bausteine ohne bewegliohe Teile Bausteine mil beweglichen Teilen Informationsspeicher Begriffserläuterungen Bedeutung der Speicherung von Informationen Speicherkapazität, Speicherzelle und Register Speicheradresse und Speicherwort Zugriffszeit und Zykluszeit Einteilungsmerknialc für Informationsspeicher Mechanische Informationsspeicher Mechanische Kippstufen Mechanische Zeitspeicher Mechanische Programmspeicher Pneumatische Informationsspeicher Pneumatische Kippstufen Pneumatische Zeitspeicher Pneumatische Programmspeicher Elektrische und elektronische Informationsspeicher Kontaktbehaftete Kippstufen Kontaktbehaftete Zeitspeicher Elektrische und magnetische Prograi Speicher Kontakt lose Kippstufen Kontaktlose Zeitspeicher Elektronisch«; Zählschaltungen Zähler Schieberegister Stelleinrichtungen Stellantriebe Pneumatische Antriebt! Hydraulische Antriebe Elektrische Antriebe Stellglieder Ventile Drosselklappen, Schieber 345 I

6 Inhaltsverzeichnis II Wegeventile '.. 34( Stellwiderstände Magnetischo Stellglieder (magnetische Stelleinrichtungen) Elektronische Stellglieder (elektronische Stelleinrichtungen) Begclsystcme Strecken (Steuer- bzw. Regelstrecken) Strecken als Übertragungsglieder, Besonderheiten Einteilung der Strecken Kennwerte von Strecken Vereinfachte Einteilung der Strecken Kennwerte bei Hintereinanderschaltung Beispiele von Strecken, Kennwerte häufig vorkommender Strecken.... ' Regler Verschiedene Einteilungen der Regler Zweipunktregler Zweilaufregler Lineare Regler Grundlagen Regler ohne Rückführung (Beispiele) Rückführungen Regler mit Rückführung (Beispiele) Industrielle Regler Digitale Regler Regelkreise Einteilung, Aufgaben und Kennwerte von Regelkreisen Zweipunktregelkreise Zweilaufregelkreise Lineare Regelkreise Allgemeine Ubertragungsfunktion dos einschleifigen linearen Regelkreises P-Regelkreise I-Regelkreise ri-regelkreise Regelkreise mit D-Anteil Gütekritei'ien, Einstellregeln für lineare; einschleifigc Regelkreise Stabilitätskriterien Eignung verschiedener Reglertypen bei verschiedenen Bedingungen lind Anforderungen Vermasehte Regelkreise Schaltsysteme Grundzüge der Schaltalgebra Logische Verknüpfungen Reehengosetzo und Rechenregeln 438

7 12 Inhaltsverzeichnis Begriffe Kürzungsverfahren, Folgeschaltungen. ; Baugruppe zum Aufbau von Schaltsystemen Baugruppen mit Halbleiterbauelementen Baugruppen mit pneumatischen Baueleirienlen Beispiel für den Entwurf von Schaltsystemen Lösungen der Aufgaben und Übungen 480 Literaturverzeichnis 529 Anhang ' 530 Sachwörterverzeichnis 541