‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬ ‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית‪1985-2009 ,‬‬ ‫הנושא‪ :‬אוטומציה ובקרה‬ ‫)א( בשרטוט המערכת הפניאומטית שבאיור לשאלה מסומנים מספר רכיבים‪ .‬רשום את שמו ואת‬ ‫תפקידו במערכת של כל אחד מן הרכיבים האלה‪) .R1,S ,VB ,VA ,A :‬ב( רשום את הפעולות‬ ‫שיתרחשו במערכת כאשר ידית הרכיב ‪ VA‬תוסט למצב )‪ ,(+‬ואת הפעולות שיתרחשו כאשר היא‬ ‫תוסט למצב )–(‪] .‬קיץ ‪[2004‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫שמות הרכיבים‪:‬‬ ‫‪ – A‬צילינדר ובוכנה הידראוליים‬ ‫‪ – VA‬שסתום בקרה ידני תלת‪-‬מצבי‬ ‫‪ – VB, VC‬שסתום בוכנאי‬ ‫‪ – S‬שסתום אל‪-‬חוזר‬ ‫‪ – R1, R2‬נחיר הצערה מתכוונן‬ ‫‪ – 1‬מכל שיכוך‬ ‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬אוטומציה ובקרה )‪(1985-2009‬‬ ‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪3‬‬ ‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬ ‫ב‪.‬‬ ‫)א( ציין את שמותיהם של שלושה אופייני בקרה )‪) .(control modes‬ב( באיור לשאלה מתוארת‬ ‫מערכת לבקרת מפלס המים בדוד קיטור‪ .‬מהם האותות שיכולים להימסר מן הבקר ‪ R1‬לשסתום‬ ‫מי ההזנה )‪ (feed water regulating valve‬דרך עמדת הבקרה האוטומטית‪-‬ידנית )‪auto-‬‬ ‫‪ ,(manual control station‬אם אותות הכניסה הם אלה‪ – a :‬אות המגיע מחיישן מפלס המים‬ ‫)‪ – b ,(level transmitter‬אות המתקבל מכוונון מוקדם רצוי )‪ .(standard adjustment‬הצג‬ ‫את האות שיימסר מן הבקר ‪ R1‬לכל אחד מן המצבים האלה‪] .a>b, a<b, a=b :‬קיץ ‪[2004‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫אופייני בקרה‪:‬‬ ‫‪ (1‬בקרה דו‪-‬מצבית או בקרת ‪.on-off‬‬ ‫‪ (2‬בקרה דו‪-‬מצבית עם תחום מת‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫‪ (3‬בקרה פרופורציונלית‪.‬‬ ‫הבקר המוצג בשרטוט הוא בקר פרופורציונלי ואינטגרלי )‪ .(P+I‬במצב רגיל שסתום הוויסות‬ ‫הפניאומטי פתוח ‪ ,50%‬כמות המים העוברת דרכו מתאימה לתצרוכת הקיטור הנורמלית‪,‬‬ ‫ומפלס המים נשמר בערך הרצוי )‪.(a=b‬‬ ‫כאשר תצרוכת הקיטור גדלה עקב עליית עומס‪ ,‬גובה המים בדוד יורד‪ ,‬והבקר מקבל ממשדר‬ ‫מפלס המים אות‪ .a<b :‬הבקר שולח אות תיקון לשסתום הויסות דרך עמדת הבקרה‪ ,‬השסתום‬ ‫נפתח עוד )נאמר – ‪ ,(75%‬והוא מספק כעת כמות גדולה יותר של מים‪ .‬הבקר התאים את עצמו‬ ‫לתנאי העומס החדש והתייצב‪ ,‬אך כעת מפלס המים נמוך מן הערך הרצוי‪ ,‬כלומר נוצר הסט‬ ‫)‪ .(offset‬הסיבה לכך‪ ,‬כי לא ניתן להגדיל את פתיחת השסתום אלא אם מפלס המים ירד; מכאן‪,‬‬ ‫שכל שינוי בעומס על המערכת גורר אחריו הסט‪ ,‬בין מעל הערך הרצוי ובין מתחתיו‪.‬‬ ‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬אוטומציה ובקרה )‪(1985-2009‬‬ ‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪3‬‬ ‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬ ‫את בעיית ההסט של בקר פרופורציונלי פותרים על ידי צירוף של בקר אינטגרלי‪ .‬הוא מכוון‬ ‫מחדש )‪ (reset‬את הערך הרצוי בשיעור השווה להסט שיצר הבקר הפרופורציונלי‪ ,‬ועל ידי כך‬ ‫מבטל את ההסט‪.‬‬ ‫כאשר תצרוכת הקיטור קטנה עקב ירידת עומס‪ ,‬גובה המים בדוד עולה‪ ,‬והבקר מקבל ממשדר‬ ‫מפלס המים אות ‪ .a>b‬שסתום הוויסות מקבל אות תיקון ונסגר במידה מסוימת‪ .‬מאחר שהבקר‬ ‫מתייצב כעת על מפלס גבוה מן הערך הרצוי‪ ,‬מתקן הבקר האינטגרלי את ערך המפלס הרצוי‪,‬‬ ‫ומוריד אותו בשיעור השווה לגודל ההסט‪.‬‬ ‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬אוטומציה ובקרה )‪(1985-2009‬‬ ‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪3‬‬