ÓRATERVEZET
2 A tanítás helye: A tanítás ideje: A tanítás osztálya: 8. osztály + szakkör Tanít: Tanítási egység: Technika - Irányítástechnika A tanítási óra anyaga: Vezérlés, szabályozás Oktatási feladat: Értse az összetett technikai rendszerek fogalmát, működését. Nevelési feladat: A probléma jelentkezésétől a megoldásáig milyen folyamatok képzelhetők el. Koncentráció: fizika, technika Az óra jellege: Új ismeretet feldolgozó óra Eszközök: Tábla, tankönyv, filctoll
3 1. ÓRA Idő Tanári tevékenység Tanulói tevékenység Megjegyzések 7:45 Órakezdő rendtartó intézkedések Jelentés, naplóbeírás 7:48 Új anyag bevezetése: Ki tudná megfogalmazni, hogy mi az irányítás? Az irányítás olyan irányítási művelet, amely során az irányított jellemző nem hat vissza az irányító berendezésre. Tanulói érdeklődés felkeltése. Frontális osztálymunka. Általános jellemzője: kis energiával befolyásol nagy energiájú folyamatokat Cél: - az ember a gépesített folyamatok irányításától felszabaduljon - mentesüljön az egyhangú munkától - automatizálás elérése Tanári magyarázat Mik az irányítás részműveletei? - érzékelés: információszerzés az irányítandó folyamatról - ítéletalkotás: döntés a feldolgozott információk alapján - rendelkezés: utasítás a beavatkozásra - beavatkozás: a folyamat befolyásolása 7:53 7:55 Felrajzolom a táblára az 1. számú ábrát. A folyamatirányítás fejlődési szakaszai: - kézi irányítás: az információszerzést, a feldolgozást és a folyamatba való beavatkozást is az ember végzi. - kézi irányítás: az információszerzést mérőműszerek és jelző berendezések segítik. Az információ feldolgozását és a beavatkozást továbbra is az ember végzi. - részben önműködő irányítás: Ennek két fajtája létezik: pl.: Kerékpározás során figyeljük a forgalmat, saját mozgásunkat, átgondoljuk merre akarunk menni, döntünk és kormányzunk miközben lassítunk és új információkat gyűjtünk. pl.: A gépkocsivezető figyeli a forgalmat, a gépkocsik és a közlekedési lámpák jelzéseit, a gépkocsi műszereit és az így szerzett információk alapján dönt. A döntésről jelzéseket az a közlekedő társainak, majd lassít, és megfelelő irányba fordul. Táblarajz Tanári magyarázat
4 - helyi automatikus irányítás: egyes egységek (részrendszerek) pl.: a közlekedést segítő hagyományos jelzőlámpák függetlenül működnek egymástól.) - automatikus irányítás: több egységet működtetnek automatikusan. A berendezéseket központi vezérlőteremben helyezik el. - önműködő, számítógépes folyamatirányítás: az információszerzést és a beavatkozást az érzékelő és a beavatkozó szervek, az információ feldolgozását pedig a számítógép végzi. pl.: A korszerű közlekedésirányító rendszerek figyelik a forgalmat, annak nagyságát, ütemét és ennek megfelelően zöldhullámot biztosítanak. pl.: Egy gépkocsi gyárban óránként 60 autó gördül le a gyártósorról. Egy autó több 10 ezer alkatrészből áll. Biztosítani kell, hogy a szerelés minden fázisához az éppen szükséges alkatrészek rendelkezésre álljanak, minőségük kifogástalan legyen, szükség esetén azonnal más típus gyártására átállhassanak. Ez az összetett igény csak számítógépes folyamatirányításban valósítható meg. 8:03 8:08 Próbáljunk példát találni egy irányítási folyamatra. A példát vegyük a hétköznapi életből! Felrajzolom a táblára a 2. számú ábrát. Egy lakás fűtési rendszerét úgy kívánjuk irányítani, hogy kellemes közérzetet biztosíthassunk. Ennek érdekében a közölt hőt változtatni kell. A változtatást elvégezhetjük a belső hőmérséklet változásának érzékelésével, de a külső hőmérséklet érzékelésével is. Feladatmegoldás Táblarajz 8:10 Az információ forrása alapján két irányítási csoportot különböztetünk meg: - zárt hatásláncú rendszer irányított jellemző állapotáról szerzett információ változtatjuk meg az irányítási folyamatot. Ezt a műveletet szabályozásnak nevezzük. Tanári magyarázat
5 - nyílt hatásláncú rendszer beavatkozás nem az irányítottról kapott információ eredménye. Ez a művelet a vezérlés. 8:13 8:19 Mi történik a szabályozás során? Egy alapjelet kell felvenni, amely segítségével állítják elő a rendelkező jelet. Az alapjel (=beállítójel) szerint lehet a szabályozás: értéktartó, követő és időterv - Az értéktartó: cél, hogy a külső zavaró hatások ellenére állandó értéken tartsuk az irányított jellemzőt. Pl.: hűtőszekrény szabályozása. - A követő: az irányított jellemzőnek követnie kell az időben változó alapjelet. Pl.: kerámia égető kemence fűtésének szabályozása. - Az időterv: az alapjel egy megadott program szerint változik. Pl.: automata mosógép. Mi történik a vezérlés során? A beavatkozó szervet beavatkozó jellel kell ellátni. Ezt a jelet a vezérlő berendezés adja. A vezérlőberendezés működése alapján lehet: időterv, lefutó és követő. - Idővezérlés esetén a beavatkozást az idő vagy az időtől függő program befolyásolja. Ezt időterv-tárolón, például programhengeren vagy lyukszalagon állítjuk be. - Lefutó vezérlésnél a folyamat egyes szakaszai csak akkor kezdődnek meg, ha az előző műveletek már lejátszódtak. Ilyen például az állandó keverési arányt biztosító adagolók vezérlése. Fő szerve a feltételtároló. Az idővezérlést és a lefutó vezérlést programvezérlésnek is nevezzük. - Követő vezérlésnél a beavatkozó szerv a vezető jeltől függ parancsot kap és a folyamatot a kívánt irányba befolyásolja. Fő szerve a vezérlő szerv. Így működik például a közvilágítás. Sötétedésre kapcsoló automatika vezérli. 8:25 Rövid órai összefoglaló Rendtartó intézkedések. Elköszönés Visszacsatolás
MELLÉKLET: 6