13
Table of Contents
11
Control Technology and Automation 255
What Is a Control System? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Understanding Line Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Open Loop Control Circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Closed Loop Control Circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Basic Control Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Levels of Control Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
A Brief History of Control Technology . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Inputs, Processes, and Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Processes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Control Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
OR Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
AND Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
NOT Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
NOR Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
NAND Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Creating Memory in a Control Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . 273 C
12
Electronics 277
Common Electronic Components and Circuits . . . . . . . . . . 278
Resistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Transistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Integrated Circuits (ICs). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Fuses and Circuit Breakers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Circuit Boards and Solderless Breadboards . . . . . . . . . . . . 290
Wire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Schematic Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Troubleshooting Electronic Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 T
13
Energy and Power Conversion Devices 299
Types of Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Power Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Energy Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Frequency Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Energy Inverters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Transducers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Entropy and Efficiency of Converters . . . . . . . . . . . . . . . . 317 E
14
Small Gas Engines 321
Engine Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
The Four-Stroke Cycle Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
The Two-Stroke Cycle Engine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325