Електрическо автоматизирано управление: Термини за промишлен контрол, термини за измервателни уреди и измервания

2025-08-25

Индустриален контрол

Затворен контур за управление

Основна концепция в теорията на управлението, управлението в затворена верига се различава от управлението в отворена верига чрез подаване на контролирания изход обратно към входния край, за да повлияе на управлението. Този механизъм за обратна връзка позволява на изхода да се върне към входа чрез "странична верига", което позволява на входа да упражнява контрол върху изхода. Основната цел на управлението със затворен контур е да се постигне регулиране, базирано на обратна връзка.

I/O точки

Често използван термин в системите за управление, входно/изходните точки се отнасят до входно/изходни точки. Входовете са измервателни параметри от инструменти, влизащи в системата за управление, докато изходите са управляващи параметри, изпратени от системата към изпълнителните механизми. Мащабът на една система за управление често се определя от максималния брой I/O точки, които тя може да поеме.

Аналогови и превключващи величини

В системите за управление параметрите могат да бъдат аналогови или превключващи величини. Аналоговите величини са непрекъснато променящи се стойности в определен диапазон, като температура или налягане. Превключващите количества обаче имат само две състояния, като включено/изключено състояние на превключвател или реле.

Контролна верига

За аналогово управление контролерът настройва изход въз основа на вход, използвайки специфични правила и алгоритми, образувайки контролна верига. Контролните вериги могат да бъдат отворени или затворени. Управлението по затворен контур или управлението с обратна връзка е най-често срещаният тип, при който изходът се връща обратно към входа за сравнение със зададената стойност.

Две - Контрол на позицията

Най-простата форма на управление с обратна връзка, известна още като управление с превключване. Той задейства превключващ сигнал, когато измерената стойност достигне максимум или минимум. Въпреки че измерената стойност може да е аналогова, контролният изход е цифров. Този метод обикновено се използва в индустриални терморегулатори и нивопревключватели.

Пропорционално управление

Изходът на контролера е пропорционален на отклонението между измерената стойност и зададената стойност или референтната точка. Пропорционалното управление осигурява по-плавно регулиране от двупозиционното управление и елиминира проблемите с колебанията, свързани с двупозиционното управление.

Интегрален контрол

При интегралното управление промяната в контролираната променлива е свързана с времето, необходимо на изхода на системата за управление да стане ефективен. Изходът на задвижващия механизъм постепенно достига зададената стойност. Този метод на управление обикновено се използва в системи за контрол на температурата.

Производен контрол

Производното управление обикновено се използва в комбинация с пропорционално и интегрално управление. Позволява на системата за управление да реагира по-бързо на отклонения, като предотвратява бавните реакции на системата. Заедно с пропорционалното и интегралното управление, това помага на контролираната променлива да достигне стабилно състояние по-бързо без колебания.

PID контрол

В зависимост от специфичните изисквания на системата за управление, методите за управление могат да бъдат P (пропорционално), PI (пропорционално - интегрално), PD (пропорционално - производно) или PID (пропорционално - интегрално - производно) управление. PID управлението е най-често срещаният режим на управление в системите за управление.

Контрол на забавяне

* Често използвано в приложения за управление на превключването, управлението на закъснението въвежда забавяне във времето между промяната на състоянието на превключвателя и изходното действие на контролера. Например в производствените линии безконтактните превключватели често изискват забавяне от няколко секунди, преди следващият валяк да започне работа след позициониране на детайла.

Контрол на блокировката

* Често използван в сценарии за управление на превключване, контролът на блокировката установява връзки между превключватели. Например превключвател C може да се активира само когато превключватели A и B са отворени, или превключвател C трябва да се отвори, когато превключвател A се отвори. Контролът на блокировката е често срещан в критични за безопасността приложения, като вентилационния клапан в реактор, който трябва да се отвори незабавно, когато налягането достигне определено ниво.

Електрическо управление

* Отнася се за системи за управление, където изходът се постига чрез електрически величини или електронни сигнали, насочени към електрически задвижвани компоненти като релета, соленоидни клапани и серво драйвери. Повечето автоматични системи за управление включват електрически управляващи елементи.

Хидравлично управление

* Хидравличните системи за управление се използват при операции на машини и оборудване, особено в приложения за непрекъснат контрол на скоростта. Хидравличното управление често се комбинира с електрическо серво управление, за да се образуват високоефективни и прецизни електрохидравлични задвижващи механизми.

Пневматично управление

* Пневматичните системи за управление се използват в различни сценарии. Те използват сгъстен въздух като източник на енергия за предаване на сигнал или задействане. Сгъстеният въздух се използва широко във фабриките поради своята наличност, чистота, безопасност и проста функционалност за управление, което прави пневматичните инструменти често срещани в много производствени линии.

Интерполация

* Интерполацията е процесът, чрез който CNC система за машинен инструмент определя траекторията на инструмента, използвайки специфичен метод. Това включва изчисляване на междинни точки между известни точки от данни на крива, известно също като „уплътняване на точки от данни“. CNC системата генерира необходимата контурна траектория чрез уплътняване на данните между началната и крайната точка на програмен сегмент.

Позиция, скорост и токови контури

* Концепцията за цикли включва използване на обратна връзка за подобряване на стабилността и производителността на приложните системи.

* Контролът на токовия контур има за цел да регулира напрежението чрез използване на предаване на токов сигнал, за да компенсира загуби, спадове на напрежението и шум по време на предаване на напрежение.

* Връзката между скорост и позиция се основава на формулата: разстояние = скорост × време. Непрекъснатото изменение на скоростта през интервал от време води до интеграла на скоростта през този интервал, който съответства на изминатото разстояние (позиция).

* Връзката между скорост и ток се определя от: скорост = ускорение × време. Ускорението зависи от приложения ток, а интегралът на ускорението за интервал от време дава моментната скорост.

* В режим на управление на въртящия момент серво моторът се върти при зададен въртящ момент, като поддържа постоянен изход от токовия контур. Ако външният въртящ момент на натоварване е равен или надвишава зададения изходен въртящ момент на двигателя, изходният въртящ момент на двигателя остава постоянен и двигателят следва движението на товара. Обратно, ако въртящият момент на външното натоварване е по-малък от зададения изходен въртящ момент на двигателя, двигателят продължава да ускорява, докато достигне максимално разрешената скорост на двигателя или задвижването, в който момент се задейства аларма и двигателят спира.

* В скоростен режим, скоростта на двигателя е зададена, а обратната връзка за скоростта от енкодера на двигателя образува система за управление със затворен контур. Целта е да се гарантира, че действителната скорост на сервомотора съответства на зададената скорост.

* Управляващият изход на веригата на скоростта служи като зададена точка на въртящ момент в режим на въртящ момент - ток - верига. В режим на управление на позицията зададената точка на позицията, осигурена от хост компютъра, и сигнала за обратна връзка за позицията от енкодера на двигателя или обратната връзка за директно измерване на позицията от оборудването се сравняват, за да образуват верига за позиция. Това гарантира, че серво моторът се движи до зададената позиция. Изходът от контура на позицията се подава към контура на скоростта като зададена точка на контура на скоростта. По този начин режимът на управление на въртящия момент използва контура за управление на ток като най-основния слой. Веригата за управление на скоростта е изградена върху веригата за управление на тока, а веригата за управление на позицията е изградена върху веригата за управление на скоростта и тока.

Термини за уредите и измерванията

Обхват

Непрекъснат интервал на количество, определено от горна и долна граница.

Обхват на измерване

Диапазонът от измерени стойности, за които инструментът може да постигне определената точност.

Долна граница на обхвата на измерване: Минималната измерена стойност, за която инструментът може да постигне определената точност.

Горна граница на обхвата на измерване: Максималната измерена стойност, за която инструментът може да постигне определената точност.

Обхват

Алгебричната разлика между горната и долната граница на диапазон. Например, ако диапазонът е от -20°C до 100°C, обхватът е 120°C.

Характеристика на изпълнение

Параметри, които определят функцията и възможностите на даден инструмент и техните количествени изрази.

Еталонна производителна характеристика: Ефективната характеристика, постигната при еталонни работни условия.

Линеен мащаб

Скала, при която разстоянието между деленията на скалата и съответните измерени стойности имат постоянна пропорционална връзка.

Нелинейна скала

Скала, при която разстоянието между деленията на скалата и съответните измерени стойности имат непостоянна пропорционална връзка.

Потиснато - Нулева скала

Скала, при която обхватът на скалата не включва стойността на скалата, съответстваща на нулевата стойност на измереното количество.

Разширена скала

Мащаб, при който непропорционална част от дължината на скалата е заета от разширен участък от скалата.

Мащаб

Набор от подредени скални знаци и свързани числа, които формират част от показващо устройство.

Обхват на мащаба

* Диапазонът, определен от началната и крайната стойност на скалата.

Знак на скалата

* Знак на показващото устройство, съответстващ на една или повече специфични измерени стойности.

Нулева скала

* Скалата или линията на скалата, съответстваща на нулевата стойност на измереното количество.

Мащабно деление

* Частта от скалата между всеки два съседни знака на скалата.

Стойност на скалното деление

* Разликата между измерените стойности, съответстващи на две съседни деления на скалата.

Разстояние между скалните деления

* Разстоянието между централните линии на всеки две съседни скални маркировки по дължината на скалата.

Дължина на скалата

* Дължината на линейната отсечка, реална или въображаема, минаваща през средните точки на всички най-къси маркировки на скалата между началната и крайната маркировка на скалата.

Начална стойност на скалата

* Измерената стойност, съответстваща на началната маркировка на скалата.

Крайна стойност на скалата

* Измерената стойност, съответстваща на крайния знак на скалата.

Мащабно номериране

* Наборът от числа на скалата, съответстващи на измерените стойности, определени от скалните знаци или указващи реда на скалните знаци.

Нула на измервателен уред

* Директната индикация на измервателен уред, когато цялата спомагателна енергия, необходима за работата му, е приложена и измерената стойност е нула.

* В случаите, когато измервателният уред използва спомагателно захранване, този термин обикновено се нарича "електрическа нула".

* Когато уредът не работи поради липса на спомагателна енергия, често се използва терминът "механична нула".

Инструментална константа

* Коефициент, с който трябва да се умножи прякото показание на измервателния уред, за да се получи измерената стойност.

Характеристична крива

* Крива, показваща функционалната връзка между стационарната изходна стойност на инструмента и една входна величина, като всички останали входни величини се поддържат при определени постоянни стойности.

Специфицирана характеристична крива

* Кривата, показваща функционалната връзка между стационарната изходна стойност на инструмента и едно входно количество при определени условия.

Корекция

* Извършени операции, за да се гарантира, че инструментът е в нормално работно състояние и да се отстранят отклоненията за правилна употреба.

* **Потребителска настройка**: Корекциите, разрешени за извършване от потребителя.

Калибриране

* Операцията за установяване при определени условия на връзката между стойностите, посочени от измервателен уред или система, и съответните известни стойности на измереното количество.

Крива на калибриране

* Крива, показваща връзката между измереното количество и действително измерената стойност на инструмента при определени условия.

Цикъл на калибриране

* Комбинацията от възходящата калибровъчна крива и низходящата калибровъчна крива между границите на обхвата на калибриране на даден инструмент.

Таблица за калибриране

* Таблично представяне на кривата на калибриране.

Проследимост

* Свойството на резултат от измерване, което може да бъде свързано с подходящи стандарти (обикновено международни или национални стандарти) чрез непрекъсната верига от сравнения.

Чувствителност

* Коефициентът на промяната в изхода на инструмента и съответната промяна във входящата величина.

точност

* Степента на съответствие между показанието на уреда и истинската стойност на измерената величина.

Клас на точност

* Класификация на инструментите според тяхната точност.

Граници на грешката

* Максимално допустимата грешка на инструмент, както е посочено в стандартите или техническите спецификации.

Основна грешка

* Грешката на инструмент при референтни условия.

Съответствие

* Степента на съответствие между стандартната крива и определената характеристична крива (като права линия, логаритмична крива, параболична крива и др.).