Upravljanje električnom automatizacijom: pojmovi industrijske kontrole, instrumenti i uvjeti mjerenja
Upravljanje električnom automatizacijom: pojmovi industrijske kontrole, instrumenti i uvjeti mjerenja
Industrial Control
Zatvoreno - kontrola petlje
Fundamentalni koncept u teoriji upravljanja, kontrola zatvorene petlje razlikuje se od upravljanja u otvorenoj petlji tako što se kontrolirani izlaz vraća nazad do ulaznog kraja kako bi se utjecalo na kontrolu. Ovaj mehanizam povratne sprege omogućava da se izlaz vrati na ulaz preko "bočnog lanca", omogućavajući ulazu da izvrši kontrolu nad izlazom. Primarna svrha kontrole zatvorene petlje je postizanje regulacije zasnovane na povratnim informacijama.
I/O Points
Često korišćeni termin u kontrolnim sistemima, I/O tačke se odnose na Ulazno/Izlazne tačke. Ulazi su mjerni parametri od instrumenata koji ulaze u sistem upravljanja, dok su izlazi kontrolni parametri koji se šalju iz sistema u aktuatore. Skala kontrolnog sistema je često definisana maksimalnim brojem I/O tačaka koje može da primi.
Analogne i komutacione količine
U upravljačkim sistemima, parametri mogu biti analogni ili preklopne veličine. Analogne količine su konstantno promjenjive vrijednosti unutar određenog raspona, kao što su temperatura ili pritisak. Preklopne količine, međutim, imaju samo dva stanja, poput stanja uključenja/isključenja prekidača ili releja.
Kontrolna petlja
Za analogno upravljanje, kontroler prilagođava izlaz na osnovu ulaza koristeći određena pravila i algoritame, formirajući kontrolnu petlju. Upravljačke petlje mogu biti otvorene ili zatvorene petlje. Kontrola zatvorene petlje ili kontrola povratne sprege je najčešći tip, gdje se izlaz vraća nazad na ulaz radi poređenja sa postavljenom vrijednošću.
Dva - Kontrola položaja
Najjednostavniji oblik povratne kontrole, također poznat kao kontrola prekidača. Aktivira signal za prebacivanje kada izmjerena vrijednost dostigne maksimum ili minimum. Iako izmjerena vrijednost može biti analogna, kontrolni izlaz je digitalan. Ova metoda se obično koristi u industrijskim termoregulatorima i prekidačima nivoa.
Proporcionalna kontrola
Izlaz regulatora je proporcionalan odstupanju između izmjerene vrijednosti i zadane vrijednosti ili referentne točke. Proporcionalna kontrola obezbeđuje glatkiju regulaciju od kontrole u dve pozicije i eliminiše probleme sa oscilacijom povezanim sa kontrolom u dva položaja.
Integral Control
U integralnoj kontroli, promjena kontrolisane varijable je povezana sa vremenom koje je potrebno da izlaz kontrolnog sistema postane efikasan. Snaga aktuatora postepeno dostiže zadatu vrijednost. Ova metoda kontrole se obično koristi u sistemima za kontrolu temperature.
Derivativna kontrola
Derivativna kontrola se obično koristi u kombinaciji sa proporcionalnom i integralnom kontrolom. Omogućava kontrolnom sistemu da brže reaguje na odstupanja, sprečavajući spore reakcije sistema. Zajedno sa proporcionalnom i integralnom kontrolom, pomaže kontrolisanoj promenljivoj da brže dostigne stabilno stanje bez oscilovanja.
PID kontrola
U zavisnosti od specifičnih zahteva sistema upravljanja, metode upravljanja mogu biti P (proporcionalno), PI (proporcionalno - integralno), PD (proporcionalno - derivativno) ili PID (proporcionalno - integralno - derivativno) upravljanje. PID kontrola je najčešći način upravljanja u upravljačkim sistemima.
Kontrola kašnjenja
* Uobičajeno se koristi u aplikacijama za kontrolu prebacivanja, kontrola kašnjenja uvodi vremensko kašnjenje između promjene stanja prekidača i izlazne akcije kontrolera. Na primjer, u proizvodnim linijama, blizinski prekidači često zahtijevaju odgodu od nekoliko sekundi prije nego što sljedeći valjak počne s radom nakon postavljanja radnog komada.
Interlock Control
* Često se koristi u scenarijima kontrole komutacije, kontrola blokade uspostavlja odnose između prekidača. Na primjer, prekidač C se može aktivirati samo kada su prekidači A i B otvoreni, ili prekidač C se mora otvoriti kada se prekidač A otvori. Kontrola blokade je uobičajena u sigurnosnim - kritičnim aplikacijama, kao što je ventil za odzračivanje u reaktoru, koji se mora otvoriti odmah kada pritisak dostigne određeni nivo.
Električna kontrola
* Odnosi se na kontrolne sisteme u kojima se izlaz postiže pomoću električnih veličina ili elektronskih signala, ciljajući komponente na električni pogon kao što su releji, elektromagnetni ventili i servo drajveri. Većina automatskih upravljačkih sistema uključuje električne upravljačke elemente.
Hydraulic Control
* Hidraulički upravljački sistemi se koriste u operacijama mašina i opreme, posebno u aplikacijama kontinuirane kontrole brzine. Hidraulično upravljanje se često kombinuje sa električnom servo upravljanjem kako bi se formirali visoko efikasni i precizni elektro-hidraulični aktuatori.
Pneumatska kontrola
* Pneumatski sistemi upravljanja se koriste u različitim scenarijima. Oni koriste komprimirani zrak kao izvor energije za prijenos ili aktiviranje signala. Komprimirani zrak se široko koristi u tvornicama zbog svoje dostupnosti, čistoće, sigurnosti i jednostavne funkcije upravljanja, što čini pneumatske alate uobičajenim u mnogim proizvodnim linijama.
Interpolacija
* Interpolacija je proces kojim CNC sistem alatnih mašina određuje putanju alata pomoću određene metode. Uključuje izračunavanje međutačaka između poznatih tačaka podataka na krivulji, takođe poznato kao "denzifikacija tačaka podataka". CNC sistem generiše potrebnu putanju konture zgušnjavanjem podataka između početne i krajnje tačke programskog segmenta.
Položaj, brzina i strujne petlje
* Koncept petlji uključuje korištenje povratnih informacija za poboljšanje stabilnosti i performansi aplikacijskih sistema.
* Kontrola strujne petlje ima za cilj regulaciju napona korištenjem prijenosa strujnog signala za kompenzaciju gubitaka, padova napona i buke tokom prijenosa napona.
* Odnos između brzine i položaja zasniva se na formuli: udaljenost = brzina × vrijeme. Kontinuirana varijacija brzine u vremenskom intervalu rezultira integralom brzine u tom intervalu, koji odgovara pređenoj udaljenosti (poziciji).
* Odnos između brzine i struje definiran je sa: brzina = ubrzanje × vrijeme. Ubrzanje zavisi od primijenjene struje, a integral ubrzanja u vremenskom intervalu daje trenutnu brzinu.
* U režimu kontrole obrtnog momenta, servo motor rotira podešenim obrtnim momentom održavajući konstantan izlaz iz strujne petlje. Ako je vanjski moment opterećenja jednak ili veći od postavljenog izlaznog momenta motora, izlazni moment motora ostaje konstantan, a motor prati kretanje opterećenja. Suprotno tome, ako je okretni moment vanjskog opterećenja manji od podešenog izlaznog momenta motora, motor nastavlja ubrzavati sve dok ne dostigne maksimalnu dozvoljenu brzinu motora ili pogona, u kojem trenutku se aktivira alarm i motor se zaustavlja.
* U režimu brzine, brzina motora je podešena, a povratna informacija o brzini od enkodera motora formira kontrolni sistem zatvorene petlje. Svrha je osigurati da stvarna brzina servo motora odgovara postavljenoj brzini.
* Kontrolni izlaz petlje brzine služi kao zadata vrijednost momenta - moda struja - okretnog momenta petlje. U režimu kontrole položaja, zadana vrijednost položaja koju daje glavni računar i signal povratne informacije o položaju iz enkodera motora ili povratna informacija direktnog mjerenja položaja iz opreme se upoređuju kako bi se formirala petlja položaja. Ovo osigurava da se servo motor pomakne u postavljeni položaj. Izlaz petlje položaja se dovodi u petlju brzine kao zadana vrijednost petlje brzine. Dakle, režim upravljanja obrtnim momentom koristi struju - kontrolnu petlju kao najosnovniji sloj. Upravljačka petlja brzina je izgrađena na strujno - kontrolnoj petlji, a petlja za upravljanje položajem je izgrađena na petlji upravljanja i brzine - i struje.
Uslovi za instrumentaciju i mjerenje
Domet
Kontinuirani interval veličine definirane gornjom i donjom granicom.
Measuring Range
Raspon izmjerenih vrijednosti za koje instrument može postići specificiranu tačnost.
Donja granica mjernog opsega: Minimalna izmjerena vrijednost za koju instrument može postići specificiranu tačnost.
Gornja granica opsega mjerenja: Maksimalna izmjerena vrijednost za koju instrument može postići specificiranu tačnost.
Span
Algebarska razlika između gornje i donje granice raspona. Na primjer, ako je raspon od -20°C do 100°C, raspon je 120°C.
Karakteristika performansi
Parametri koji definiraju funkciju i sposobnost instrumenta i njihove kvantitativne izraze.
Referentna karakteristika performansi: Karakteristika performansi postignuta u referentnim radnim uslovima.
Linearna skala
Skala u kojoj razmak između podjela skale i odgovarajućih izmjerenih vrijednosti imaju konstantan proporcionalni odnos.
Nelinearna skala
Skala u kojoj je razmak između podjela skale i odgovarajućih izmjerenih vrijednosti neproporcionalan odnos.
Potisnuto - nulta skala
Skala u kojoj raspon skale ne uključuje vrijednost skale koja odgovara nultoj vrijednosti mjerene veličine.
Expanded Scale
Skala u kojoj nesrazmjeran dio dužine skale zauzima prošireni dio skale.
Scale
Skup uređenih oznaka na skali i pripadajućih brojeva koji čine dio uređaja za indikaciju.
Scale Range
* Raspon definiran početnim i krajnjim vrijednostima skale.
Scale Mark
* Oznaka na pokazivaču koja odgovara jednoj ili više specifičnih izmjerenih vrijednosti.
Zero Scale Mark
* Oznaka skale ili linija na skali koja odgovara nultoj vrijednosti mjerene veličine.
Scale Division
* Dio skale između bilo koje dvije susjedne oznake skale.
Scale Division Value
* Razlika između izmjerenih vrijednosti koje odgovaraju dvije susjedne oznake na skali.
Scale Division Spacing
* Udaljenost između središnjih linija bilo koje dvije susjedne oznake na skali duž dužine skale.
Scale Length
* Dužina segmenta linije, bilo stvarne ili imaginarne, koja prolazi kroz sredine svih najkraćih oznaka na skali između početne i krajnje oznake skale.
Skalirajte početnu vrijednost
* Izmjerena vrijednost koja odgovara oznaci startne skale.
Skalirajte krajnju vrijednost
* Izmjerena vrijednost koja odgovara krajnjoj oznaci skale.
Scale Numbering
* Skup brojeva na skali koji odgovara izmjerenim vrijednostima definiranim oznakama skale ili koji označavaju redoslijed oznaka na skali.
Nula mjernog instrumenta
* Direktna indikacija mjernog instrumenta kada je primijenjena sva pomoćna energija potrebna za njegov rad i izmjerena vrijednost je nula.
* U slučajevima kada mjerni instrument koristi pomoćnu snagu, ovaj termin se obično naziva "električna nula".
* Kada instrument nije u funkciji zbog odsustva bilo kakve pomoćne energije, često se koristi izraz "mehanička nula".
Konstanta instrumenta
* Koeficijent kojim se direktna indikacija mjernog instrumenta mora pomnožiti da bi se dobila izmjerena vrijednost.
Karakteristična kriva
* Kriva koja pokazuje funkcionalni odnos između stabilne izlazne vrijednosti instrumenta i jedne ulazne veličine, sa svim ostalim ulaznim veličinama koje se održavaju na specificiranim konstantnim vrijednostima.
Specificirana karakteristična kriva
* Kriva koja pokazuje funkcionalni odnos između stabilne izlazne vrijednosti instrumenta i jedne ulazne veličine pod određenim uvjetima.
Podešavanje
* Radnje koje se izvode kako bi se osiguralo da je instrument u normalnom radnom stanju i da bi se eliminisala odstupanja za pravilnu upotrebu.
* **Korisničko podešavanje**: Podešavanja dozvoljena od strane korisnika.
Kalibracija
* Operacija uspostavljanja, pod određenim uslovima, odnosa između vrednosti koje pokazuje merni instrument ili sistem i odgovarajućih poznatih vrednosti merene veličine.
Calibration Curve
* Kriva koja pokazuje odnos između izmjerene količine i stvarne izmjerene vrijednosti instrumenta pod određenim uslovima.
Ciklus kalibracije
* Kombinacija krive kalibracije naviše i krive kalibracije nadole između granica opsega kalibracije instrumenta.
Tabela kalibracije
* Tabelarni prikaz kalibracione krive.
Sljedivost
* Svojstvo rezultata mjerenja koje se može povezati sa odgovarajućim standardima (obično međunarodnim ili nacionalnim standardima) kroz neprekinuti lanac poređenja.
Osjetljivost
* Kvocijent promjene izlaza instrumenta i odgovarajuće promjene ulazne količine.
Preciznost
* Stepen konzistentnosti između indikacije instrumenta i prave vrijednosti izmjerene veličine.
Klasa tačnosti
* Klasifikacija instrumenata prema njihovoj tačnosti.
Granice greške
* Maksimalna dozvoljena greška instrumenta prema standardima ili tehničkim specifikacijama.
Osnovna greška
* Greška instrumenta u referentnim uslovima.
Usklađenost
* Stepen konzistentnosti između standardne krive i specificirane karakteristične krive (kao što je prava linija, logaritamska kriva, parabolična kriva, itd.).