Control d'automatització elèctrica: termes de control industrial, termes d'instrumentació i mesura
Control d'automatització elèctrica: termes de control industrial, termes d'instrumentació i mesura
Control industrial
Tancat - Control de bucle
Un concepte fonamental en la teoria del control, el control de llaç tancat difereix del control de llaç obert perquè retorna la sortida controlada a l'entrada per influir en el control. Aquest mecanisme de retroalimentació permet que la sortida torni a l'entrada mitjançant una "cadena lateral", la qual cosa permet que l'entrada exerceixi un control sobre la sortida. L'objectiu principal del control de llaç tancat és aconseguir una regulació basada en retroalimentació.
Punts d'E/S
Un terme d'ús freqüent en sistemes de control, els punts d'E/S es refereixen als punts d'entrada/sortida. Les entrades són paràmetres de mesura dels instruments que entren al sistema de control, mentre que les sortides són paràmetres de control enviats des del sistema als actuadors. L'escala d'un sistema de control sovint es defineix pel nombre màxim de punts d'E/S que pot acomodar.
Quantitats analògiques i de commutació
En els sistemes de control, els paràmetres poden ser magnituds analògiques o de commutació. Les magnituds analògiques són valors que varien contínuament dins d'un rang específic, com ara la temperatura o la pressió. Les quantitats de commutació, però, només tenen dos estats, com els estats d'encesa/apagada d'un interruptor o relé.
Bucle de control
Per al control analògic, un controlador ajusta una sortida en funció d'una entrada utilitzant regles i algorismes específics, formant un bucle de control. Els llaços de control poden ser llaços oberts o tancats. Tancat: el control de bucle, o control de retroalimentació, és el tipus més comú, on la sortida es retorna a l'entrada per comparar-la amb el valor establert.
Control de dues posicions
La forma més senzilla de control de retroalimentació, també coneguda com a control d'interruptor. Activa un senyal de commutació quan el valor mesurat arriba a un màxim o mínim. Tot i que el valor mesurat pot ser analògic, la sortida de control és digital. Aquest mètode s'utilitza habitualment en termoreguladors industrials i interruptors de nivell.
Control proporcional
La sortida del controlador és proporcional a la desviació entre el valor mesurat i el valor establert o punt de referència. El control proporcional proporciona una regulació més suau que el control de dues posicions i elimina els problemes d'oscil·lació associats amb el control de dues posicions.
Control integral
En el control integral, el canvi en la variable controlada està relacionat amb el temps que triga a que la sortida del sistema de control es faci efectiva. La sortida de l'actuador assoleix gradualment el valor establert. Aquest mètode de control s'utilitza habitualment en sistemes de control de temperatura.
Control de derivades
El control derivat s'utilitza normalment en combinació amb el control proporcional i integral. Permet que el sistema de control respongui a les desviacions més ràpidament, evitant respostes lentas del sistema. Juntament amb el control proporcional i integral, ajuda a la variable controlada a arribar a un estat estable més ràpidament sense oscil·lacions.
Control PID
Segons els requisits específics del sistema de control, els mètodes de control poden ser control P (Proporcional), PI (Proporcional - Integral), PD (Proporcional - Derivada) o PID (Proporcional - Integral - Derivada). El control PID és el mode de control més comú als sistemes de control.
Control de retard
* S'utilitza habitualment en aplicacions de control de commutació, el control de retard introdueix un retard entre un canvi d'estat de commutació i l'acció de sortida del controlador. Per exemple, a les línies de producció, els interruptors de proximitat sovint requereixen un retard de diversos segons abans que el següent corró comenci a funcionar després de col·locar una peça de treball.
Control d'enclavament
* S'utilitza freqüentment en escenaris de control de commutació, el control d'enclavament estableix relacions entre interruptors. Per exemple, l'interruptor C només es pot activar quan els interruptors A i B estan oberts, o l'interruptor C s'ha d'obrir quan s'obre l'interruptor A. El control d'enclavament és habitual en aplicacions crítiques de seguretat, com ara la vàlvula de ventilació d'un reactor, que s'ha d'obrir immediatament quan la pressió arriba a un cert nivell.
Control elèctric
* Es refereix a sistemes de control on la sortida s'aconsegueix mitjançant quantitats elèctriques o senyals electrònics, orientats a components accionats elèctricament com relés, vàlvules solenoides i servomotors. La majoria dels sistemes de control automàtic incorporen elements de control elèctric.
Control hidràulic
* Els sistemes de control hidràulic s'utilitzen en operacions de màquines i equips, especialment en aplicacions de control de velocitat contínua. El control hidràulic sovint es combina amb el servocontrol elèctric per formar actuadors electrohidràulics d'alta eficiència i precisió.
Control pneumàtic
* Els sistemes de control pneumàtic s'utilitzen en diversos escenaris. Utilitzen aire comprimit com a font d'energia per a la transmissió o l'activació del senyal. L'aire comprimit s'utilitza àmpliament a les fàbriques per la seva disponibilitat, neteja, seguretat i funcionalitat de control senzilla, fent que les eines pneumàtiques siguin comunes a moltes línies de producció.
Interpolació
* La interpolació és el procés pel qual un sistema CNC de màquina-eina determina el recorregut de l'eina mitjançant un mètode específic. Implica calcular punts intermedis entre punts de dades coneguts en una corba, també conegut com a "densificació de punts de dades". El sistema CNC genera la trajectòria del contorn requerida mitjançant la densificació de les dades entre els punts inicial i final d'un segment de programa.
Posició, velocitat i bucles de corrent
* El concepte de bucles implica utilitzar retroalimentació per millorar l'estabilitat i el rendiment dels sistemes d'aplicació.
* El control del bucle de corrent té com a objectiu regular la tensió mitjançant la transmissió del senyal de corrent per compensar les pèrdues, les caigudes de tensió i el soroll durant la transmissió de tensió.
* La relació entre velocitat i posició es basa en la fórmula: distància = velocitat × temps. La variació contínua de la velocitat durant un interval de temps dóna com a resultat la integral de la velocitat durant aquest interval, que correspon a la distància recorreguda (posició).
* La relació entre velocitat i corrent es defineix per: velocitat = acceleració × temps. L'acceleració depèn del corrent aplicat, i la integral de l'acceleració en un interval de temps dóna la velocitat instantània.
* En el mode de control de parell, el servomotor gira a un parell establert mantenint una sortida constant del bucle de corrent. Si el parell de càrrega externa és igual o superior al parell de sortida establert del motor, el parell de sortida del motor es manté constant i el motor segueix el moviment de càrrega. Per contra, si el parell de càrrega externa és inferior al parell de sortida establert pel motor, el motor continua accelerant fins a assolir la velocitat màxima permesa del motor o del variador, moment en què s'activa una alarma i el motor s'atura.
* En el mode de velocitat, s'estableix la velocitat del motor i la retroalimentació de la velocitat del codificador del motor forma un sistema de control de llaç tancat. L'objectiu és assegurar-se que la velocitat real del servomotor coincideix amb la velocitat establerta.
* La sortida de control del bucle de velocitat serveix com a punt de consigna de parell - corrent de mode - parell de llaç. En el mode de control de posició, es comparen el punt de consigna de posició proporcionat per l'ordinador amfitrió i el senyal de retroalimentació de posició del codificador del motor o la retroalimentació de mesura de posició directa de l'equip per formar un bucle de posició. Això garanteix que el servomotor es mogui a la posició establerta. La sortida del bucle de posició s'introdueix al bucle de velocitat com a punt de consigna de bucle de velocitat. Així, el mode de control de parell utilitza el bucle de control de corrent com a capa més fonamental. El bucle de control de velocitat es basa en el bucle de control de corrent, i el bucle de control de posició es basa tant en el bucle de control de velocitat com de corrent.
Terminis d'instrumentació i mesura
Interval
Un interval continu d'una quantitat definit pels límits superior i inferior.
Interval de mesura
El rang de valors mesurats per als quals l'instrument pot aconseguir la precisió especificada.
Límit inferior de l'interval de mesura: el valor mesurat mínim pel qual l'instrument pot aconseguir la precisió especificada.
Límit superior del rang de mesura: el valor màxim mesurat pel qual l'instrument pot aconseguir la precisió especificada.
Envergadura
La diferència algebraica entre els límits superior i inferior d'un rang. Per exemple, si el rang és de -20 °C a 100 °C, l'envergadura és de 120 °C.
Característica de rendiment
Paràmetres que defineixen la funció i la capacitat d'un instrument i les seves expressions quantitatives.
Característica de rendiment de referència: la característica de rendiment aconseguida en condicions de funcionament de referència.
Escala lineal
Una escala on l'espai entre divisions d'escala i els valors mesurats corresponents tenen una relació proporcional constant.
Escala no lineal
Una escala on l'espai entre divisions d'escala i els valors mesurats corresponents tenen una relació proporcional no constant.
Suprimit - Escala zero
Una escala on el rang d'escala no inclou el valor d'escala corresponent al valor zero de la quantitat mesurada.
Escala ampliada
Una escala on una part desproporcionada de la longitud de l'escala està ocupada per una secció ampliada de l'escala.
Escala
Conjunt de marques d'escala ordenades i números associats que formen part d'un dispositiu indicador.
Interval d'escala
* El rang definit pels valors inicial i final de l'escala.
Marca d'escala
* Una marca en el dispositiu indicador corresponent a un o més valors mesurats específics.
Marca d'escala zero
* La marca o línia de l'escala corresponent al valor zero de la quantitat mesurada.
Divisió d'escala
* La part de l'escala entre dues marques d'escala adjacents.
Valor de divisió d'escala
* La diferència entre els valors mesurats corresponents a dues marques d'escala adjacents.
Espai de divisió d'escala
* La distància entre les línies centrals de dues marques d'escala adjacents al llarg de la longitud de l'escala.
Longitud d'escala
* La longitud del segment de línia, ja sigui real o imaginari, que passa pels punts mitjans de totes les marques d'escala més curtes entre les marques d'escala inicial i final.
Escala el valor inicial
* El valor mesurat corresponent a la marca d'escala inicial.
Valor final d'escala
* El valor mesurat corresponent a la marca final d'escala.
Numeració a escala
* El conjunt de números de l'escala corresponents als valors mesurats definits per les marques d'escala o indicant l'ordre de les marques d'escala.
Zero d'un instrument de mesura
* La indicació directa d'un instrument de mesura quan s'aplica tota l'energia auxiliar necessària per al seu funcionament i el valor mesurat és zero.
* En els casos en què l'instrument de mesura utilitza potència auxiliar, aquest terme sol s'anomena "zero elèctric".
* Quan l'instrument no està en funcionament a causa de l'absència d'energia auxiliar, s'utilitza sovint el terme "zero mecànic".
Constant d'instrument
* Un coeficient pel qual s'ha de multiplicar la indicació directa d'un instrument de mesura per obtenir el valor mesurat.
Corba característica
* Una corba que mostra la relació funcional entre el valor de sortida en estat estacionari d'un instrument i una quantitat d'entrada, mantenint totes les altres magnituds d'entrada en valors constants especificats.
Corba característica especificada
* La corba que mostra la relació funcional entre el valor de sortida en estat estacionari d'un instrument i una quantitat d'entrada en condicions especificades.
Ajust
* Operacions realitzades per garantir que l'instrument estigui en condicions normals de funcionament i per eliminar desviacions per a un ús correcte.
* **Ajust de l'usuari**: ajustos que l'usuari permet fer.
Calibració
* L'operació d'establir, en condicions especificades, la relació entre els valors indicats per un instrument o sistema de mesura i els corresponents valors coneguts de la magnitud mesurada.
Corba de calibratge
* Una corba que mostra la relació entre la quantitat mesurada i el valor mesurat real de l'instrument en condicions especificades.
Cicle de calibració
* La combinació de la corba de calibratge ascendent i la corba de calibratge descendent entre els límits del rang de calibratge d'un instrument.
Taula de calibratge
* Una representació tabular de la corba de calibratge.
Traçabilitat
* La propietat d'un resultat de mesura que es pot relacionar amb estàndards adequats (normalment estàndards internacionals o nacionals) mitjançant una cadena ininterrompuda de comparacions.
Sensibilitat
* El quocient del canvi en la sortida de l'instrument i el canvi corresponent en la quantitat d'entrada.
Precisió
* El grau de coherència entre la indicació de l'instrument i el valor real de la magnitud mesurada.
Classe de precisió
* La classificació dels instruments segons la seva precisió.
Límits d'error
* L'error màxim admissible d'un instrument tal com s'especifica per normes o especificacions tècniques.
Error bàsic
* L'error d'un instrument en condicions de referència.
Conformitat
* El grau de consistència entre la corba estàndard i la corba característica especificada (com ara una línia recta, corba logarítmica, corba parabòlica, etc.).