Elektrisk automationskontrol: Industrielle kontrolvilkår, instrumenterings- og målevilkår
Elektrisk automationskontrol: Industrielle kontrolvilkår, instrumenterings- og målevilkår
Industriel kontrol
Lukket - sløjfekontrol
Et grundlæggende koncept i kontrolteorien, lukket sløjfestyring adskiller sig fra åben sløjfestyring ved at føre det kontrollerede output tilbage til inputenden for at påvirke kontrol. Denne feedback-mekanisme gør det muligt for outputtet at vende tilbage til inputtet via en "sidekæde", hvilket gør det muligt for inputtet at udøve kontrol over outputtet. Det primære formål med lukket sløjfestyring er at opnå feedback-baseret regulering.
I/O-punkter
Et ofte brugt udtryk i styresystemer, I/O-punkter refererer til Input/Output-punkter. Input er måleparametre fra instrumenter, der kommer ind i styresystemet, mens output er kontrolparametre, der sendes fra systemet til aktuatorer. Skalaen af et kontrolsystem er ofte defineret af det maksimale antal I/O-punkter, det kan rumme.
Analoge og skiftende mængder
I styresystemer kan parametre være analoge eller skiftende størrelser. Analoge mængder er kontinuerligt varierende værdier inden for et specifikt område, såsom temperatur eller tryk. Omskiftningsmængder har dog kun to tilstande, ligesom tænd/sluk-tilstandene for en kontakt eller et relæ.
Kontrolløkke
For analog kontrol justerer en controller et output baseret på et input ved hjælp af specifikke regler og algoritmer, der danner en kontrolloop. Kontrolsløjfer kan være åbne - eller lukkede - sløjfer. Lukket sløjfe-styring, eller feedback-styring, er den mest almindelige type, hvor outputtet føres tilbage til input for sammenligning med den indstillede værdi.
To - Positionskontrol
Den enkleste form for feedbackkontrol, også kendt som switch-kontrol. Den udløser et skiftesignal, når den målte værdi når et maksimum eller minimum. Selvom den målte værdi kan være analog, er kontroludgangen digital. Denne metode er almindeligt anvendt i industrielle termoregulatorer og niveauafbrydere.
Proportional kontrol
Regulatorens output er proportional med afvigelsen mellem den målte værdi og den indstillede værdi eller referencepunkt. Proportional kontrol giver en mere jævn regulering end to-positionskontrol og eliminerer oscillationsproblemerne forbundet med to-positionskontrol.
Integral kontrol
Ved integreret styring er ændringen i den kontrollerede variabel relateret til den tid, det tager for kontrolsystemets output at blive effektiv. Aktuatorens udgang når gradvist den indstillede værdi. Denne kontrolmetode er almindeligt anvendt i temperaturkontrolsystemer.
Afledt kontrol
Afledt styring anvendes typisk i kombination med proportional og integreret styring. Det gør det muligt for kontrolsystemet at reagere hurtigere på afvigelser, hvilket forhindrer træge systemreaktioner. Sammen med proportional og integral styring hjælper det den styrede variabel med at nå en stabil tilstand hurtigere uden oscillation.
PID kontrol
Afhængigt af de specifikke krav til kontrolsystemet kan kontrolmetoder være P (Proportional), PI (Proportional - Integral), PD (Proportional - Afledt) eller PID (Proportional - Integral - Afledt) kontrol. PID-styring er den mest almindelige styreform i styresystemer.
Forsinkelseskontrol
* Almindeligvis brugt i koblingsstyringsapplikationer introducerer forsinkelsesstyring en tidsforsinkelse mellem en skiftetilstandsændring og controllerens outputhandling. For eksempel kræver nærhedsafbrydere i produktionslinjer ofte en forsinkelse på flere sekunder, før den næste valse begynder at arbejde, efter at et emne er placeret.
Interlock kontrol
* Hyppigt brugt i koblingskontrolscenarier, interlock kontrol etablerer relationer mellem kontakter. For eksempel kan kontakt C kun aktiveres, når kontakt A og B begge er åbne, eller kontakt C skal åbne, når kontakt A åbner. Interlock kontrol er almindeligt i sikkerhedskritiske applikationer, såsom udluftningsventilen i en reaktor, som skal åbne med det samme, når trykket når et vist niveau.
Elektrisk kontrol
* Refererer til styresystemer, hvor output opnås gennem elektriske mængder eller elektroniske signaler, rettet mod elektrisk drevne komponenter som relæer, magnetventiler og servodrivere. De fleste automatiske styresystemer indeholder elektriske styreelementer.
Hydraulisk kontrol
* Hydrauliske styresystemer bruges i maskin- og udstyrsoperationer, især i kontinuerlige hastighedskontrolapplikationer. Hydraulisk styring kombineres ofte med elektrisk servostyring for at danne højeffektive og præcise elektrohydrauliske aktuatorer.
Pneumatisk kontrol
* Pneumatiske styresystemer anvendes i forskellige scenarier. De bruger trykluft som strømkilde til signaltransmission eller aktivering. Trykluft er meget udbredt på fabrikker på grund af dens tilgængelighed, renlighed, sikkerhed og enkle kontrolfunktionalitet, hvilket gør pneumatiske værktøjer almindelige i mange produktionslinjer.
Interpolation
* Interpolation er den proces, hvorved et værktøjsmaskine CNC-system bestemmer værktøjsstien ved hjælp af en bestemt metode. Det involverer beregning af mellemliggende punkter mellem kendte datapunkter på en kurve, også kendt som "datapunktfortætning". CNC-systemet genererer den nødvendige konturbane ved at fortætte dataene mellem start- og slutpunkterne for et programsegment.
Position, Hastighed og Strømsløjfer
* Begrebet loops involverer brug af feedback til at forbedre stabiliteten og ydeevnen af applikationssystemer.
* Strømsløjfestyring har til formål at regulere spændingen ved at bruge strømsignaltransmission til at kompensere for tab, spændingsfald og støj under spændingstransmission.
* Forholdet mellem hastighed og position er baseret på formlen: afstand = hastighed × tid. Den kontinuerlige variation af hastigheden over et tidsinterval resulterer i integralet af hastigheden over dette interval, som svarer til den tilbagelagte distance (position).
* Forholdet mellem hastighed og strøm er defineret ved: hastighed = acceleration × tid. Acceleration afhænger af den påførte strøm, og integralet af acceleration over et tidsinterval giver den øjeblikkelige hastighed.
* I momentstyringstilstand roterer servomotoren med et indstillet drejningsmoment ved at opretholde et konstant output fra strømsløjfen. Hvis det eksterne belastningsmoment er lig med eller overstiger motorens indstillede udgangsmoment, forbliver motorens udgangsmoment konstant, og motoren følger belastningsbevægelsen. Omvendt, hvis det eksterne belastningsmoment er mindre end motorens indstillede udgangsmoment, fortsætter motoren med at accelerere, indtil den når den maksimalt tilladte hastighed for motoren eller drevet, på hvilket tidspunkt en alarm udløses, og motoren stopper.
* I hastighedstilstand indstilles motorhastigheden, og hastighedsfeedbacken fra motorens encoder danner et lukket sløjfe-kontrolsystem. Formålet er at sikre, at servomotorens faktiske hastighed stemmer overens med den indstillede hastighed.
* Hastighedssløjfens kontroludgang tjener som drejningsmoment - mode strøm - sløjfe drejningsmoment sætpunkt. I positionskontroltilstand sammenlignes positionsindstillingspunktet fra værtscomputeren og positionsfeedback-signalet fra motorens encoder eller den direkte positionsmålingsfeedback fra udstyret for at danne en positionsløkke. Dette sikrer, at servomotoren bevæger sig til den indstillede position. Outputtet fra positionssløjfen føres ind i hastighedssløjfen som hastighed - sløjfe-setpunkt. Drejningsmoment - kontroltilstand udnytter således strøm - kontrolsløjfen som det mest grundlæggende lag. Hastigheds-kontrolsløjfen er bygget på strøm-kontrolsløjfen, og position-kontrolsløjfen er bygget på både hastigheds- og strømreguleringssløjferne.
Instrumenterings- og målevilkår
Rækkevidde
Et kontinuerligt interval af en mængde defineret af øvre og nedre grænser.
Måleområde
Området af målte værdier, som instrumentet kan opnå den specificerede nøjagtighed for.
Måleområde Nedre grænse: Den mindste målte værdi, som instrumentet kan opnå den specificerede nøjagtighed for.
Måleområde øvre grænse: Den maksimalt målte værdi, som instrumentet kan opnå den specificerede nøjagtighed for.
Spændvidde
Den algebraiske forskel mellem de øvre og nedre grænser for et område. For eksempel, hvis området er fra -20°C til 100°C, er spændvidden 120°C.
Præstationskarakteristik
Parametre, der definerer et instruments funktion og formåen og deres kvantitative udtryk.
Referenceydelseskarakteristik: Ydeevnekarakteristikken opnået under referencedriftsbetingelser.
Lineær skala
En skala, hvor afstanden mellem skalainddelinger og de tilsvarende målte værdier har en konstant proportional sammenhæng.
Ikke-lineær skala
En skala, hvor afstanden mellem skalainddelinger og de tilsvarende målte værdier har en ikke-konstant proportional sammenhæng.
Undertrykt - Nulskala
En skala, hvor skalaområdet ikke inkluderer den skalaværdi, der svarer til nulværdien af den målte størrelse.
Udvidet skala
En skala, hvor en uforholdsmæssig del af skalaens længde er optaget af et udvidet udsnit af skalaen.
Skala
Et sæt ordnede skalamærker og tilhørende numre, der udgør en del af en indikatoranordning.
Skala Range
* Området defineret af skalaens start- og slutværdier.
Skalamærke
* Et mærke på indikeringsanordningen svarende til en eller flere specifikke målte værdier.
Nulskalamærke
* Skalamærket eller linjen på skalaen, der svarer til nulværdien af den målte mængde.
Skala Division
* Den del af skalaen mellem to tilstødende skalamærker.
Skala Division Værdi
* Forskellen mellem de målte værdier svarende til to tilstødende skalamærker.
Skalainddelingsafstand
* Afstanden mellem midterlinjerne af to tilstødende skalamærker langs skalaens længde.
Skala Længde
* Længden af linjestykket, enten reelt eller imaginært, der går gennem midtpunkterne af alle de korteste skalamærker mellem start- og slutskalamærkerne.
Skaler startværdi
* Den målte værdi svarende til startskalamærket.
Skala slutværdi
* Den målte værdi svarende til slutskalamærket.
Skala nummerering
* Det sæt af tal på skalaen, der svarer til de målte værdier defineret af skalamærkerne eller angiver rækkefølgen af skalamærkerne.
Nul af et måleinstrument
* Den direkte indikation af et måleinstrument, når al den hjælpeenergi, der kræves til dets drift, er tilført, og den målte værdi er nul.
* I tilfælde, hvor måleinstrumentet bruger hjælpestrøm, omtales dette udtryk normalt som det "elektriske nul".
* Når instrumentet ikke er i drift på grund af fravær af hjælpeenergi, bruges ofte udtrykket "mekanisk nul".
Instrumentkonstant
* En koefficient, som den direkte indikation af et måleinstrument skal ganges med for at opnå den målte værdi.
Karakteristisk kurve
* En kurve, der viser det funktionelle forhold mellem et instruments steady-state outputværdi og en inputmængde, med alle andre inputmængder fastholdt ved specificerede konstante værdier.
Specificeret karakteristisk kurve
* Kurven, der viser det funktionelle forhold mellem et instruments steady-state outputværdi og en inputmængde under specificerede forhold.
Justering
* Operationer udført for at sikre, at instrumentet er i normal driftstilstand og for at eliminere afvigelser for korrekt brug.
* **Brugerjustering**: Justeringer, som kan udføres af brugeren.
Kalibrering
* Operationen med at etablere, under specificerede forhold, forholdet mellem værdierne angivet af et måleinstrument eller -system og de tilsvarende kendte værdier af den målte størrelse.
Kalibreringskurve
* En kurve, der viser forholdet mellem den målte mængde og den faktiske målte værdi af instrumentet under specificerede forhold.
Kalibreringscyklus
* Kombinationen af den opadgående kalibreringskurve og den nedadgående kalibreringskurve mellem kalibreringsområdets grænser for et instrument.
Kalibreringstabel
* En tabelrepræsentation af kalibreringskurven.
Sporbarhed
* Egenskaben for et måleresultat, der kan relateres til passende standarder (normalt internationale eller nationale standarder) gennem en ubrudt kæde af sammenligninger.
Følsomhed
* Kvotienten af ændringen i instrumentets output og den tilsvarende ændring i inputmængden.
Nøjagtighed
* Graden af overensstemmelse mellem instrumentets indikation og den sande værdi af den målte mængde.
Nøjagtighedsklasse
* Klassificeringen af instrumenter i henhold til deres nøjagtighed.
Grænser for fejl
* Den maksimalt tilladte fejl for et instrument som specificeret af standarder eller tekniske specifikationer.
Grundlæggende fejl
* Fejlen i et instrument under referencebetingelser.
Overensstemmelse
* Graden af konsistens mellem standardkurven og den specificerede karakteristiske kurve (såsom en ret linje, logaritmisk kurve, parabolsk kurve osv.).