Sähköautomaation ohjaus: teollisuusohjaustermit, instrumentointi- ja mittausehdot
Sähköautomaation ohjaus: teollisuusohjaustermit, instrumentointi- ja mittausehdot
Teollinen ohjaus
Suljettu - Loop Control
Ohjausteorian peruskonsepti, suljetun silmukan ohjaus eroaa avoimen silmukan ohjauksesta syöttämällä ohjattu lähtö takaisin tulopäähän ohjauksen vaikuttamiseksi. Tämä takaisinkytkentämekanismi sallii lähdön palata tuloon "sivuketjun" kautta, jolloin tulo voi ohjata lähtöä. Suljetun silmukan ohjauksen ensisijainen tarkoitus on saada aikaan palautepohjainen säätö.
I/O-pisteet
Ohjausjärjestelmissä usein käytetty termi I/O-pisteet viittaavat tulo/lähtöpisteisiin. Tulot ovat ohjausjärjestelmään tulevien instrumenttien mittausparametreja, kun taas lähdöt ovat ohjausparametreja, jotka lähetetään järjestelmästä toimilaitteille. Ohjausjärjestelmän mittakaava määräytyy usein sen sisältämien I/O-pisteiden enimmäismäärän mukaan.
Analogiset ja kytkentämäärät
Ohjausjärjestelmissä parametrit voivat olla analogisia tai kytkentäsuureita. Analogiset suuret ovat jatkuvasti vaihtelevia arvoja tietyllä alueella, kuten lämpötilassa tai paineessa. Kytkentäsuureilla on kuitenkin vain kaksi tilaa, kuten kytkimen tai releen on/off-tilat.
Ohjaussilmukka
Analogisessa ohjauksessa ohjain säätää lähtöä tulon perusteella käyttämällä erityisiä sääntöjä ja algoritmeja muodostaen ohjaussilmukan. Ohjaussilmukat voivat olla avoimia tai suljettuja. Suljetun silmukan ohjaus eli takaisinkytkentäohjaus on yleisin tyyppi, jossa lähtö syötetään takaisin tuloon vertailua varten asetettuun arvoon.
Kaksi - Asennonhallinta
Yksinkertaisin takaisinkytkentäohjauksen muoto, joka tunnetaan myös nimellä kytkinohjaus. Se laukaisee kytkentäsignaalin, kun mitattu arvo saavuttaa maksimin tai minimin. Vaikka mitattu arvo voi olla analoginen, ohjauslähtö on digitaalinen. Tätä menetelmää käytetään yleisesti teollisissa lämpösäätimissä ja tasokytkimissä.
Suhteellinen ohjaus
Säätimen lähtö on verrannollinen mitatun arvon ja asetusarvon tai vertailupisteen väliseen poikkeamaan. Suhteellinen ohjaus tarjoaa tasaisemman säädön kuin kaksiasentoinen ohjaus ja eliminoi kaksiasentoiseen ohjaukseen liittyvät värähtelyongelmat.
Integroitu ohjaus
Integraalisessa ohjauksessa säädettävän muuttujan muutos liittyy aikaan, joka kuluu ohjausjärjestelmän lähdön voimaantuloon. Toimilaitteen teho saavuttaa vähitellen asetetun arvon. Tätä säätömenetelmää käytetään yleisesti lämpötilansäätöjärjestelmissä.
Johdannaisohjaus
Johdannaisohjausta käytetään tyypillisesti yhdessä suhteellisen ja integraalisen ohjauksen kanssa. Sen avulla ohjausjärjestelmä reagoi poikkeamiin nopeammin, mikä estää järjestelmän hitaita vasteita. Yhdessä suhteellisen ja integraalisen ohjauksen kanssa se auttaa ohjattua muuttujaa saavuttamaan vakaan tilan nopeammin ilman värähtelyä.
PID-säätö
Ohjausjärjestelmän erityisvaatimuksista riippuen ohjausmenetelmät voivat olla P (suhteellinen), PI (suhteellinen - integraali), PD (suhteellinen - derivaatta) tai PID (suhteellinen - integraali - derivaatta). PID-säätö on yleisin ohjaustapa ohjausjärjestelmissä.
Viiveen hallinta
* Yleisesti käytetty kytkentäohjaussovelluksissa, viiveohjaus tuo aikaviiveen kytkimen tilan muutoksen ja ohjaimen lähtötoiminnon välillä. Esimerkiksi tuotantolinjoilla lähestymiskytkimet vaativat usein useiden sekuntien viiveen, ennen kuin seuraava rulla alkaa toimia työkappaleen asettamisen jälkeen.
Lukituksen ohjaus
* Usein kytkentäohjausskenaarioissa käytetty lukitusohjaus luo suhteita kytkimien välille. Esimerkiksi kytkin C voidaan aktivoida vain, kun kytkimet A ja B ovat molemmat auki, tai kytkimen C on avattava, kun kytkin A avautuu. Lukituksen ohjaus on yleistä turvallisuuden kannalta kriittisissä sovelluksissa, kuten reaktorin ilmausventtiilissä, jonka on avattava välittömästi paineen saavuttaessa tietyn tason.
Sähköinen ohjaus
* Viittaa ohjausjärjestelmiin, joissa teho saadaan sähköisillä suureilla tai elektronisilla signaaleilla ja jotka kohdistuvat sähkökäyttöisiin komponentteihin, kuten releisiin, solenoidiventtiileihin ja servoajureihin. Useimmat automaattiset ohjausjärjestelmät sisältävät sähköisiä ohjauselementtejä.
Hydraulinen ohjaus
* Hydraulisia ohjausjärjestelmiä käytetään kone- ja laitetoiminnassa, erityisesti jatkuvassa nopeudensäätösovelluksissa. Hydraulinen ohjaus yhdistetään usein sähköiseen servo-ohjaukseen erittäin tehokkaiden ja tarkkojen sähköhydraulisten toimilaitteiden muodostamiseksi.
Pneumaattinen ohjaus
* Pneumaattisia ohjausjärjestelmiä käytetään erilaisissa skenaarioissa. Ne käyttävät paineilmaa signaalin lähetyksen tai aktivoinnin voimalähteenä. Paineilmaa käytetään laajalti tehtaissa sen saatavuuden, puhtauden, turvallisuuden ja yksinkertaisen ohjaustoiminnon ansiosta, mikä tekee pneumaattisista työkaluista yleisiä monilla tuotantolinjoilla.
Interpolointi
* Interpolointi on prosessi, jolla työstökoneen CNC-järjestelmä määrittää työkalun reitin tietyllä menetelmällä. Se sisältää välipisteiden laskemisen käyrän tunnettujen datapisteiden välillä, joka tunnetaan myös nimellä "datapisteiden tihennys". CNC-järjestelmä luo vaaditun ääriviivan tiivistämällä tiedot ohjelmasegmentin alku- ja loppupisteiden välillä.
Sijainti, nopeus ja virtasilmukat
* Silmukoiden käsite sisältää palautteen käytön sovellusjärjestelmien vakauden ja suorituskyvyn parantamiseksi.
* Virtasilmukan ohjauksen tarkoituksena on säädellä jännitettä käyttämällä virtasignaalin siirtoa kompensoimaan häviöitä, jännitehäviöitä ja kohinaa jännitteen siirron aikana.
* Nopeuden ja sijainnin välinen suhde perustuu kaavaan: etäisyys = nopeus × aika. Jatkuva nopeuden vaihtelu aikavälillä johtaa nopeuden integraaliin kyseisellä aikavälillä, joka vastaa kuljettua matkaa (sijaintia).
* Nopeuden ja virran välinen suhde määritellään seuraavasti: nopeus = kiihtyvyys × aika. Kiihtyvyys riippuu käytetystä virrasta, ja kiihtyvyyden integraali tietyllä aikavälillä antaa hetkellisen nopeuden.
* Vääntömomentin ohjaustilassa servomoottori pyörii asetetulla vääntömomentilla ylläpitämällä vakiolähtöä virtasilmukasta. Jos ulkoisen kuorman vääntömomentti on yhtä suuri tai suurempi kuin moottorin asetettu lähtömomentti, moottorin lähtömomentti pysyy vakiona ja moottori seuraa kuorman liikettä. Kääntäen, jos ulkoisen kuorman vääntömomentti on pienempi kuin moottorin asetettu lähtömomentti, moottori jatkaa kiihtymistä, kunnes se saavuttaa moottorin tai taajuusmuuttajan suurimman sallitun nopeuden, jolloin hälytys laukeaa ja moottori pysähtyy.
* Nopeustilassa moottorin nopeus asetetaan ja moottorin kooderin nopeuspalaute muodostaa suljetun silmukan ohjausjärjestelmän. Tarkoituksena on varmistaa, että servomoottorin todellinen nopeus vastaa asetettua nopeutta.
* Nopeussilmukan ohjauslähtö toimii vääntömomentin - tilavirran - silmukan vääntömomentin asetusarvona. Asennonsäätötilassa isäntätietokoneen antamaa paikan asetusarvoa ja moottorin enkooderista tulevaa asennon palautesignaalia tai laitteelta tulevaa suoraa paikanmittauksen palautetta verrataan asentosilmukaksi. Tämä varmistaa, että servomoottori liikkuu asetettuun asentoon. Asentosilmukan lähtö syötetään nopeussilmukkaan nopeus-silmukan asetusarvona. Siten vääntömomentti-säätötila käyttää virta-säätösilmukkaa peruskerroksena. Nopeus-ohjaussilmukka on rakennettu virta-säätösilmukkaan ja asema-säätösilmukka on rakennettu sekä nopeuden- että virransäätösilmukkaan.
Instrumentointi ja mittausehdot
Alue
Ylä- ja alarajojen määrittämän suuren jatkuva aikaväli.
Mittausalue
Mittausarvojen alue, jolla laite voi saavuttaa määritellyn tarkkuuden.
Mittausalueen alaraja: Pienin mitattu arvo, jolla laite voi saavuttaa määritellyn tarkkuuden.
Mittausalueen yläraja: Suurin mittausarvo, jolla laite voi saavuttaa määritellyn tarkkuuden.
Span
Algebrallinen ero alueen ylä- ja alarajojen välillä. Esimerkiksi jos alue on -20°C - 100°C, jänneväli on 120°C.
Suorituskyvyn ominaisuus
Parametrit, jotka määrittelevät instrumentin toiminnan ja kyvyn sekä niiden kvantitatiiviset lausekkeet.
Reference Performance Characteristic: Suorituskykyominaisuus, joka saavutetaan vertailukäyttöolosuhteissa.
Lineaarinen asteikko
Asteikko, jossa asteikkojakojen etäisyyksillä ja vastaavilla mitatuilla arvoilla on jatkuva suhteellinen suhde.
Epälineaarinen asteikko
Asteikko, jossa asteikkojakojen ja vastaavien mittausarvojen välisellä etäisyydellä on epävakio suhteellinen suhde.
Tukahdutettu - nollaasteikko
Asteikko, jossa asteikkoalue ei sisällä mitatun suuren nolla-arvoa vastaavaa asteikon arvoa.
Laajennettu mittakaava
Asteikko, jossa asteikon laajennettu osa peittää suhteettoman suuren osan asteikon pituudesta.
Mittakaava
Joukko järjestettyjä asteikkomerkkejä ja niihin liittyviä numeroita, jotka muodostavat osan osoitinlaitetta.
Skaalausalue
* Asteikon alku- ja loppuarvojen määrittelemä alue.
Mittakaavamerkki
* Merkki näyttölaitteessa, joka vastaa yhtä tai useampaa tiettyä mittausarvoa.
Nolla-asteikkomerkki
* Mitatun suuren nolla-arvoa vastaava asteikkomerkki tai viiva asteikolla.
Scale Division
* Asteikon osa kahden vierekkäisen asteikkomerkin välissä.
Scale Division Value
* kahta vierekkäistä asteikkomerkkiä vastaavien mitattujen arvojen välinen ero.
Asteikkojakoväli
* Kahden vierekkäisen asteikkomerkin keskiviivojen välinen etäisyys asteikon pituudella.
Asteikon pituus
* Joko todellisen tai kuvitteellisen janan pituus, joka kulkee kaikkien lyhimpien asteikkomerkkien keskipisteiden kautta alku- ja loppuasteikon merkkien välillä.
Skaalaa aloitusarvoa
* Mittausarvo, joka vastaa aloitusasteikon merkkiä.
Skaalan loppuarvo
* Mittausarvo, joka vastaa asteikon loppumerkkiä.
Asteikkonumerointi
* Asteikolla oleva numerosarja, joka vastaa asteikkomerkkien määrittämiä mittausarvoja tai ilmaisee asteikkomerkkien järjestyksen.
Mittauslaitteen nolla
* Mittauslaitteen suora näyttö, kun kaikki sen toimintaan tarvittava apuenergia on kytketty ja mitattu arvo on nolla.
* Tapauksissa, joissa mittauslaite käyttää aputehoa, tätä termiä kutsutaan yleensä "sähkönollaksi".
* Kun laite ei ole toiminnassa apuenergian puuttumisen vuoksi, termiä "mekaaninen nolla" käytetään usein.
Instrumentin vakio
* Kerroin, jolla mittauslaitteen suora näyttö on kerrottava mitatun arvon saamiseksi.
Ominaisuuskäyrä
* Käyrä, joka näyttää instrumentin vakaan tilan lähtöarvon ja yhden syöttösuureen välisen toiminnallisen suhteen, kun kaikki muut syöttösuureet pidetään määritellyissä vakioarvoissa.
Määritetty ominaiskäyrä
* Käyrä, joka näyttää toiminnallisen suhteen instrumentin vakaan tilan lähtöarvon ja yhden syöttömäärän välillä tietyissä olosuhteissa.
Säätö
* Toimenpiteet, jotka on suoritettu laitteen normaalin toimintakunnon varmistamiseksi ja poikkeamien poistamiseksi oikeaa käyttöä varten.
* **Käyttäjän säätö**: Käyttäjän sallitut säädöt.
Kalibrointi
* Toiminta, jolla määritetään tietyissä olosuhteissa mittauslaitteen tai -järjestelmän osoittamien arvojen ja mitatun suuren vastaavien tunnettujen arvojen välinen suhde.
Kalibrointikäyrä
* Käyrä, joka näyttää mitatun määrän ja instrumentin todellisen mitatun arvon välisen suhteen tietyissä olosuhteissa.
Kalibrointisykli
* Ylöspäin suuntautuvan kalibrointikäyrän ja alaspäin suuntautuvan kalibrointikäyrän yhdistelmä instrumentin kalibrointialueen rajojen välillä.
Kalibrointitaulukko
* Kalibrointikäyrän taulukkoesitys.
Jäljitettävyys
* Mittaustuloksen ominaisuus, joka voidaan yhdistää sopiviin standardeihin (yleensä kansainvälisiin tai kansallisiin standardeihin) katkeamattoman vertailuketjun avulla.
Herkkyys
* Laitteen tehon muutoksen ja sitä vastaavan syöttömäärän muutoksen osamäärä.
Tarkkuus
* Laitteen indikoinnin ja mitatun suuren todellisen arvon välinen johdonmukaisuus.
Tarkkuusluokka
* Instrumenttien luokitus niiden tarkkuuden mukaan.
Virheen rajat
* Laitteen suurin sallittu virhe standardeissa tai teknisissä eritelmissä.
Perusvirhe
* Laitteen virhe vertailuolosuhteissa.
Yhdenmukaisuus
* Standardikäyrän ja määritellyn ominaiskäyrän (kuten suora, logaritminen käyrä, parabolinen käyrä jne.) välinen johdonmukaisuusaste.