Control de automatización eléctrica: termos de control industrial, termos de instrumentación e medición

Control de automatización eléctrica: termos de control industrial, termos de instrumentación e medición

Control Industrial

Pechado - Control de bucle

Un concepto fundamental na teoría do control, o control de lazo pechado difire do control de lazo aberto ao alimentar a saída controlada de volta ao extremo de entrada para influír no control. Este mecanismo de retroalimentación permite que a saída volva á entrada a través dunha "cadea lateral", permitindo que a entrada exerza control sobre a saída. O obxectivo principal do control de bucle pechado é conseguir unha regulación baseada na retroalimentación.

Puntos de E/S

Un termo usado con frecuencia nos sistemas de control, os puntos de E/S refírense aos puntos de entrada/saída. As entradas son parámetros de medida dos instrumentos que entran no sistema de control, mentres que as saídas son parámetros de control enviados desde o sistema aos actuadores. A escala dun sistema de control adoita definirse polo número máximo de puntos de E/S que pode albergar.

Cantidades analóxicas e de conmutación

Nos sistemas de control, os parámetros poden ser magnitudes analóxicas ou de conmutación. As cantidades analóxicas son valores que varían continuamente dentro dun intervalo específico, como a temperatura ou a presión. Non obstante, as cantidades de conmutación só teñen dous estados, como os estados de acendido/apagado dun interruptor ou relé.

Bucle de control

Para o control analóxico, un controlador axusta unha saída en función dunha entrada utilizando regras e algoritmos específicos, formando un bucle de control. Os lazos de control poden ser abertos ou pechados. O control de bucle pechado, ou control de retroalimentación, é o tipo máis común, onde a saída se retroalimenta á entrada para comparala co valor establecido.

Control de dúas posicións

A forma máis sinxela de control de retroalimentación, tamén coñecida como control de interruptor. Activa un sinal de conmutación cando o valor medido alcanza un máximo ou un mínimo. Aínda que o valor medido pode ser analóxico, a saída de control é dixital. Este método úsase habitualmente en termorreguladores industriais e interruptores de nivel.

Control proporcional

A saída do controlador é proporcional á desviación entre o valor medido e o valor establecido ou punto de referencia. O control proporcional proporciona unha regulación máis suave que o control de dúas posicións e elimina os problemas de oscilación asociados co control de dúas posicións.

Control Integral

No control integral, o cambio na variable controlada está relacionado co tempo que tarda en facerse efectiva a saída do sistema de control. A saída do actuador alcanza gradualmente o valor establecido. Este método de control úsase habitualmente nos sistemas de control de temperatura.

Control derivado

O control derivado úsase normalmente en combinación co control proporcional e integral. Permite que o sistema de control responda ás desviacións máis rapidamente, evitando respostas lentas do sistema. Xunto co control proporcional e integral, axuda á variable controlada a alcanzar un estado estable máis rapidamente sen oscilacións.

Control PID

Dependendo dos requisitos específicos do sistema de control, os métodos de control poden ser control P (Proporcional), PI (Proporcional - Integral), PD (Proporcional - Derivado) ou PID (Proporcional - Integral - Derivado). O control PID é o modo de control máis común nos sistemas de control.

Control de retardo

* Comúnmente usado en aplicacións de control de conmutación, o control de retardo introduce un atraso de tempo entre o cambio de estado do interruptor e a acción de saída do controlador. Por exemplo, nas liñas de produción, os interruptores de proximidade a miúdo requiren un atraso de varios segundos antes de que o seguinte rolo comece a funcionar despois de colocar unha peza de traballo.

Control de interbloqueo

* Usado frecuentemente en escenarios de control de conmutación, o control de bloqueo establece relacións entre os interruptores. Por exemplo, o interruptor C só se pode activar cando os interruptores A e B están abertos, ou o interruptor C debe abrirse cando se abre o interruptor A. O control de bloqueo é común en aplicacións de seguridade, como a válvula de ventilación dun reactor, que debe abrirse inmediatamente cando a presión alcanza un determinado nivel.

Control eléctrico

* Refírese a sistemas de control onde a saída se consegue mediante cantidades eléctricas ou sinais electrónicos, dirixidos a compoñentes accionados eléctricamente como relés, válvulas solenoides e servocontroladores. A maioría dos sistemas de control automático incorporan elementos de control eléctrico.

Control hidráulico

* Os sistemas de control hidráulico utilízanse nas operacións de máquinas e equipamentos, especialmente en aplicacións de control continuo de velocidade. O control hidráulico adoita combinarse con servocontrol eléctrico para formar actuadores electrohidráulicos altamente eficientes e precisos.

Control pneumático

* Os sistemas de control pneumático empréganse en varios escenarios. Utilizan aire comprimido como fonte de enerxía para a transmisión ou actuación do sinal. O aire comprimido é moi utilizado nas fábricas debido á súa dispoñibilidade, limpeza, seguridade e funcionalidade de control sinxela, polo que as ferramentas pneumáticas son habituais en moitas liñas de produción.

Interpolación

* A interpolación é o proceso polo cal un sistema CNC de máquina-ferramenta determina a ruta da ferramenta mediante un método específico. Implica o cálculo de puntos intermedios entre puntos de datos coñecidos nunha curva, tamén coñecida como "densificación de puntos de datos". O sistema CNC xera a traxectoria de contorno requirida densificando os datos entre os puntos inicial e final dun segmento de programa.

Posición, velocidade e bucles de corrente

* O concepto de bucles implica o uso de feedback para mellorar a estabilidade e o rendemento dos sistemas de aplicación.

* O control de bucle de corrente ten como obxectivo regular a tensión mediante a transmisión de sinal de corrente para compensar perdas, caídas de tensión e ruído durante a transmisión de tensión.

* A relación entre velocidade e posición baséase na fórmula: distancia = velocidade × tempo. A variación continua da velocidade nun intervalo de tempo dá como resultado a integral da velocidade durante ese intervalo, que corresponde á distancia percorrida (posición).

* A relación entre velocidade e corrente defínese por: velocidade = aceleración × tempo. A aceleración depende da corrente aplicada, e a integral da aceleración nun intervalo de tempo dá a velocidade instantánea.

* No modo de control de par, o servomotor xira cun par establecido mantendo unha saída constante do bucle de corrente. Se o par de carga externo é igual ou superior ao par de saída establecido polo motor, o par de saída do motor permanece constante e o motor segue o movemento da carga. Pola contra, se o par de carga externo é inferior ao par de saída establecido polo motor, o motor continúa acelerando ata alcanzar a velocidade máxima permitida do motor ou do accionamento, momento no que se activa unha alarma e o motor para.

* No modo de velocidade, a velocidade do motor está configurada e a retroalimentación da velocidade do codificador do motor forma un sistema de control de lazo pechado. O obxectivo é garantir que a velocidade real do servomotor coincida coa velocidade establecida.

* A saída de control do bucle de velocidade serve como punto de referencia de par - corrente de modo - par de bucle. No modo de control de posición, o punto de referencia de posición proporcionado polo ordenador host e o sinal de retroalimentación de posición do codificador do motor ou a retroalimentación de medición de posición directa do equipo compáranse para formar un bucle de posición. Isto garante que o servomotor se move á posición establecida. A saída do bucle de posición introdúcese no bucle de velocidade como o punto de referencia do bucle de velocidade. Así, o modo de control de par utiliza o bucle de control de corrente como a capa máis fundamental. O lazo de control de velocidade está construído sobre o lazo de control de corrente, e o lazo de control de posición está construído sobre os lazos de control de velocidade e de corrente.

Termos de instrumentación e medición

Rango

Un intervalo continuo dunha cantidade definida por límites superior e inferior.

Rango de medición

O intervalo de valores medidos para os que o instrumento pode acadar a precisión especificada.

Límite inferior do intervalo de medición: o valor medido mínimo para o cal o instrumento pode acadar a precisión especificada.

Límite superior do intervalo de medición: o valor medido máximo para o que o instrumento pode acadar a precisión especificada.

Span

A diferenza alxébrica entre os límites superior e inferior dun rango. Por exemplo, se o intervalo é de -20 °C a 100 °C, o intervalo é de 120 °C.

Característica de rendemento

Parámetros que definen a función e a capacidade dun instrumento e as súas expresións cuantitativas.

Característica de rendemento de referencia: a característica de rendemento acadada nas condicións de funcionamento de referencia.

Escala lineal

Unha escala na que o espazamento entre as divisións de escala e os valores medidos correspondentes teñen unha relación proporcional constante.

Escala non lineal

Escala onde a separación entre as divisións de escala e os valores medidos correspondentes teñen unha relación proporcional non constante.

Suprimido - Escala cero

Unha escala na que o rango de escala non inclúe o valor de escala correspondente ao valor cero da cantidade medida.

Escala ampliada

Unha escala na que unha parte desproporcionada da lonxitude da escala está ocupada por unha sección expandida da escala.

Escala

Conxunto de marcas de escala ordenadas e números asociados que forman parte dun dispositivo indicador.

Rango de escala

* O rango definido polos valores de inicio e final da escala.

Marca de escala

* Unha marca no dispositivo indicador correspondente a un ou varios valores medidos específicos.

Marca de escala cero

* A marca ou liña de escala da escala correspondente ao valor cero da cantidade medida.

División de escala

* A parte da escala entre dúas marcas de escala adxacentes calquera.

Valor de división de escala

* A diferenza entre os valores medidos correspondentes a dúas marcas de escala adxacentes.

Espazo de división de escala

* A distancia entre as liñas centrais de dúas marcas de escala adxacentes ao longo da lonxitude da escala.

Lonxitude da escala

* A lonxitude do segmento de liña, real ou imaxinario, que pasa polos puntos medios de todas as marcas de escala máis curtas entre as marcas de escala inicial e final.

Valor inicial de escala

* O valor medido correspondente á marca da escala de inicio.

Valor final de escala

* O valor medido correspondente á marca de escala final.

Numeración a escala

* O conxunto de números da escala correspondentes aos valores medidos definidos polas marcas da escala ou indicando a orde das marcas da escala.

Cero dun instrumento de medida

* A indicación directa dun instrumento de medida cando se aplica toda a enerxía auxiliar necesaria para o seu funcionamento e o valor medido é cero.

 * Nos casos en que o instrumento de medición utiliza enerxía auxiliar, este termo adoita denominarse "cero eléctrico".

 * Cando o instrumento non está en funcionamento debido á ausencia de enerxía auxiliar, úsase a miúdo o termo "cero mecánico".

Constante do instrumento

* Un coeficiente polo que se debe multiplicar a indicación directa dun instrumento de medida para obter o valor medido.

Curva característica

* Unha curva que mostra a relación funcional entre o valor de saída en estado estacionario dun instrumento e unha cantidade de entrada, mantendo todas as demais cantidades de entrada en valores constantes especificados.

Curva característica especificada

* A curva que mostra a relación funcional entre o valor de saída en estado estacionario dun instrumento e unha cantidade de entrada en condicións especificadas.

Axuste

* Operacións realizadas para garantir que o instrumento estea en condicións normais de funcionamento e para eliminar desviacións para un correcto uso.

 * **Axuste do usuario**: axustes que pode realizar o usuario.

Calibración

* A operación de establecer, en condicións determinadas, a relación entre os valores indicados por un instrumento ou sistema de medida e os correspondentes valores coñecidos da magnitude medida.

Curva de calibración

* Unha curva que mostra a relación entre a cantidade medida e o valor medido real do instrumento en condicións especificadas.

Ciclo de calibración

* A combinación da curva de calibración ascendente e a curva de calibración descendente entre os límites do intervalo de calibración dun instrumento.

Táboa de calibración

* Unha representación tabular da curva de calibración.

Trazabilidade

* A propiedade dun resultado de medición que se pode relacionar con estándares axeitados (normalmente estándares internacionais ou nacionais) mediante unha cadea ininterrompida de comparacións.

Sensibilidade

* O cociente da variación da saída do instrumento e a correspondente variación da cantidade de entrada.

Precisión

* O grao de consistencia entre a indicación do instrumento e o valor verdadeiro da cantidade medida.

Clase de precisión

* A clasificación dos instrumentos segundo a súa precisión.

Límites de erro

* O erro máximo admisible dun instrumento segundo o especificado polas normas ou especificacións técnicas.

Erro básico

* O erro dun instrumento en condicións de referencia.

Conformidade

* O grao de consistencia entre a curva estándar e a curva característica especificada (como unha liña recta, curva logarítmica, curva parabólica, etc.).