Elektromos automatizálási vezérlés: ipari szabályozási feltételek, műszerezési és mérési feltételek
Elektromos automatizálási vezérlés: ipari szabályozási feltételek, műszerezési és mérési feltételek
Ipari vezérlés
Zárt – hurokvezérlés
A vezérléselmélet egyik alapfogalma, a zárt hurkú vezérlés abban különbözik a nyílt hurkú szabályozástól, hogy a vezérelt kimenetet visszatáplálja a bemeneti végbe, hogy befolyásolja a vezérlést. Ez a visszacsatoló mechanizmus lehetővé teszi, hogy a kimenet egy "oldalláncon" keresztül visszatérjen a bemenethez, lehetővé téve a bemenet számára, hogy irányítsa a kimenetet. A zárt hurkú szabályozás elsődleges célja a visszacsatoláson alapuló szabályozás elérése.
I/O pontok
A vezérlőrendszerekben gyakran használt kifejezés, az I/O pontok bemeneti/kimeneti pontokra utalnak. A bemenetek a vezérlőrendszerbe belépő műszerek mérési paraméterei, míg a kimenetek a rendszertől az aktuátorokhoz küldött vezérlési paraméterek. A vezérlőrendszer méretarányát gyakran az I/O pontok maximális száma határozza meg, amelyet befogadni tud.
Analóg és kapcsolási mennyiségek
A vezérlőrendszerekben a paraméterek lehetnek analóg vagy kapcsolási mennyiségek. Az analóg mennyiségek egy adott tartományon belül folyamatosan változó értékek, például hőmérséklet vagy nyomás. A kapcsolási mennyiségeknek azonban csak két állapota van, például egy kapcsoló vagy relé be/ki állapota.
Vezérlőhurok
Az analóg vezérléshez a vezérlő egy bemenet alapján állítja be a kimenetet meghatározott szabályok és algoritmusok segítségével, vezérlőhurkot képezve. A vezérlőhurkok lehetnek nyitott - vagy zárt - hurkok. A zárt hurkú vezérlés, vagy visszacsatoló vezérlés a legelterjedtebb típus, ahol a kimenetet visszacsatolják a bemenetre a beállított értékkel való összehasonlítás céljából.
Kettő – Pozícióvezérlés
A visszacsatolásvezérlés legegyszerűbb formája, más néven kapcsolóvezérlés. Kapcsolójelet indít, ha a mért érték eléri a maximumot vagy minimumot. Bár a mért érték lehet analóg, a vezérlőkimenet digitális. Ezt a módszert általában ipari hőszabályozókban és szintkapcsolókban használják.
Arányos szabályozás
A szabályozó kimenete arányos a mért érték és a beállított érték vagy referenciapont közötti eltéréssel. Az arányos szabályozás simább szabályozást biztosít, mint a kétállású vezérlés, és kiküszöböli a kétállású vezérléssel kapcsolatos oszcillációs problémákat.
Integrált vezérlés
Integrált vezérlésben a szabályozott változó változása a vezérlőrendszer kimenetének hatásossá válásához szükséges idővel függ össze. Az aktuátor teljesítménye fokozatosan eléri a beállított értéket. Ezt a szabályozási módszert általában a hőmérséklet-szabályozó rendszerekben használják.
Származékos ellenőrzés
A derivatív szabályozást jellemzően arányos és integrált szabályozással kombinálják. Lehetővé teszi, hogy a vezérlőrendszer gyorsabban reagáljon az eltérésekre, megelőzve a rendszer lassú reakcióit. Az arányos és integrál szabályozással együtt elősegíti, hogy a szabályozott változó gyorsabban érjen el stabil állapotot rezgés nélkül.
PID szabályozás
A szabályozási módok a szabályozási rendszer speciális követelményeitől függően P (arányos), PI (arányos - integrál), PD (arányos - származtatott) vagy PID (arányos - integrál - származékos) szabályozások lehetnek. A PID szabályozás a vezérlőrendszerek legáltalánosabb szabályozási módja.
Késleltetés szabályozás
* A kapcsolási vezérlési alkalmazásokban általánosan használt késleltetési vezérlés késleltetést vezet be a kapcsoló állapotváltozása és a vezérlő kimeneti művelete között. Például a gyártósorokon a közelítéskapcsolóknak gyakran több másodperces késleltetésre van szükségük, mielőtt a munkadarab pozicionálása után a következő henger működésbe lép.
Interlock Control
* A kapcsolási vezérlési forgatókönyvekben gyakran használt reteszvezérlés kapcsolatokat hoz létre a kapcsolók között. Például a C kapcsoló csak akkor aktiválható, ha az A és B kapcsoló egyaránt nyitva van, vagy a C kapcsolónak ki kell nyílnia, amikor az A kapcsoló nyílik. A reteszelés vezérlése általános a biztonsági szempontból kritikus alkalmazásokban, mint például a reaktor légtelenítő szelepe, amelynek azonnal ki kell nyitnia, ha a nyomás elér egy bizonyos szintet.
Elektromos vezérlés
* Olyan vezérlőrendszerekre vonatkozik, amelyekben a kimenet elektromos mennyiségekkel vagy elektronikus jelekkel érhető el, amelyek az elektromos hajtású alkatrészeket, például reléket, mágnesszelepeket és szervo-meghajtókat célozzák meg. A legtöbb automatikus vezérlőrendszer elektromos vezérlőelemeket tartalmaz.
Hidraulikus vezérlés
* A hidraulikus vezérlőrendszereket a gépek és berendezések üzemeltetésében használják, különösen a folyamatos sebességszabályozási alkalmazásokban. A hidraulikus vezérlést gyakran kombinálják elektromos szervovezérléssel, így rendkívül hatékony és precíz elektrohidraulikus működtetőket állítanak elő.
Pneumatikus vezérlés
* A pneumatikus vezérlőrendszereket különféle forgatókönyvekben alkalmazzák. Sűrített levegőt használnak áramforrásként a jelátvitelhez vagy működtetéshez. A sűrített levegőt széles körben használják a gyárakban elérhetősége, tisztasága, biztonsága és egyszerű vezérlési funkciói miatt, így a pneumatikus szerszámok gyakoriak számos gyártósoron.
Interpoláció
* Az interpoláció az a folyamat, amelynek során a szerszámgép CNC-rendszere meghatározott módszerrel meghatározza a szerszám útvonalát. Ez magában foglalja a köztes pontok kiszámítását a görbe ismert adatpontjai között, más néven "adatpont-sűrítés". A CNC rendszer egy programszegmens kezdő- és végpontja közötti adatok sűrűsítésével állítja elő a szükséges kontúrpályát.
Pozíció, sebesség és áramhurkok
* A hurkok fogalma magában foglalja a visszacsatolás használatát az alkalmazásrendszerek stabilitásának és teljesítményének növelésére.
* Az áramhurok szabályozása a feszültség szabályozását célozza az áramjelátvitel segítségével a veszteségek, feszültségesések és zaj kompenzálására a feszültségátvitel során.
* A sebesség és a pozíció közötti kapcsolat a következő képlet alapján történik: távolság = sebesség × idő. A sebesség folyamatos változása egy időintervallumon keresztül az adott intervallumon belüli sebesség integrálját eredményezi, amely megfelel a megtett távolságnak (pozíciónak).
* A sebesség és az áramerősség közötti összefüggést a következő képlet határozza meg: sebesség = gyorsulás × idő. A gyorsulás az alkalmazott áramtól függ, és a gyorsulás integrálja egy időintervallumban adja meg a pillanatnyi sebességet.
* Nyomatékszabályozási módban a szervomotor a beállított nyomatékkal forog az áramhurok állandó kimenetének fenntartásával. Ha a külső terhelési nyomaték egyenlő vagy meghaladja a motor beállított kimeneti nyomatékát, a motor kimeneti nyomatéka állandó marad, és a motor követi a terhelés mozgását. Ellenkező esetben, ha a külső terhelési nyomaték kisebb, mint a motor beállított kimeneti nyomatéka, a motor továbbra is gyorsul, amíg el nem éri a motor vagy a hajtás maximális megengedett fordulatszámát, ekkor riasztás történik, és a motor leáll.
* Sebesség üzemmódban a motor fordulatszáma be van állítva, és a motor jeladójának fordulatszám-visszacsatolása zárt hurkú vezérlőrendszert alkot. A cél annak biztosítása, hogy a szervomotor tényleges fordulatszáma megegyezzen a beállított fordulatszámmal.
* A sebességhurok vezérlőkimenete szolgál nyomaték - üzemmód áram - hurok nyomaték alapjelként. Pozíciószabályozási módban a gazdaszámítógép által biztosított pozíció-alapjel és a motor jeladójának helyzet-visszacsatoló jele vagy a berendezés közvetlen helyzetmérési visszacsatolása összehasonlítva helyzethurkot képez. Ez biztosítja, hogy a szervomotor a beállított helyzetbe kerüljön. A pozícióhurok kimenete sebesség hurok alapjelként kerül a sebességhurokba. Így a nyomaték-szabályozási mód az áram-szabályozó hurkot használja a legalapvetőbb rétegként. A sebesség-szabályozó hurok az áram-szabályozó hurokra épül, a helyzet-szabályozó hurok mind a sebesség-, mind az áram-szabályozó hurokra épül.
Műszerezési és mérési feltételek
Tartomány
Felső és alsó határok által meghatározott mennyiség folytonos intervalluma.
Mérési tartomány
Azon mért értékek tartománya, amelyeknél a műszer el tudja érni a megadott pontosságot.
Mérési tartomány alsó határa: Az a minimális mérési érték, amelynél a műszer el tudja érni a megadott pontosságot.
Mérési tartomány felső határa: Az a maximális mért érték, amelynél a műszer el tudja érni a megadott pontosságot.
Span
Egy tartomány felső és alsó határa közötti algebrai különbség. Például, ha a tartomány -20°C és 100°C között van, akkor a tartomány 120°C.
Teljesítmény jellemző
Egy műszer funkcióját és képességét meghatározó paraméterek és ezek mennyiségi kifejezései.
Referenciateljesítmény-karakterisztika: Referencia üzemi körülmények között elért teljesítményjellemző.
Lineáris Skála
Olyan skála, ahol a skálaosztások és a megfelelő mért értékek közötti távolság állandó arányos összefüggésben van.
Nemlineáris skála
Olyan skála, ahol a skálaosztások és a megfelelő mért értékek közötti távolság nem állandó arányos összefüggésben van.
Elnyomva – nulla skála
Olyan skála, ahol a skálatartomány nem tartalmazza a mért mennyiség nulla értékének megfelelő skálaértéket.
Kiterjesztett skála
Olyan skála, ahol a skála hosszának aránytalan részét a skála kiterjesztett része foglalja el.
Skála
Rendezett skálajelek és kapcsolódó számok halmaza, amelyek egy jelzőeszköz részét képezik.
Skálatartomány
* A skála kezdő és végértékei által meghatározott tartomány.
Skálajel
* Egy vagy több meghatározott mért értéknek megfelelő jelölés a jelzőkészüléken.
Nulla skálajel
* A mért mennyiség nulla értékének megfelelő skálajel vagy vonal a skálán.
Scale Division
* A skála bármely két szomszédos skálajel közötti része.
Skálaosztás értéke
* Két szomszédos skálajelnek megfelelő mért értékek közötti különbség.
Skálaosztás térköz
* Bármely két szomszédos skálajel középvonala közötti távolság a skála hossza mentén.
Skála hossza
* A valós vagy képzeletbeli vonalszakasz hossza, amely a legrövidebb skálapont felezőpontján halad át a kezdő és a vég skálajelek között.
Kezdőérték skálázása
* A mért érték a kezdő skála jelének megfelelő.
Scale End Value
* A skála végpontjának megfelelő mért érték.
Skála számozás
* A skálán a skálajelek által meghatározott mért értékeknek megfelelő vagy a skálajelek sorrendjét jelző számkészlet.
Egy mérőműszer nullája
* Egy mérőműszer közvetlen jelzése, ha a működéséhez szükséges összes segédenergia igénybevételre kerül, és a mért érték nulla.
* Azokban az esetekben, amikor a mérőműszer segédteljesítményt használ, ezt a kifejezést általában "elektromos nullának" nevezik.
* Amikor a műszer nem működik segédenergia hiánya miatt, gyakran használják a "mechanikai nulla" kifejezést.
Instrument Constant
* Egy együttható, amellyel a mérőműszer közvetlen jelzését meg kell szorozni, hogy megkapjuk a mért értéket.
Karakterisztikus görbe
* Egy görbe, amely a műszer állandósult állapotú kimeneti értéke és egy bemeneti mennyiség közötti funkcionális kapcsolatot mutatja, az összes többi bemeneti mennyiség meghatározott állandó értéken tartva.
Meghatározott karakterisztikus görbe
* Egy műszer állandósult állapotú kimeneti értéke és egy bemeneti mennyiség közötti funkcionális kapcsolatot mutató görbe meghatározott feltételek mellett.
Beállítás
* A műszer normál működési állapotának biztosítására és az eltérések kiküszöbölésére irányuló műveletek a megfelelő használat érdekében.
* **Felhasználói beállítások**: A felhasználó által végrehajtható módosítások.
Kalibrálás
* A mérőműszer vagy rendszer által jelzett értékek és a mért mennyiség megfelelő ismert értékei közötti kapcsolat meghatározott feltételek melletti megállapításának művelete.
Kalibrációs görbe
* Egy görbe, amely a mért mennyiség és a műszer tényleges mért értéke közötti kapcsolatot mutatja meghatározott feltételek mellett.
Kalibrációs ciklus
* A felfelé irányuló kalibrációs görbe és a lefelé irányuló kalibrációs görbe kombinációja a műszer kalibrációs tartományának határai között.
Kalibrációs táblázat
* A kalibrációs görbe táblázatos ábrázolása.
Nyomon követhetőség
* A mérési eredmény azon tulajdonsága, amely megfelelő szabványokhoz (általában nemzetközi vagy nemzeti szabványokhoz) kapcsolható az összehasonlítások megszakításának láncolatával.
Érzékenység
* A műszer teljesítményében bekövetkezett változás és a bemeneti mennyiség megfelelő változásának hányadosa.
Pontosság
* Az összhang mértéke a műszer jelzése és a mért mennyiség valódi értéke között.
Pontossági osztály
* A műszerek osztályozása pontosságuk szerint.
A hiba határai
* Egy műszer megengedett legnagyobb hibája a szabványok vagy műszaki előírások szerint.
Alapvető hiba
* Egy műszer hibája referencia körülmények között.
Megfelelőség
* A standard görbe és a megadott jelleggörbe (például egyenes, logaritmikus görbe, parabolikus görbe stb.) közötti konzisztencia mértéke.