ელექტრო ავტომატიზაციის კონტროლი: სამრეწველო კონტროლის პირობები, ინსტრუმენტაციის და გაზომვის პირობები
ელექტრო ავტომატიზაციის კონტროლი: სამრეწველო კონტროლის პირობები, ინსტრუმენტაციის და გაზომვის პირობები
სამრეწველო კონტროლი
დახურული - მარყუჟის კონტროლი
კონტროლის თეორიის ფუნდამენტური კონცეფცია, დახურული მარყუჟის კონტროლი განსხვავდება ღია მარყუჟის კონტროლისგან, კონტროლირებადი გამომავალი შეყვანის ბოლოსკენ მიწოდებით, რათა გავლენა მოახდინოს კონტროლზე. ეს უკუკავშირის მექანიზმი საშუალებას აძლევს გამომავალს დაბრუნდეს შეყვანაში "გვერდითი ჯაჭვის" მეშვეობით, რაც საშუალებას აძლევს შეყვანას განახორციელოს კონტროლი გამომავალზე. დახურული მარყუჟის კონტროლის მთავარი მიზანია უკუკავშირზე დაფუძნებული რეგულირების მიღწევა.
I/O პუნქტები
ხშირად გამოყენებული ტერმინი საკონტროლო სისტემებში, I/O წერტილები ეხება შეყვანის/გამოსვლის წერტილებს. შეყვანები არის საკონტროლო სისტემაში შემავალი ინსტრუმენტების გაზომვის პარამეტრები, ხოლო გამომავალი არის კონტროლის პარამეტრები, რომლებიც გაგზავნილია სისტემიდან აქტივატორებზე. საკონტროლო სისტემის მასშტაბი ხშირად განისაზღვრება I/O წერტილების მაქსიმალური რაოდენობით, რაც მას შეუძლია განთავსდეს.
ანალოგური და გადამრთველი რაოდენობები
საკონტროლო სისტემებში, პარამეტრები შეიძლება იყოს ანალოგური ან გადართვის რაოდენობა. ანალოგური სიდიდეები მუდმივად ცვალებადია მნიშვნელობებით კონკრეტულ დიაპაზონში, როგორიცაა ტემპერატურა ან წნევა. თუმცა, გადართვის რაოდენობას აქვს მხოლოდ ორი მდგომარეობა, როგორიცაა გადამრთველის ან რელეს ჩართვა/გამორთვის მდგომარეობა.
კონტროლის მარყუჟი
ანალოგური კონტროლისთვის, კონტროლერი არეგულირებს გამოსავალს შეყვანის საფუძველზე კონკრეტული წესებისა და ალგორითმების გამოყენებით, აყალიბებს საკონტროლო მარყუჟს. საკონტროლო მარყუჟები შეიძლება იყოს ღია - ან დახურული - მარყუჟი. დახურული - მარყუჟის კონტროლი, ან უკუკავშირის კონტროლი, ყველაზე გავრცელებული ტიპია, სადაც გამომავალი უბრუნდება შეყვანას დადგენილ მნიშვნელობასთან შესადარებლად.
ორი - პოზიციის კონტროლი
უკუკავშირის კონტროლის უმარტივესი ფორმა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც გადართვის კონტროლი. ის იწვევს გადართვის სიგნალს, როდესაც გაზომილი მნიშვნელობა აღწევს მაქსიმუმს ან მინიმუმს. მიუხედავად იმისა, რომ გაზომილი მნიშვნელობა შეიძლება იყოს ანალოგური, კონტროლის გამომავალი ციფრულია. ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება სამრეწველო თერმორეგულატორებში და დონის გადამრთველებში.
პროპორციული კონტროლი
კონტროლერის გამომავალი არის პროპორციული გადახრა გაზომილ მნიშვნელობასა და დაყენებულ მნიშვნელობას ან საცნობარო წერტილს შორის. პროპორციული კონტროლი უზრუნველყოფს უფრო გლუვ რეგულირებას, ვიდრე ორ პოზიციაზე კონტროლი და გამორიცხავს რხევის პრობლემებს, რომლებიც დაკავშირებულია ორ პოზიციის კონტროლთან.
ინტეგრალური კონტროლი
ინტეგრალურ კონტროლში, კონტროლირებადი ცვლადის ცვლილება დაკავშირებულია იმ დროს, რაც სჭირდება საკონტროლო სისტემის გამომავალი ეფექტურობას. აქტივატორის გამომავალი თანდათან აღწევს დადგენილ მნიშვნელობას. კონტროლის ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება ტემპერატურის კონტროლის სისტემებში.
წარმოებული კონტროლი
წარმოებული კონტროლი ჩვეულებრივ გამოიყენება პროპორციულ და ინტეგრალურ კონტროლთან ერთად. ის საშუალებას აძლევს საკონტროლო სისტემას უფრო სწრაფად უპასუხოს გადახრებს, თავიდან აიცილოს სისტემის დუნე რეაგირება. პროპორციულ და ინტეგრალურ კონტროლთან ერთად ის ეხმარება კონტროლირებად ცვლადს უფრო სწრაფად მიაღწიოს სტაბილურ მდგომარეობას რხევის გარეშე.
PID კონტროლი
კონტროლის სისტემის სპეციფიკური მოთხოვნებიდან გამომდინარე, კონტროლის მეთოდები შეიძლება იყოს P (პროპორციული), PI (პროპორციული - ინტეგრალური), PD (პროპორციული - წარმოებული) ან PID (პროპორციული - ინტეგრალური - წარმოებული) კონტროლი. PID კონტროლი არის კონტროლის ყველაზე გავრცელებული რეჟიმი საკონტროლო სისტემებში.
დაგვიანების კონტროლი
* ჩვეულებრივ გამოიყენება გადართვის საკონტროლო აპლიკაციებში, დაყოვნების კონტროლი შემოაქვს დროის დაყოვნებას გადართვის მდგომარეობის ცვლილებასა და კონტროლერის გამომავალი მოქმედებას შორის. მაგალითად, საწარმოო ხაზებში, სიახლოვის გადამრთველები ხშირად საჭიროებენ რამდენიმე წამის შეფერხებას, სანამ შემდეგი როლიკერი მუშაობას დაიწყებს სამუშაო ნაწილის განლაგების შემდეგ.
ჩაკეტვის კონტროლი
* ხშირად გამოიყენება გადართვის კონტროლის სცენარებში, დაბლოკვის კონტროლი ადგენს ურთიერთობებს გადამრთველებს შორის. მაგალითად, გადამრთველი C შეიძლება გააქტიურდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც A და B გადამრთველები ორივე ღიაა, ან C შეცვლა უნდა გაიხსნას, როდესაც A იხსნება. ჩაკეტვის კონტროლი ჩვეულებრივია უსაფრთხოებაში - კრიტიკულ პროგრამებში, როგორიცაა სავენტილაციო სარქველი რეაქტორში, რომელიც დაუყოვნებლივ უნდა გაიხსნას, როდესაც წნევა მიაღწევს გარკვეულ დონეს.
ელექტრო კონტროლი
* ეხება საკონტროლო სისტემებს, სადაც გამომავალი მიიღწევა ელექტრული რაოდენობების ან ელექტრონული სიგნალების მეშვეობით, რომლებიც მიზნად ისახავს ელექტრული ძრავის კომპონენტებს, როგორიცაა რელეები, ელექტრომაგნიტური სარქველები და სერვო დრაივერები. ავტომატური მართვის სისტემების უმეტესობა აერთიანებს ელექტრო კონტროლის ელემენტებს.
ჰიდრავლიკური კონტროლი
* ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემები გამოიყენება მანქანებისა და აღჭურვილობის ოპერაციებში, განსაკუთრებით უწყვეტი სიჩქარის კონტროლის პროგრამებში. ჰიდრავლიკური კონტროლი ხშირად შერწყმულია ელექტრულ სერვო კონტროლთან, რათა წარმოქმნას უაღრესად ეფექტური და ზუსტი ელექტრო-ჰიდრავლიკური აქტივატორები.
პნევმატური კონტროლი
* პნევმატური მართვის სისტემები გამოიყენება სხვადასხვა სცენარში. ისინი იყენებენ შეკუმშულ ჰაერს, როგორც ენერგიის წყაროს სიგნალის გადაცემის ან გააქტიურებისთვის. შეკუმშული ჰაერი ფართოდ გამოიყენება ქარხნებში მისი ხელმისაწვდომობის, სისუფთავის, უსაფრთხოებისა და მარტივი კონტროლის ფუნქციონირების გამო, რაც პნევმატურ ხელსაწყოებს საერთოს ხდის ბევრ საწარმოო ხაზში.
ინტერპოლაცია
* ინტერპოლაცია არის პროცესი, რომლითაც მანქანა ხელსაწყოების CNC სისტემა განსაზღვრავს ხელსაწყოს გზას კონკრეტული მეთოდის გამოყენებით. იგი გულისხმობს შუალედური წერტილების გამოთვლას მრუდზე ცნობილ მონაცემთა წერტილებს შორის, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "მონაცემთა წერტილის გამკვრივება". CNC სისტემა წარმოქმნის საჭირო კონტურულ ტრაექტორიას პროგრამის სეგმენტის საწყის და ბოლო წერტილებს შორის მონაცემების გამკვრივებით.
პოზიცია, სიჩქარე და მიმდინარე მარყუჟები
* მარყუჟების კონცეფცია მოიცავს უკუკავშირის გამოყენებას აპლიკაციის სისტემების სტაბილურობისა და მუშაობის გასაუმჯობესებლად.
* მიმდინარე მარყუჟის კონტროლი მიზნად ისახავს ძაბვის რეგულირებას მიმდინარე სიგნალის გადაცემის გამოყენებით დანაკარგების, ძაბვის ვარდნისა და ხმაურის კომპენსაციისთვის ძაბვის გადაცემის დროს.
* სიჩქარესა და პოზიციას შორის ურთიერთობა ეფუძნება ფორმულას: მანძილი = სიჩქარე × დრო. სიჩქარის უწყვეტი ცვალებადობა დროის ინტერვალზე იწვევს სიჩქარის ინტეგრალს ამ ინტერვალზე, რომელიც შეესაბამება გავლილ მანძილს (პოზიციას).
* სიჩქარესა და დენს შორის კავშირი განისაზღვრება: სიჩქარე = აჩქარება × დრო. აჩქარება დამოკიდებულია გამოყენებული დენზე და აჩქარების ინტეგრალი დროის ინტერვალზე იძლევა მყისიერ სიჩქარეს.
* ბრუნვის კონტროლის რეჟიმში, სერვო ძრავა ბრუნავს დადგენილი ბრუნვის დროს, მიმდინარე მარყუჟიდან მუდმივი გამომავალი შენარჩუნებით. თუ გარე დატვირთვის ბრუნი უდრის ან აღემატება ძრავის დადგენილ გამომავალ ბრუნვას, ძრავის გამომავალი ბრუნი რჩება მუდმივი და ძრავა მიჰყვება დატვირთვის მოძრაობას. პირიქით, თუ გარე დატვირთვის ბრუნვის მომენტი ნაკლებია ძრავის დადგენილ გამომავალ ბრუნზე, ძრავა აგრძელებს აჩქარებას მანამ, სანამ არ მიაღწევს ძრავის ან წამყვანის მაქსიმალურ დასაშვებ სიჩქარეს, რა დროსაც ამოქმედდება განგაში და ძრავა ჩერდება.
* სიჩქარის რეჟიმში, ძრავის სიჩქარე დაყენებულია და სიჩქარის გამოხმაურება ძრავის ენკოდერიდან ქმნის დახურულ მარყუჟის მართვის სისტემას. მიზანია უზრუნველყოს, რომ სერვო ძრავის რეალური სიჩქარე ემთხვევა დადგენილ სიჩქარეს.
* სიჩქარის მარყუჟის საკონტროლო გამომავალი ემსახურება ბრუნვის - რეჟიმის მიმდინარეობას - მარყუჟის ბრუნვის დაყენების წერტილს. პოზიციის კონტროლის რეჟიმში, მასპინძელი კომპიუტერის მიერ მოწოდებული პოზიციის დაყენების წერტილი და ძრავის ენკოდერიდან პოზიციის უკუკავშირის სიგნალი ან აღჭურვილობის პირდაპირი პოზიციის გაზომვის გამოხმაურება შედარებულია პოზიციის მარყუჟის შესაქმნელად. ეს უზრუნველყოფს სერვო ძრავის გადაადგილებას დადგენილ პოზიციაზე. პოზიციის მარყუჟის გამომავალი იკვებება სიჩქარის მარყუჟში, როგორც სიჩქარე - მარყუჟის მითითებული წერტილი. ამრიგად, ბრუნვის – კონტროლის რეჟიმი იყენებს მიმდინარე – კონტროლის ციკლს, როგორც ყველაზე ფუნდამენტურ ფენას. სიჩქარე - საკონტროლო მარყუჟი აგებულია დენზე - საკონტროლო მარყუჟზე, ხოლო პოზიციის - კონტროლის ციკლი აგებულია როგორც სიჩქარის - ასევე დენის - კონტროლის მარყუჟებზე.
ინსტრუმენტაცია და გაზომვის პირობები
დიაპაზონი
ზედა და ქვედა ზღვრებით განსაზღვრული რაოდენობის უწყვეტი ინტერვალი.
საზომი დიაპაზონი
გაზომილი მნიშვნელობების დიაპაზონი, რომლისთვისაც ინსტრუმენტს შეუძლია მიაღწიოს მითითებულ სიზუსტეს.
საზომი დიაპაზონის ქვედა ზღვარი: მინიმალური გაზომილი მნიშვნელობა, რომლისთვისაც ინსტრუმენტს შეუძლია მიაღწიოს მითითებულ სიზუსტეს.
საზომი დიაპაზონის ზედა ზღვარი: მაქსიმალური გაზომილი მნიშვნელობა, რომლისთვისაც ინსტრუმენტს შეუძლია მიაღწიოს მითითებულ სიზუსტეს.
სპანი
ალგებრული განსხვავება დიაპაზონის ზედა და ქვედა ზღვრებს შორის. მაგალითად, თუ დიაპაზონი არის -20°C-დან 100°C-მდე, დიაპაზონი არის 120°C.
შესრულების მახასიათებელი
პარამეტრები, რომლებიც განსაზღვრავენ ინსტრუმენტის ფუნქციას და შესაძლებლობებს და მათ რაოდენობრივ გამოსახულებებს.
მითითების შესრულების მახასიათებელი: შესრულების მახასიათებელი მიღწეული საცნობარო ოპერაციულ პირობებში.
ხაზოვანი მასშტაბი
მასშტაბი, სადაც მანძილი მასშტაბის განყოფილებებსა და შესაბამის გაზომილ მნიშვნელობებს შორის აქვს მუდმივი პროპორციული ურთიერთობა.
არაწრფივი მასშტაბი
მასშტაბი, სადაც მანძილი მასშტაბის განყოფილებებსა და შესაბამის გაზომილ მნიშვნელობებს შორის აქვს არა მუდმივი პროპორციული ურთიერთობა.
ჩახშობილი - ნულოვანი მასშტაბი
სკალა, სადაც მასშტაბის დიაპაზონი არ შეიცავს სკალის მნიშვნელობას, რომელიც შეესაბამება გაზომილი სიდიდის ნულოვან მნიშვნელობას.
გაფართოებული მასშტაბი
სასწორი, სადაც სასწორის სიგრძის არაპროპორციული ნაწილი იკავებს სასწორის გაფართოებულ მონაკვეთს.
მასშტაბი
შეკვეთილი მასშტაბის ნიშნები და ასოცირებული რიცხვების ნაკრები, რომლებიც ქმნიან საჩვენებელი მოწყობილობის ნაწილს.
მასშტაბის დიაპაზონი
* მასშტაბის საწყისი და დასასრული მნიშვნელობებით განსაზღვრული დიაპაზონი.
მასშტაბის მარკა
* ნიშანი მოწყობილობაზე, რომელიც შეესაბამება ერთ ან მეტ კონკრეტულ გაზომილ მნიშვნელობას.
ნულოვანი მასშტაბის ნიშანი
* მასშტაბის ნიშანი ან ხაზი გაზომილი სიდიდის ნულოვანი მნიშვნელობის შესაბამისი სკალაზე.
მასშტაბის განყოფილება
* სასწორის ნაწილი ნებისმიერ ორ მიმდებარე მასშტაბის ნიშანს შორის.
მასშტაბის განყოფილების ღირებულება
* განსხვავება გაზომილ მნიშვნელობებს შორის, რომელიც შეესაბამება ორ მიმდებარე მასშტაბის ნიშანს.
მასშტაბის განყოფილების მანძილი
* მანძილი ნებისმიერი ორი მიმდებარე მასშტაბის ნიშნის ცენტრალურ ხაზებს შორის მასშტაბის სიგრძის გასწვრივ.
სასწორის სიგრძე
* წრფის სეგმენტის სიგრძე, რეალური ან წარმოსახვითი, რომელიც გადის ყველა უმოკლესი მასშტაბის ნიშნის შუა წერტილებში სასტარტო და დასასრული მასშტაბის ნიშნებს შორის.
Scale Start Value
* გაზომილი მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება საწყისი მასშტაბის ნიშანს.
Scale End Value
* გაზომილი მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება ბოლო მასშტაბის ნიშანს.
მასშტაბის ნუმერაცია
* სკალაზე რიცხვების ნაკრები, რომელიც შეესაბამება სკალის ნიშნებით განსაზღვრულ გაზომილ მნიშვნელობებს ან სკალის ნიშნების თანმიმდევრობის მითითებით.
საზომი ხელსაწყოს ნული
* საზომი ხელსაწყოს პირდაპირი მითითება, როდესაც გამოყენებულია მისი მუშაობისთვის საჭირო მთელი დამხმარე ენერგია და გაზომილი მნიშვნელობა არის ნული.
* იმ შემთხვევებში, როდესაც საზომი ხელსაწყო იყენებს დამხმარე სიმძლავრეს, ამ ტერმინს ჩვეულებრივ უწოდებენ "ელექტრო ნულს".
* როდესაც ინსტრუმენტი არ მუშაობს დამხმარე ენერგიის არარსებობის გამო, ხშირად გამოიყენება ტერმინი „მექანიკური ნული“.
ინსტრუმენტი მუდმივი
* კოეფიციენტი, რომლითაც უნდა გამრავლდეს საზომი ხელსაწყოს პირდაპირი მითითება გაზომილი მნიშვნელობის მისაღებად.
დამახასიათებელი მრუდი
* მრუდი, რომელიც გვიჩვენებს ფუნქციურ ურთიერთობას ინსტრუმენტის სტაბილურ მდგომარეობაში გამომავალ მნიშვნელობასა და ერთ შეყვანის რაოდენობას შორის, ყველა სხვა შეყვანის რაოდენობა შენარჩუნებულია მითითებულ მუდმივ მნიშვნელობებზე.
მითითებული დამახასიათებელი მრუდი
* მრუდი, რომელიც გვიჩვენებს ფუნქციურ ურთიერთობას ინსტრუმენტის მდგრადი მდგომარეობის გამომავალ მნიშვნელობასა და ერთ შეყვანის რაოდენობას შორის მითითებულ პირობებში.
მორგება
* ოპერაციები ჩატარდა ინსტრუმენტის ნორმალურ სამუშაო მდგომარეობაში უზრუნველსაყოფად და სათანადო გამოყენებისთვის გადახრების აღმოსაფხვრელად.
* **მომხმარებლის რეგულირება**: მომხმარებლის მიერ დაშვებული შესწორებები.
კალიბრაცია
* მითითებულ პირობებში, საზომი ხელსაწყოს ან სისტემის მიერ მითითებულ მნიშვნელობებსა და გაზომილი სიდიდის შესაბამის ცნობილ მნიშვნელობებს შორის კავშირის დადგენის ოპერაცია.
კალიბრაციის მრუდი
* მრუდი, რომელიც აჩვენებს ურთიერთობას გაზომილ რაოდენობასა და ინსტრუმენტის რეალურ გაზომილ მნიშვნელობას შორის მითითებულ პირობებში.
კალიბრაციის ციკლი
* აღმავალი კალიბრაციის მრუდის და ქვევით კალიბრაციის მრუდის კომბინაცია ინსტრუმენტის კალიბრაციის დიაპაზონის საზღვრებს შორის.
კალიბრაციის ცხრილი
* კალიბრაციის მრუდის ტაბულური წარმოდგენა.
მიკვლევადობა
* გაზომვის შედეგის თვისება, რომელიც შეიძლება დაკავშირებული იყოს შესაბამის სტანდარტებთან (ჩვეულებრივ, საერთაშორისო ან ეროვნულ სტანდარტებთან) შედარებების განუწყვეტელი ჯაჭვის მეშვეობით.
მგრძნობელობა
* ინსტრუმენტის გამოსავლის ცვლილების კოეფიციენტი და შეყვანის რაოდენობის შესაბამისი ცვლილება.
სიზუსტე
* თანმიმდევრულობის ხარისხი ინსტრუმენტის მითითებასა და გაზომილი სიდიდის ნამდვილ მნიშვნელობას შორის.
სიზუსტის კლასი
* ინსტრუმენტების კლასიფიკაცია მათი სიზუსტის მიხედვით.
შეცდომის ლიმიტები
* ინსტრუმენტის მაქსიმალური დასაშვები ცდომილება სტანდარტებით ან ტექნიკური მახასიათებლებით განსაზღვრული.
ძირითადი შეცდომა
* ინსტრუმენტის შეცდომა საცნობარო პირობებში.
კონფორმულობა
* თანმიმდევრულობის ხარისხი სტანდარტულ მრუდსა და მითითებულ დამახასიათებელ მრუდს შორის (როგორიცაა სწორი ხაზი, ლოგარითმული მრუდი, პარაბოლური მრუდი და ა.შ.).