Elektros automatikos valdymas: pramoninio valdymo terminai, prietaisų ir matavimų sąlygos
Elektros automatikos valdymas: pramoninio valdymo terminai, prietaisų ir matavimų sąlygos
Pramonės kontrolė
Uždaryta – kilpos valdymas
Pagrindinė valdymo teorijos koncepcija, uždaro ciklo valdymas skiriasi nuo atvirojo ciklo valdymo tuo, kad valdomas išėjimas tiekiamas atgal į įvesties galą, kad paveiktų valdymą. Šis grįžtamojo ryšio mechanizmas leidžia išėjimui grįžti į įvestį per „šoninę grandinę“, leidžiančią įėjimui valdyti išvestį. Pagrindinis uždarojo ciklo valdymo tikslas yra pasiekti grįžtamuoju ryšiu pagrįstą reguliavimą.
I/O taškai
Valdymo sistemose dažnai vartojamas terminas, įvesties/išvesties taškai reiškia įvesties/išvesties taškus. Įėjimai yra matavimo parametrai iš prietaisų, patenkančių į valdymo sistemą, o išėjimai yra valdymo parametrai, siunčiami iš sistemos į pavaras. Valdymo sistemos mastas dažnai apibrėžiamas pagal maksimalų įvesties/išvesties taškų skaičių, kurį ji gali talpinti.
Analoginiai ir perjungimo kiekiai
Valdymo sistemose parametrai gali būti analoginiai arba perjungimo dydžiai. Analoginiai kiekiai yra nuolat kintančios vertės tam tikrame diapazone, pvz., temperatūros arba slėgio. Tačiau perjungimo kiekiai turi tik dvi būsenas, pavyzdžiui, jungiklio arba relės įjungimo / išjungimo būsenas.
Valdymo kilpa
Analoginiam valdymui valdiklis sureguliuoja išvestį pagal įvestį, naudodamas specifines taisykles ir algoritmus, sudarydamas valdymo kilpą. Valdymo kilpos gali būti atviros arba uždaros. Uždarojo kontūro valdymas, arba grįžtamojo ryšio valdymas, yra labiausiai paplitęs tipas, kai išėjimas grąžinamas atgal į įvestį, kad būtų galima palyginti su nustatyta reikšme.
Du – padėties valdymas
Paprasčiausia grįžtamojo ryšio valdymo forma, dar žinoma kaip jungiklio valdymas. Jis įjungia perjungimo signalą, kai išmatuota vertė pasiekia maksimalią arba mažiausią vertę. Nors išmatuota vertė gali būti analoginė, valdymo išėjimas yra skaitmeninis. Šis metodas dažniausiai naudojamas pramoniniuose termoreguliatoriuose ir lygio jungikliuose.
Proporcinga kontrolė
Valdiklio išėjimas yra proporcingas nuokrypiui tarp išmatuotos vertės ir nustatytos vertės arba atskaitos taško. Proporcingas valdymas užtikrina sklandesnį reguliavimą nei dviejų padėčių valdymas ir pašalina svyravimo problemas, susijusias su dviejų padėčių valdymu.
Integruotas valdymas
Integraliniame valdyme valdomo kintamojo pokytis yra susijęs su laiku, per kurį valdymo sistemos išvestis tampa veiksminga. Pavaros išėjimas palaipsniui pasiekia nustatytą vertę. Šis valdymo metodas dažniausiai naudojamas temperatūros reguliavimo sistemose.
Išvestinė kontrolė
Išvestinė kontrolė paprastai naudojama kartu su proporcine ir integralia kontrole. Tai leidžia valdymo sistemai greičiau reaguoti į nukrypimus, užkertant kelią lėtam sistemos atsakui. Kartu su proporcingu ir integraliu valdymu jis padeda valdomam kintamajam greičiau pasiekti stabilią būseną be svyravimų.
PID valdymas
Priklausomai nuo konkrečių valdymo sistemos reikalavimų, valdymo metodai gali būti P (proporcinis), PI (proporcinis – integralus), PD (proporcinis – išvestinė) arba PID (proporcinis – integralas – išvestinė) kontrolė. PID valdymas yra labiausiai paplitęs valdymo režimas valdymo sistemose.
Vėlavimo valdymas
* Paprastai naudojamas perjungimo valdymo programose, delsos valdymas įveda laiko delsą tarp jungiklio būsenos pakeitimo ir valdiklio išvesties veiksmo. Pavyzdžiui, gamybos linijose artumo jungikliai dažnai reikalauja kelių sekundžių uždelsimo, kol kitas volas pradeda veikti po ruošinio padėties.
Blokavimo valdymas
* Dažnai naudojamas perjungimo valdymo scenarijuose, blokavimo valdymas nustato ryšius tarp jungiklių. Pavyzdžiui, jungiklį C galima įjungti tik tada, kai jungikliai A ir B yra atidaryti, arba jungiklis C turi atsidaryti, kai atsidaro jungiklis A. Blokavimo valdymas yra įprastas saugos srityse, pvz., reaktoriaus ventiliacijos vožtuvas, kuris turi nedelsiant atsidaryti, kai slėgis pasiekia tam tikrą lygį.
Elektrinis valdymas
* Nurodo valdymo sistemas, kuriose išėjimas pasiekiamas naudojant elektrinius kiekius arba elektroninius signalus, nukreiptus į elektra varomus komponentus, pvz., reles, solenoidinius vožtuvus ir servo tvarkykles. Dauguma automatinio valdymo sistemų turi elektrinius valdymo elementus.
Hidraulinis valdymas
* Hidraulinės valdymo sistemos naudojamos mašinų ir įrangos operacijoms, ypač nuolatinio greičio valdymo programoms. Hidraulinis valdymas dažnai derinamas su elektriniu servo valdymu, kad būtų sudarytos itin efektyvios ir tikslios elektrohidraulinės pavaros.
Pneumatinis valdymas
* Pneumatinės valdymo sistemos naudojamos įvairiuose scenarijuose. Jie naudoja suslėgtą orą kaip energijos šaltinį signalams perduoti arba įjungti. Suslėgtas oras plačiai naudojamas gamyklose dėl jo prieinamumo, švarumo, saugos ir paprasto valdymo funkcionalumo, todėl pneumatiniai įrankiai yra įprasti daugelyje gamybos linijų.
Interpoliacija
* Interpoliacija – tai procesas, kurio metu staklių CNC sistema tam tikru metodu nustato įrankio kelią. Tai apima tarpinių taškų tarp žinomų kreivės duomenų taškų apskaičiavimą, dar vadinamą „duomenų taško tankinimu“. CNC sistema generuoja reikiamą kontūro trajektoriją, sutankindama duomenis tarp programos segmento pradžios ir pabaigos taškų.
Padėtis, greitis ir srovės kilpos
* Kilpų koncepcija apima grįžtamojo ryšio naudojimą, siekiant padidinti taikomųjų sistemų stabilumą ir našumą.
* Srovės kilpos valdymas skirtas reguliuoti įtampą naudojant srovės signalo perdavimą, kad būtų kompensuojami nuostoliai, įtampos kritimai ir triukšmas perduodant įtampą.
* Greičio ir padėties santykis pagrįstas formule: atstumas = greitis × laikas. Nuolatinis greičio kitimas per tam tikrą laiko intervalą lemia greičio integralą per tą intervalą, kuris atitinka nuvažiuotą atstumą (padėtį).
* Greičio ir srovės santykis apibrėžiamas taip: greitis = pagreitis × laikas. Pagreitis priklauso nuo naudojamos srovės, o pagreičio integralas per tam tikrą laiko intervalą duoda momentinį greitį.
* Sukimo momento valdymo režimu servo variklis sukasi nustatytu sukimo momentu, palaikydamas pastovią srovės kilpos išvestį. Jei išorinės apkrovos sukimo momentas yra lygus arba viršija nustatytą variklio išėjimo sukimo momentą, variklio išėjimo sukimo momentas išlieka pastovus, o variklis seka apkrovos judėjimą. Ir atvirkščiai, jei išorinės apkrovos sukimo momentas yra mažesnis už nustatytą variklio išėjimo sukimo momentą, variklis toliau greitėja, kol pasiekia didžiausią leistiną variklio arba pavaros greitį, tada suveikia aliarmas ir variklis sustoja.
* Greičio režimu nustatomas variklio greitis, o greičio grįžtamasis ryšys iš variklio daviklio sudaro uždaro ciklo valdymo sistemą. Tikslas yra užtikrinti, kad tikrasis servo variklio greitis atitiktų nustatytą greitį.
* Greičio kilpos valdymo išvestis tarnauja kaip sukimo momento – režimo srovės – kilpos sukimo momento nustatyta vertė. Padėties valdymo režimu pagrindinio kompiuterio pateikta padėties kontrolinė vertė ir variklio kodavimo įrenginio arba tiesioginio padėties matavimo grįžtamojo ryšio signalas yra lyginami, kad būtų sudaryta padėties kilpa. Tai užtikrina, kad servo variklis pajudės į nustatytą padėtį. Padėties kilpos išvestis įvedama į greičio kilpą kaip greičio kilpos kontrolinė vertė. Taigi, sukimo momento valdymo režimas naudoja srovės valdymo kilpą kaip pagrindinį sluoksnį. Greičio valdymo kilpa yra pagrįsta srovės valdymo kilpa, o padėties valdymo kilpa yra sukurta tiek greičio, tiek srovės valdymo kilpa.
Instrumentation and Measurement Terms
Diapazonas
Nenutrūkstamas dydžio intervalas, apibrėžtas viršutine ir apatine ribomis.
Matavimo diapazonas
Išmatuotų verčių diapazonas, kuriam esant prietaisas gali pasiekti nurodytą tikslumą.
Matavimo diapazono apatinė riba: mažiausia išmatuota vertė, kuriai esant prietaisas gali pasiekti nurodytą tikslumą.
Matavimo diapazono viršutinė riba: didžiausia išmatuota vertė, kuriai esant prietaisas gali pasiekti nurodytą tikslumą.
Span
Algebrinis skirtumas tarp viršutinės ir apatinės diapazono ribų. Pavyzdžiui, jei diapazonas yra nuo -20°C iki 100°C, intervalas yra 120°C.
Veikimo charakteristika
Parametrai, apibrėžiantys instrumento funkciją ir galimybes bei jų kiekybinės išraiškos.
Etaloninė našumo charakteristika: veikimo charakteristika, pasiekta etaloninėmis eksploatavimo sąlygomis.
Linijinė skalė
Skalė, kurioje atstumas tarp skalės padalų ir atitinkamų išmatuotų verčių turi pastovų proporcingą ryšį.
Netiesinė skalė
Skalė, kurioje atstumas tarp skalės padalų ir atitinkamų išmatuotų verčių turi nepastovią proporcingą ryšį.
Suppressed - Zero Scale
Skalė, kurioje skalės diapazonas neapima skalės vertės, atitinkančios išmatuoto dydžio nulinę vertę.
Išplėstinė skalė
Skalė, kai neproporcingai didelę skalės ilgio dalį užima išplėsta skalės dalis.
Skalė
Sutvarkytų skalės ženklų ir susijusių skaičių rinkinys, kuris yra indikatoriaus įtaiso dalis.
Mastelio diapazonas
* Diapazonas, apibrėžtas skalės pradžios ir pabaigos reikšmėmis.
Mastelio ženklas
* Ženklas ant indikatoriaus, atitinkantis vieną ar daugiau konkrečių išmatuotų verčių.
Nulinis skalės ženklas
* Skalės žyma arba linija skalėje, atitinkanti išmatuoto kiekio nulinę reikšmę.
Skalių skyrius
* Skalės dalis tarp bet kurių dviejų gretimų skalės ženklų.
Skalės padalijimo vertė
* Skirtumas tarp išmatuotų verčių, atitinkančių du gretimus skalės ženklus.
Skalės padalijimo tarpai
* Atstumas tarp bet kurių dviejų gretimų skalės ženklų vidurio linijų išilgai skalės ilgio.
Scale Length
* Realaus arba įsivaizduojamo linijos atkarpos ilgis, einantis per visų trumpiausių skalės ženklų vidurio taškus tarp skalės pradžios ir pabaigos.
Scale Start Value
* Išmatuota vertė, atitinkanti pradžios skalės ženklą.
Skalės pabaigos vertė
* Išmatuota vertė, atitinkanti galinę skalės ženklą.
Skalės numeravimas
* Skaičių rinkinys skalėje, atitinkantis išmatuotas vertes, apibrėžtas skalės ženklais arba nurodantis skalės ženklų tvarką.
Matavimo priemonės nulis
* Tiesioginis matavimo priemonės rodmuo, kai naudojama visa jo veikimui reikalinga pagalbinė energija, o išmatuota vertė lygi nuliui.
* Tais atvejais, kai matavimo priemonė naudoja pagalbinę galią, šis terminas paprastai vadinamas „elektriniu nuliu“.
* Kai prietaisas neveikia, nes nėra jokios pagalbinės energijos, dažnai vartojamas terminas „mechaninis nulis“.
Instrumento konstanta
* Koeficientas, iš kurio turi būti padauginta tiesioginė matavimo priemonės indikacija, norint gauti išmatuotą vertę.
Charakteristinė kreivė
* Kreivė, rodanti funkcinį ryšį tarp prietaiso pastovios būsenos išvesties vertės ir vieno įvesties dydžio, o visi kiti įvesties kiekiai išlaikomi nustatytomis pastoviomis vertėmis.
Nurodyta charakteristikų kreivė
* Kreivė, rodanti funkcinį ryšį tarp prietaiso pastovios būsenos išvesties vertės ir vieno įvesties kiekio nurodytomis sąlygomis.
Koregavimas
* Veiksmai, atliekami siekiant užtikrinti, kad prietaisas būtų normaliai veikiantis, ir pašalinti nukrypimus, kad būtų tinkamai naudojamasi.
* **Vartotojo koregavimas**: koregavimas, kurį leidžiama atlikti vartotojui.
Kalibravimas
* Santykio tarp matavimo priemonės ar sistemos nurodytų verčių ir atitinkamų žinomų išmatuoto dydžio verčių nustatymo veiksmas nurodytomis sąlygomis.
Kalibravimo kreivė
* Kreivė, rodanti ryšį tarp išmatuoto kiekio ir tikrosios matavimo priemonės vertės nurodytomis sąlygomis.
Kalibravimo ciklas
* Didėjančios kalibravimo kreivės ir žemyn nukreiptos kalibravimo kreivės derinys tarp prietaiso kalibravimo diapazono ribų.
Kalibravimo lentelė
* Kalibravimo kreivės lentelės vaizdas.
Atsekamumas
* Matavimo rezultato savybė, kurią galima susieti su atitinkamais standartais (dažniausiai tarptautiniais arba nacionaliniais standartais) per nenutrūkstamą palyginimų grandinę.
Jautrumas
* Prietaiso išėjimo pokyčio ir atitinkamo įvesties kiekio pokyčio koeficientas.
Tikslumas
* Prietaiso rodmenų ir tikrosios išmatuoto kiekio vertės suderinamumo laipsnis.
Tikslumo klasė
* Prietaisų klasifikavimas pagal jų tikslumą.
Klaidų ribos
* Didžiausia leistina prietaiso paklaida, nurodyta standartuose arba techninėse specifikacijose.
Pagrindinė klaida
* Prietaiso klaida etaloninėmis sąlygomis.
Atitiktis
* Standartinės kreivės ir nurodytos charakteristikų kreivės (pvz., tiesės, logaritminės kreivės, parabolinės kreivės ir kt.) nuoseklumo laipsnis.