Elektriskās automatizācijas vadība: rūpnieciskās kontroles noteikumi, instrumentācijas un mērījumu noteikumi

Elektriskās automatizācijas vadība: rūpnieciskās kontroles noteikumi, instrumentācijas un mērījumu noteikumi

Rūpnieciskā kontrole

Slēgts — cilpas vadība

A fundamental concept in control theory, closed - loop control differs from open - loop control by feeding the controlled output back to the input end to influence control. Šis atgriezeniskās saites mehānisms ļauj izvadei atgriezties ieejā, izmantojot "sānu ķēdi", ļaujot ieejai kontrolēt izvadi. Slēgtās cilpas vadības galvenais mērķis ir panākt uz atgriezenisko saiti balstītu regulējumu.

I/O punkti

Vadības sistēmās bieži lietots termins I/O punkti attiecas uz ievades/izvades punktiem. Ieejas ir mērīšanas parametri no instrumentiem, kas nonāk vadības sistēmā, savukārt izejas ir vadības parametri, kas tiek nosūtīti no sistēmas uz izpildmehānismiem. Vadības sistēmas mērogu bieži nosaka maksimālais I/O punktu skaits, ko tā var uzņemt.

Analogie un komutācijas daudzumi

Vadības sistēmās parametri var būt analogie vai pārslēgšanas lielumi. Analogie daudzumi ir nepārtraukti mainīgas vērtības noteiktā diapazonā, piemēram, temperatūrā vai spiedienā. Tomēr pārslēgšanas daudzumiem ir tikai divi stāvokļi, piemēram, slēdža vai releja ieslēgšanas/izslēgšanas stāvokļi.

Vadības cilpa

Analogajai vadībai kontrolieris pielāgo izvadi, pamatojoties uz ievadi, izmantojot īpašus noteikumus un algoritmus, veidojot vadības cilpu. Vadības cilpas var būt atvērtas vai slēgtas. Slēgtā cilpa vadība jeb atgriezeniskās saites vadība ir visizplatītākais veids, kur izeja tiek atgriezta ieejā salīdzināšanai ar iestatīto vērtību.

Divi - pozīcijas kontrole

Vienkāršākais atgriezeniskās saites vadības veids, kas pazīstams arī kā slēdža vadība. Tas iedarbina pārslēgšanas signālu, kad izmērītā vērtība sasniedz maksimumu vai minimumu. Lai gan izmērītā vērtība var būt analoga, vadības izeja ir digitāla. Šo metodi parasti izmanto rūpnieciskajos termoregulatoros un līmeņa slēdžos.

Proporcionālā kontrole

Regulatora jauda ir proporcionāla novirzei starp izmērīto vērtību un iestatīto vērtību vai atskaites punktu. Proporcionālā vadība nodrošina vienmērīgāku regulēšanu nekā divu pozīciju vadība un novērš svārstību problēmas, kas saistītas ar divu pozīciju vadību.

Integrālā vadība

Integrālajā kontrolē izmaiņas kontrolētajā mainīgajā ir saistītas ar laiku, kas nepieciešams, lai vadības sistēmas izvade kļūtu efektīva. Izpildmehānisma jauda pakāpeniski sasniedz iestatīto vērtību. Šo kontroles metodi parasti izmanto temperatūras kontroles sistēmās.

Atvasinātā kontrole

Atvasināto kontroli parasti izmanto kombinācijā ar proporcionālo un integrālo vadību. Tas ļauj vadības sistēmai ātrāk reaģēt uz novirzēm, novēršot gausas sistēmas reakcijas. Kopā ar proporcionālo un integrālo vadību tas palīdz kontrolētajam mainīgajam ātrāk sasniegt stabilu stāvokli bez svārstībām.

PID kontrole

Depending on the specific requirements of the control system, control methods can be P (Proportional), PI (Proportional - Integral), PD (Proportional - Derivative), or PID (Proportional - Integral - Derivative) control. PID vadība ir visizplatītākais vadības režīms vadības sistēmās.

Aizkaves kontrole

* Parasti izmanto pārslēgšanas vadības lietojumprogrammās, aizkaves kontrole ievieš laika aizkavi starp slēdža stāvokļa maiņu un kontrollera izvades darbību. Piemēram, ražošanas līnijās tuvuma slēdžiem bieži ir nepieciešama vairāku sekunžu aizkave, pirms nākamais veltnis sāk darboties pēc sagataves novietošanas.

Bloķēšanas kontrole

* Bieži izmanto pārslēgšanas vadības scenārijos, bloķēšanas vadība izveido attiecības starp slēdžiem. Piemēram, slēdzi C var aktivizēt tikai tad, ja slēdži A un B ir atvērti, vai slēdzim C ir jāatveras, kad tiek atvērts slēdzis A. Bloķēšanas vadība ir izplatīta drošības jomā – kritiskos lietojumos, piemēram, atgaisošanas vārstam reaktorā, kam nekavējoties jāatveras, kad spiediens sasniedz noteiktu līmeni.

Elektriskā vadība

* Attiecas uz vadības sistēmām, kurās izvade tiek panākta, izmantojot elektriskos daudzumus vai elektroniskus signālus, mērķējot uz elektriski darbināmiem komponentiem, piemēram, relejiem, solenoīda vārstiem un servo draiveriem. Lielākajā daļā automātisko vadības sistēmu ir iekļauti elektriskie vadības elementi.

Hidrauliskā vadība

* Hidrauliskās vadības sistēmas tiek izmantotas mašīnu un iekārtu darbībā, īpaši nepārtrauktas ātruma kontroles lietojumos. Hidrauliskā vadība bieži tiek apvienota ar elektrisko servo vadību, lai izveidotu ļoti efektīvus un precīzus elektrohidrauliskos izpildmehānismus.

Pneimatiskā vadība

* Pneimatiskās vadības sistēmas tiek izmantotas dažādos scenārijos. Tie izmanto saspiestu gaisu kā enerģijas avotu signāla pārraidīšanai vai iedarbināšanai. Saspiestais gaiss tiek plaši izmantots rūpnīcās tā pieejamības, tīrības, drošības un vienkāršās vadības funkcionalitātes dēļ, padarot pneimatiskos instrumentus izplatītus daudzās ražošanas līnijās.

Interpolācija

* Interpolācija ir process, kurā darbgalda CNC sistēma nosaka instrumenta ceļu, izmantojot īpašu metodi. Tas ietver starpposma punktu aprēķināšanu starp zināmiem datu punktiem līknē, ko sauc arī par "datu punktu blīvēšanu". CNC sistēma ģenerē nepieciešamo kontūras trajektoriju, blīvējot datus starp programmas segmenta sākuma un beigu punktiem.

Pozīcija, ātrums un strāvas cilpas

* Cilpu koncepcija ietver atgriezeniskās saites izmantošanu, lai uzlabotu lietojumprogrammu sistēmu stabilitāti un veiktspēju.

* Strāvas cilpas vadības mērķis ir regulēt spriegumu, izmantojot strāvas signāla pārraidi, lai kompensētu zudumus, sprieguma kritumus un troksni sprieguma pārraides laikā.

* Ātruma un pozīcijas attiecības pamatā ir formula: attālums = ātrums × laiks. Nepārtrauktas ātruma izmaiņas laika intervālā rada ātruma integrāli šajā intervālā, kas atbilst nobrauktajam attālumam (pozīcijai).

* Attiecību starp ātrumu un strāvu nosaka: ātrums = paātrinājums × laiks. Paātrinājums ir atkarīgs no pielietotās strāvas, un paātrinājuma integrālis laika intervālā dod momentāno ātrumu.

* Griezes momenta vadības režīmā servomotors griežas ar iestatīto griezes momentu, uzturot nemainīgu strāvas cilpas izvadi. Ja ārējās slodzes griezes moments ir vienāds ar vai pārsniedz motora iestatīto izejas griezes momentu, motora izejas griezes moments paliek nemainīgs un motors seko slodzes kustībai. Un otrādi, ja ārējās slodzes griezes moments ir mazāks par motora iestatīto izejas griezes momentu, motors turpina paātrināties, līdz sasniedz maksimālo atļauto motora vai piedziņas ātrumu, kurā brīdī tiek iedarbināta trauksme un motors apstājas.

* Ātruma režīmā tiek iestatīts motora ātrums, un ātruma atgriezeniskā saite no motora kodētāja veido slēgtas cilpas vadības sistēmu. Mērķis ir nodrošināt, lai servomotora faktiskais ātrums atbilst iestatītajam ātrumam.

* Ātruma cilpas vadības izeja kalpo kā griezes momenta - režīma strāvas - cilpas griezes momenta uzdotā vērtība. Pozīcijas kontroles režīmā pozīcijas uzdotā vērtība, ko nodrošina resursdators, un pozīcijas atgriezeniskās saites signāls no motora kodētāja vai tiešās pozīcijas mērījuma atgriezeniskā saite no iekārtas tiek salīdzināti, veidojot pozīcijas cilpu. Tas nodrošina, ka servomotors pārvietojas iestatītajā pozīcijā. Pozīcijas cilpas izvade tiek ievadīta ātruma cilpā kā ātruma cilpas uzdotā vērtība. Tādējādi griezes momenta vadības režīms izmanto strāvas vadības cilpu kā vissvarīgāko slāni. Ātruma vadības cilpa ir balstīta uz strāvas vadības cilpu, un pozīcija - vadības cilpa ir veidota gan uz ātruma, gan strāvas vadības cilpas.

Instrumentācija un mērīšanas noteikumi

Diapazons

Nepārtraukts lieluma intervāls, ko nosaka augšējā un apakšējā robeža.

Mērīšanas diapazons

Izmērīto vērtību diapazons, kuram instruments var sasniegt noteikto precizitāti.

Mērīšanas diapazona apakšējā robeža: minimālā izmērītā vērtība, kurai instruments var sasniegt noteikto precizitāti.

Mērīšanas diapazona augšējā robeža: maksimālā izmērītā vērtība, kurai instruments var sasniegt noteikto precizitāti.

Spin

Algebriskā atšķirība starp diapazona augšējo un apakšējo robežu. Piemēram, ja diapazons ir no -20°C līdz 100°C, diapazons ir 120°C.

Veiktspējas raksturojums

Parametri, kas nosaka instrumenta funkciju un iespējas, un to kvantitatīvās izteiksmes.

Atsauces veiktspējas raksturlielums: veiktspējas raksturlielums, kas sasniegts standarta darbības apstākļos.

Lineārā skala

Skala, kurā atstatumam starp skalas iedaļām un attiecīgajām izmērītajām vērtībām ir nemainīga proporcionāla attiecība.

Nelineāra skala

Skala, kurā atstatumam starp skalas iedaļām un atbilstošajām izmērītajām vērtībām ir nekonstanta proporcionāla attiecība.

Apspiests — nulles skala

Skala, kurā skalas diapazons neietver skalas vērtību, kas atbilst izmērītā daudzuma nulles vērtībai.

Paplašināta skala

Mērogs, kurā nesamērīgu skalas garuma daļu aizņem paplašināta skalas daļa.

Mērogs

Sakārtotu skalas atzīmju un saistīto ciparu kopa, kas veido daļu no indikācijas ierīces.

Mēroga diapazons

* Diapazons, ko nosaka skalas sākuma un beigu vērtības.

Mēroga atzīme

* Atzīme uz indikācijas ierīces, kas atbilst vienai vai vairākām konkrētām izmērītajām vērtībām.

Nulles mēroga atzīme

* Skalas atzīme vai līnija uz skalas, kas atbilst izmērītā daudzuma nulles vērtībai.

Mēroga iedalījums

* Skalas daļa starp jebkurām divām blakus esošām skalas atzīmēm.

Mēroga sadalījuma vērtība

* Starpība starp izmērītajām vērtībām, kas atbilst divām blakus esošām skalas atzīmēm.

Mēroga sadalījuma atstarpes

* Attālums starp jebkuru divu blakus esošo skalas atzīmju centra līnijām visā skalas garumā.

Mēroga garums

* Reālā vai iedomātā līnijas segmenta garums, kas iet cauri visu īsāko skalas atzīmju viduspunktiem starp skalas sākuma un beigu zīmēm.

Mērogot sākuma vērtību

* Izmērītā vērtība, kas atbilst sākuma skalas atzīmei.

Mēroga beigu vērtība

* Izmērītā vērtība, kas atbilst skalas beigu atzīmei.

Mēroga numerācija

* Ciparu kopa uz skalas, kas atbilst izmērītajām vērtībām, kas noteiktas ar skalas atzīmēm vai norāda skalas atzīmju secību.

Mērinstrumenta nulle

* Mērinstrumenta tiešā indikācija, kad tiek pielietota visa tā darbībai nepieciešamā palīgenerģija un izmērītā vērtība ir nulle.

 * Gadījumos, kad mērinstruments izmanto palīgjaudu, šis termins parasti tiek saukts par "elektrisko nulli".

 * Ja instruments nedarbojas papildu enerģijas trūkuma dēļ, bieži tiek lietots termins "mehāniskā nulle".

Instrumenta konstante

* Koeficients, ar kuru jāreizina mērīšanas līdzekļa tiešā indikācija, lai iegūtu izmērīto vērtību.

Raksturīgā līkne

* A curve showing the functional relationship between the steady - state output value of an instrument and one input quantity, with all other input quantities maintained at specified constant values.

Norādītā raksturlīkne

* The curve showing the functional relationship between the steady - state output value of an instrument and one input quantity under specified conditions.

Pielāgošana

* Darbības, kas veiktas, lai nodrošinātu instrumenta normālu darba stāvokli un novērstu novirzes pareizai lietošanai.

 * **Lietotāja pielāgošana**: pielāgojumi, ko drīkst veikt lietotājs.

Kalibrēšana

* Darbība, lai noteiktos apstākļos noteiktu saistību starp mērinstrumenta vai sistēmas uzrādītajām vērtībām un atbilstošajām zināmajām izmērītā daudzuma vērtībām.

Kalibrēšanas līkne

* Līkne, kas parāda saistību starp izmērīto daudzumu un instrumenta faktisko izmērīto vērtību noteiktos apstākļos.

Kalibrēšanas cikls

* Augšupvērstas kalibrēšanas līknes un lejupvērstās kalibrēšanas līknes kombinācija starp instrumenta kalibrēšanas diapazona robežām.

Kalibrēšanas tabula

* Kalibrēšanas līknes attēlojums tabulā.

Izsekojamība

* Mērījumu rezultāta īpašība, ko var saistīt ar atbilstošiem standartiem (parasti starptautiskajiem vai valsts standartiem), izmantojot nepārtrauktu salīdzinājumu ķēdi.

Jutīgums

* Instrumenta izejas izmaiņu un atbilstošo ievades daudzuma izmaiņu koeficients.

Precizitāte

* Konsekvences pakāpe starp instrumenta rādījumu un izmērītā daudzuma patieso vērtību.

Precizitātes klase

* Instrumentu klasifikācija pēc to precizitātes.

Kļūdu robežas

* Maksimālā pieļaujamā instrumenta kļūda, kas noteikta standartos vai tehniskajās specifikācijās.

Pamata kļūda

* Instrumenta kļūda atsauces apstākļos.

Atbilstība

* Konsekvences pakāpe starp standarta līkni un norādīto raksturlīkni (piemēram, taisne, logaritmiskā līkne, paraboliskā līkne utt.).