Контрола на електрична автоматизација: Услови за индустриска контрола, инструменти и услови за мерење

Контрола на електрична автоматизација: Услови за индустриска контрола, инструменти и услови за мерење

Индустриска контрола

Затворено - Контрола на јамка

Основен концепт во теоријата на контрола, контролата со затворена јамка се разликува од контролата со отворен циклус со тоа што контролираниот излез се враќа назад до влезниот крај за да влијае на контролата. Овој механизам за повратни информации овозможува излезот да се врати на влезот преку „страничниот синџир“, овозможувајќи му на влезот да врши контрола над излезот. Примарната цел на контролата со затворена јамка е да се постигне регулација базирана на повратни информации.

Влезни/излезни точки

Често користен термин во контролните системи, I/O точките се однесуваат на влезни/излезни точки. Влезовите се мерни параметри од инструментите кои влегуваат во контролниот систем, додека излезите се контролни параметри испратени од системот до актуаторите. Скалата на контролниот систем често се дефинира со максималниот број на I/O точки што може да ги прими.

Аналогни и преклопни количини

Во контролните системи, параметрите можат да бидат аналогни или преклопни количини. Аналогните количини се постојано различни вредности во одреден опсег, како температура или притисок. Количините на префрлување, сепак, имаат само две состојби, како состојбите на вклучување/исклучување на прекинувачот или релето.

Контролна јамка

За аналогна контрола, контролорот го прилагодува излезот врз основа на влез користејќи специфични правила и алгоритми, формирајќи контролна јамка. Контролните јамки можат да бидат отворени - или затворени - јамки. Затворена - контрола на јамката, или контрола на повратни информации, е најчестиот тип, каде што излезот се враќа на влезот за споредба со поставената вредност.

Два - Контрола на позицијата

Наједноставната форма на контрола на повратни информации, позната и како контрола на прекинувачот. Активира прекинувачки сигнал кога измерената вредност ќе достигне максимум или минимум. Иако измерената вредност може да биде аналогна, контролниот излез е дигитален. Овој метод најчесто се користи во индустриски терморегулатори и прекинувачи за нивоа.

Пропорционална контрола

Излезот на контролорот е пропорционален на отстапувањето помеѓу измерената вредност и поставената вредност или референтната точка. Пропорционалната контрола обезбедува помазна регулација од контролата со две позиции и ги елиминира проблемите со осцилации поврзани со контролата во две позиции.

Интегрална контрола

Во интегралната контрола, промената во контролираната променлива е поврзана со времето потребно за излезот на контролниот систем да стане ефективен. Излезот на активаторот постепено ја достигнува поставената вредност. Овој метод на контрола најчесто се користи во системите за контрола на температурата.

Контрола на деривати

Деривативната контрола обично се користи во комбинација со пропорционална и интегрална контрола. Тоа му овозможува на контролниот систем побрзо да реагира на отстапувања, спречувајќи бавни реакции на системот. Заедно со пропорционална и интегрална контрола, и помага на контролираната променлива побрзо да достигне стабилна состојба без осцилации.

PID контрола

Во зависност од специфичните барања на контролниот систем, методите на контрола можат да бидат контрола P (пропорционална), PI (пропорционална - интегрална), PD (пропорционална - изводна) или PID (пропорционална - интегрална - изведена). PID контролата е најчестиот режим на контрола во контролните системи.

Контрола на одложување

* Обично се користи во апликациите за контрола на префрлување, контролата на одложување воведува временско доцнење помеѓу промената на состојбата на прекинувачот и излезното дејство на контролорот. На пример, во производните линии, прекинувачите за близина често бараат одложување од неколку секунди пред следниот валјак да започне со работа откако ќе се постави работното парче.

Контрола за блокирање

* Често се користи во сценаријата за управување со префрлување, контролата со блокирање воспоставува односи помеѓу прекинувачите. На пример, прекинувачот C може да се активира само кога прекинувачите A и B се и двете отворени, или прекинувачот C мора да се отвори кога прекинувачот A се отвора. Контролата со блокирање е вообичаена за безбедноста - критичните апликации, како што е вентилот за вентилација во реакторот, кој мора веднаш да се отвори кога притисокот ќе достигне одредено ниво.

Електрична контрола

* Се однесува на контролни системи каде што излезот се постигнува преку електрични количини или електронски сигнали, насочени кон електрично погонети компоненти како релеи, електромагнетни вентили и серво драјвери. Повеќето системи за автоматска контрола вклучуваат електрични контролни елементи.

Хидраулична контрола

* Хидрауличните контролни системи се користат во работењето на машините и опремата, особено во апликациите за континуирана контрола на брзината. Хидрауличната контрола често се комбинира со електричната серво контрола за да се формираат високо ефикасни и прецизни електро-хидраулични актуатори.

Пневматска контрола

* Системите за пневматска контрола се користат во различни сценарија. Тие користат компримиран воздух како извор на енергија за пренос на сигнал или активирање. Компримираниот воздух е широко користен во фабриките поради неговата достапност, чистота, безбедност и едноставна контролна функционалност, што ги прави пневматските алатки вообичаени во многу производни линии.

Интерполација

* Интерполација е процес со кој CNC систем на машински алат ја одредува патеката на алатот користејќи специфичен метод. Тоа вклучува пресметување на средни точки помеѓу познатите точки на податоци на кривата, исто така познато како „густина на податочната точка“. CNC системот ја генерира потребната контура траекторија со згуснување на податоците помеѓу почетната и крајната точка на програмскиот сегмент.

Позиција, брзина и тековни јамки

* Концептот на јамки вклучува користење на повратни информации за подобрување на стабилноста и перформансите на апликативните системи.

* Контролата на тековната јамка има за цел да го регулира напонот со користење на пренос на тековен сигнал за да се компензира загубите, падот на напонот и бучавата за време на преносот на напон.

* Врската помеѓу брзината и положбата се заснова на формулата: растојание = брзина × време. Континуираното менување на брзината во временски интервал резултира со интеграл на брзина во тој интервал, што одговара на поминатото растојание (позиција).

* Врската помеѓу брзината и струјата се дефинира со: брзина = забрзување × време. Забрзувањето зависи од применетата струја, а интегралот на забрзување во временски интервал ја дава моменталната брзина.

* Во режимот за контрола на вртежниот момент, серво моторот се ротира со одреден вртежен момент со одржување на постојан излез од тековната јамка. Ако вртежниот момент на надворешното оптоварување е еднаков или го надминува поставениот излезен вртежен момент на моторот, излезниот вртежен момент на моторот останува константен, а моторот го следи движењето на товарот. Спротивно на тоа, ако вртежниот момент на надворешното оптоварување е помал од поставениот излезен вртежен момент на моторот, моторот продолжува да забрзува додека не ја достигне максималната дозволена брзина на моторот или погонот, во тој момент се активира аларм и моторот запира.

* Во режимот на брзина, брзината на моторот е поставена, а повратните информации за брзината од енкодерот на моторот формираат систем за контрола на затворена јамка. Целта е да се осигура дека вистинската брзина на серво моторот одговара на поставената брзина.

* Контролниот излез на јамката за брзина служи како вртежен момент - струја на режимот - поставена точка на вртежен момент на јамката. Во режимот за контрола на положбата, зададената точка на позицијата обезбедена од компјутерот домаќин и сигналот за повратна информација од енкодерот на моторот или директните повратни информации за мерењето на положбата од опремата се споредуваат за да формираат јамка за позиција. Ова осигурува дека серво моторот се движи до поставената положба. Излезот од јамката за позиција се внесува во јамката за брзина како зададена точка на брзина - јамка. Така, вртежниот момент - контролниот режим ја користи струјата - контролната јамка како најфундаментален слој. Брзината - контролната јамка е изградена врз јамката за контрола на струјата, а јамката за контрола на позицијата е изградена и врз контролната јамка за брзина - и струја.

Инструментација и Услови за мерење

Опсег

Континуиран интервал на количина дефинирана со горните и долните граници.

Мерен опсег

Опсегот на измерени вредности за кои инструментот може да ја постигне одредената точност.

Долна граница на мерниот опсег: минималната измерена вредност за која инструментот може да ја постигне одредената точност.

Горна граница на опсег на мерење: Максималната измерена вредност за која инструментот може да ја постигне одредената точност.

Распон

Алгебарската разлика помеѓу горните и долните граници на опсегот. На пример, ако опсегот е од -20°C до 100°C, распонот е 120°C.

Карактеристика за изведба

Параметри кои ја дефинираат функцијата и способноста на инструментот и нивните квантитативни изрази.

Карактеристика на референтни перформанси: Карактеристиката на изведба постигната во референтни работни услови.

Линеарна скала

Скала каде што растојанието помеѓу поделбите на скалата и соодветните измерени вредности имаат постојана пропорционална врска.

Нелинеарна скала

Скала каде што растојанието помеѓу поделбите на скалата и соодветните измерени вредности имаат неконстантна пропорционална врска.

Потиснат - Нулта скала

Скала каде што опсегот на скалата не ја вклучува вредноста на скалата што одговара на нултата вредност на измерената количина.

Проширена скала

Вага каде што непропорционален дел од должината на скалата е окупиран од проширен дел од скалата.

Скала

Збир на подредени ознаки на скалата и поврзани броеви кои се дел од уредот за покажување.

Опсег на скала

* Опсегот дефиниран со почетните и крајните вредности на скалата.

Означување на скала

* Ознака на уредот за покажување што одговара на една или повеќе специфични измерени вредности.

Ознака на нулта скала

* Ознаката на скалата или линијата на скалата што одговара на нултата вредност на измерената количина.

Поделба на скала

* Делот од вагата помеѓу кои било две соседни ознаки на скалата.

Вредност на поделба на скалата

* Разликата помеѓу измерените вредности што одговараат на две соседни ознаки на скалата.

Проред на поделба на скалата

* Растојанието помеѓу централните линии на кои било две соседни ознаки на скалата по должината на скалата.

Должина на скалата

* Должината на отсечката, реална или имагинарна, која минува низ средните точки на сите најкратки ознаки на скалата помеѓу почетната и крајната скала.

Скала за почетна вредност

* Измерената вредност што одговара на ознаката на почетната скала.

Скала за крајна вредност

* Измерената вредност што одговара на ознаката на крајната скала.

Нумерирање на скалата

* Збир на броеви на скалата што одговара на измерените вредности дефинирани со ознаките на скалата или што го означува редоследот на ознаките на скалата.

Нула на мерен инструмент

* Директна ознака на мерниот инструмент кога се применува целата помошна енергија потребна за неговата работа и измерената вредност е нула.

 * Во случаи кога мерниот инструмент користи помошна моќност, овој термин обично се нарекува „електрична нула“.

 * Кога инструментот не е во функција поради отсуство на каква било помошна енергија, често се користи терминот „механичка нула“.

Инструмент Константа

* Коефициент со кој директното укажување на мерниот инструмент мора да се помножи за да се добие измерената вредност.

Карактеристична крива

* Крива што ја прикажува функционалната врска помеѓу излезната вредност на стабилна состојба на инструментот и една влезна количина, при што сите други влезни количини се одржуваат на одредени константни вредности.

Наведена Карактеристична крива

* Кривата што ја покажува функционалната врска помеѓу излезната вредност на стабилна состојба на инструментот и една влезна количина под одредени услови.

Приспособување

* Извршени операции за да се осигура дека инструментот е во нормална работна состојба и да се елиминираат отстапувањата за правилна употреба.

 * **Корисничко прилагодување**: Корисниците дозволуваат прилагодувања да ги врши.

Калибрација

* Операцијата за воспоставување, под одредени услови, врската помеѓу вредностите означени со мерниот инструмент или систем и соодветните познати вредности на измерената количина.

Крива на калибрација

* Крива што ја покажува врската помеѓу измерената количина и вистинската измерена вредност на инструментот под одредени услови.

Циклус на калибрација

* Комбинацијата на нагорната крива на калибрација и на надолната крива на калибрација помеѓу границите на опсегот на калибрација на инструментот.

Табела за калибрација

* Табеларен приказ на кривата на калибрација.

Следливост

* Својството на резултатот од мерењето што може да се поврзе со соодветни стандарди (обично меѓународни или национални стандарди) преку непрекинат синџир на споредби.

Чувствителност

* Количникот на промената на излезот на инструментот и соодветната промена на влезната количина.

Точност

* Степенот на конзистентност помеѓу индикацијата на инструментот и вистинската вредност на измерената количина.

Класа на точност

* Класификација на инструментите според нивната точност.

Граници на грешка

* Максималната дозволена грешка на инструментот како што е наведено со стандарди или технички спецификации.

Основна грешка

* Грешка на инструмент под референтни услови.

Сообразност

* Степенот на конзистентност помеѓу стандардната крива и одредената карактеристична крива (како права линија, логаритамска крива, параболична крива итн.).