Kawalan Automasi Elektrik: Syarat Kawalan Perindustrian, Syarat Instrumentasi dan Pengukuran

Kawalan Automasi Elektrik: Syarat Kawalan Perindustrian, Syarat Instrumentasi dan Pengukuran

Kawalan Perindustrian

Tertutup - Kawalan Gelung

Konsep asas dalam teori kawalan, kawalan gelung tertutup berbeza daripada kawalan gelung terbuka dengan menyuap keluaran terkawal kembali ke hujung input untuk mempengaruhi kawalan. Mekanisme maklum balas ini membenarkan output untuk kembali ke input melalui "rantai sisi", membolehkan input untuk menggunakan kawalan ke atas output. Tujuan utama kawalan gelung tertutup adalah untuk mencapai peraturan berasaskan maklum balas.

Mata I/O

Istilah yang kerap digunakan dalam sistem kawalan, titik I/O merujuk kepada titik Input/Output. Input ialah parameter pengukuran daripada instrumen yang memasuki sistem kawalan, manakala output ialah parameter kawalan yang dihantar daripada sistem kepada penggerak. Skala sistem kawalan sering ditakrifkan oleh bilangan maksimum titik I/O yang boleh ditampungnya.

Kuantiti Analog dan Penukaran

Dalam sistem kawalan, parameter boleh menjadi kuantiti analog atau menukar. Kuantiti analog ialah nilai yang berubah-ubah secara berterusan dalam julat tertentu, seperti suhu atau tekanan. Kuantiti penukaran, walau bagaimanapun, hanya mempunyai dua keadaan, seperti keadaan hidup/mati suis atau geganti.

Gelung Kawalan

Untuk kawalan analog, pengawal melaraskan output berdasarkan input menggunakan peraturan dan algoritma tertentu, membentuk gelung kawalan. Gelung kawalan boleh dibuka - atau tertutup - gelung. Kawalan gelung tertutup, atau kawalan maklum balas, adalah jenis yang paling biasa, di mana output disalurkan semula kepada input untuk perbandingan dengan nilai yang ditetapkan.

Dua - Kawalan Kedudukan

Bentuk kawalan maklum balas yang paling mudah, juga dikenali sebagai kawalan suis. Ia mencetuskan isyarat pensuisan apabila nilai yang diukur mencapai maksimum atau minimum. Walaupun nilai yang diukur mungkin analog, output kawalan adalah digital. Kaedah ini biasanya digunakan dalam termoregulator industri dan suis aras.

Kawalan Berkadar

Output pengawal adalah berkadar dengan sisihan antara nilai yang diukur dan nilai yang ditetapkan atau titik rujukan. Kawalan berkadar menyediakan peraturan yang lebih lancar daripada kawalan dua kedudukan dan menghapuskan isu ayunan yang berkaitan dengan kawalan dua kedudukan.

Kawalan Integral

Dalam kawalan kamiran, perubahan dalam pembolehubah terkawal adalah berkaitan dengan masa yang diambil untuk keluaran sistem kawalan menjadi berkesan. Keluaran penggerak secara beransur-ansur mencapai nilai yang ditetapkan. Kaedah kawalan ini biasanya digunakan dalam sistem kawalan suhu.

Kawalan Derivatif

Kawalan terbitan biasanya digunakan dalam kombinasi dengan kawalan berkadar dan kamiran. Ia membolehkan sistem kawalan bertindak balas terhadap penyelewengan dengan lebih cepat, menghalang tindak balas sistem yang lembap. Bersama-sama dengan kawalan berkadar dan kamiran, ia membantu pembolehubah terkawal mencapai keadaan stabil dengan lebih pantas tanpa ayunan.

Kawalan PID

Bergantung pada keperluan khusus sistem kawalan, kaedah kawalan boleh menjadi kawalan P (Berkadar), PI (Berkadar - Kamiran), PD (Berkadar - Terbitan), atau PID (Berkadar - Kamiran - Terbitan). Kawalan PID ialah mod kawalan yang paling biasa dalam sistem kawalan.

Kawalan Kelewatan

* Biasanya digunakan dalam aplikasi kawalan pensuisan, kawalan kelewatan memperkenalkan kelewatan masa antara perubahan keadaan suis dan tindakan keluaran pengawal. Contohnya, dalam barisan pengeluaran, suis kedekatan selalunya memerlukan kelewatan beberapa saat sebelum penggelek seterusnya mula beroperasi selepas benda kerja diletakkan.

Kawalan Interlock

* Sering digunakan dalam senario kawalan pensuisan, kawalan interlock mewujudkan hubungan antara suis. Sebagai contoh, suis C hanya boleh diaktifkan apabila suis A dan B kedua-duanya terbuka, atau suis C mesti terbuka apabila suis A dibuka. Kawalan interlock adalah perkara biasa dalam keselamatan - aplikasi kritikal, seperti injap bolong dalam reaktor, yang mesti dibuka serta-merta apabila tekanan mencapai tahap tertentu.

Kawalan Elektrik

* Merujuk kepada sistem kawalan di mana output dicapai melalui kuantiti elektrik atau isyarat elektronik, menyasarkan komponen yang dipacu elektrik seperti geganti, injap solenoid dan pemacu servo. Kebanyakan sistem kawalan automatik menggabungkan elemen kawalan elektrik.

Kawalan Hidraulik

* Sistem kawalan hidraulik digunakan dalam operasi mesin dan peralatan, terutamanya dalam aplikasi kawalan kelajuan berterusan. Kawalan hidraulik sering digabungkan dengan kawalan servo elektrik untuk membentuk penggerak hidraulik elektro yang sangat cekap dan tepat.

Kawalan Pneumatik

* Sistem kawalan pneumatik digunakan dalam pelbagai senario. Mereka menggunakan udara termampat sebagai sumber kuasa untuk penghantaran atau penggerak isyarat. Udara termampat digunakan secara meluas di kilang kerana ketersediaannya, kebersihan, keselamatan dan fungsi kawalan mudah, menjadikan alat pneumatik biasa dalam banyak barisan pengeluaran.

Interpolasi

* Interpolasi ialah proses di mana sistem CNC alat mesin menentukan laluan alat menggunakan kaedah tertentu. Ia melibatkan pengiraan titik perantaraan antara titik data yang diketahui pada lengkung, juga dikenali sebagai "pentumpatan titik data." Sistem CNC menjana trajektori kontur yang diperlukan dengan mengetatkan data antara titik mula dan akhir segmen program.

Kedudukan, Halaju dan Gelung Semasa

* Konsep gelung melibatkan penggunaan maklum balas untuk meningkatkan kestabilan dan prestasi sistem aplikasi.

* Kawalan gelung semasa bertujuan untuk mengawal voltan dengan menggunakan penghantaran isyarat semasa untuk mengimbangi kerugian, penurunan voltan dan bunyi semasa penghantaran voltan.

* Hubungan antara kelajuan dan kedudukan adalah berdasarkan formula: jarak = kelajuan × masa. Variasi kelajuan yang berterusan dalam selang masa menghasilkan kamiran kelajuan sepanjang selang itu, yang sepadan dengan jarak yang dilalui (kedudukan).

* Hubungan antara kelajuan dan arus ditakrifkan oleh: kelajuan = pecutan × masa. Pecutan bergantung pada arus yang dikenakan, dan kamiran pecutan dalam selang masa menghasilkan kelajuan serta-merta.

* Dalam mod kawalan tork, motor servo berputar pada tork yang ditetapkan dengan mengekalkan output malar daripada gelung semasa. Jika tork beban luaran sama atau melebihi tork keluaran set motor, tork keluaran motor kekal malar, dan motor mengikuti pergerakan beban. Sebaliknya, jika tork beban luaran kurang daripada tork keluaran yang ditetapkan motor, motor akan terus memecut sehingga mencapai kelajuan maksimum motor atau pemacu yang dibenarkan, di mana penggera dicetuskan dan motor berhenti.

* Dalam mod halaju, kelajuan motor ditetapkan, dan maklum balas kelajuan daripada pengekod motor membentuk sistem kawalan gelung tertutup. Tujuannya adalah untuk memastikan kelajuan sebenar motor servo sepadan dengan kelajuan yang ditetapkan.

* Output kawalan gelung halaju berfungsi sebagai titik tetapan tork - mod semasa - gelung tork. Dalam mod kawalan kedudukan, titik tetapan kedudukan yang disediakan oleh komputer hos dan isyarat maklum balas kedudukan daripada pengekod motor atau maklum balas pengukuran kedudukan langsung daripada peralatan dibandingkan untuk membentuk gelung kedudukan. Ini memastikan bahawa motor servo bergerak ke kedudukan yang ditetapkan. Output gelung kedudukan dimasukkan ke dalam gelung halaju sebagai titik set halaju - gelung. Oleh itu, mod kawalan tork menggunakan gelung kawalan semasa sebagai lapisan paling asas. Gelung kawalan halaju dibina di atas gelung kawalan semasa, dan gelung kawalan kedudukan dibina di atas gelung kawalan halaju dan arus.

Syarat Instrumentasi dan Pengukuran

Julat

Selang berterusan kuantiti yang ditentukan oleh had atas dan bawah.

Julat Pengukuran

Julat nilai yang diukur yang mana instrumen boleh mencapai ketepatan yang ditentukan.

Had Rendah Julat Pengukuran: Nilai terukur minimum yang instrumen boleh mencapai ketepatan yang ditentukan.

Had Atas Julat Pengukuran: Nilai diukur maksimum yang instrumen boleh mencapai ketepatan yang ditentukan.

Span

Perbezaan algebra antara had atas dan bawah julat. Sebagai contoh, jika julat adalah dari -20°C hingga 100°C, rentangnya ialah 120°C.

Ciri Prestasi

Parameter yang mentakrifkan fungsi dan keupayaan instrumen dan ungkapan kuantitatifnya.

Ciri Prestasi Rujukan: Ciri prestasi yang dicapai di bawah keadaan pengendalian rujukan.

Skala Linear

Skala di mana jarak antara pembahagian skala dan nilai terukur yang sepadan mempunyai hubungan berkadar malar.

Skala tak linear

Skala di mana jarak antara pembahagian skala dan nilai terukur yang sepadan mempunyai hubungan berkadar tidak tetap.

Ditindas - Skala Sifar

Skala di mana julat skala tidak termasuk nilai skala yang sepadan dengan nilai sifar kuantiti yang diukur.

Skala Dikembangkan

Skala di mana bahagian yang tidak seimbang bagi panjang skala diduduki oleh bahagian skala yang diperluaskan.

Skala

Satu set tanda skala tersusun dan nombor berkaitan yang membentuk sebahagian daripada peranti penunjuk.

Julat Skala

* Julat yang ditakrifkan oleh nilai mula dan akhir skala.

Tanda Skala

* Tanda pada peranti penunjuk yang sepadan dengan satu atau lebih nilai terukur khusus.

Tanda Skala Sifar

* Tanda skala atau garis pada skala yang sepadan dengan nilai sifar kuantiti yang diukur.

Bahagian Skala

* Bahagian skala antara mana-mana dua tanda skala bersebelahan.

Nilai Bahagian Skala

* Perbezaan antara nilai yang diukur sepadan dengan dua tanda skala bersebelahan.

Jarak Pembahagian Skala

* Jarak antara garis tengah mana-mana dua tanda skala bersebelahan sepanjang panjang skala.

Panjang Skala

* Panjang segmen garisan, sama ada nyata atau khayalan, melalui titik tengah semua tanda skala terpendek antara tanda skala permulaan dan tamat.

Skala Nilai Mula

* Nilai yang diukur sepadan dengan tanda skala permulaan.

Skala Nilai Akhir

* Nilai yang diukur sepadan dengan tanda skala akhir.

Penomboran Skala

* Set nombor pada skala yang sepadan dengan nilai yang diukur yang ditakrifkan oleh tanda skala atau menunjukkan susunan tanda skala.

Sifar Alat Pengukur

* Petunjuk langsung alat pengukur apabila semua tenaga tambahan yang diperlukan untuk operasinya digunakan dan nilai yang diukur adalah sifar.

 * Dalam kes di mana alat pengukur menggunakan kuasa tambahan, istilah ini biasanya dirujuk sebagai "sifar elektrik."

 * Apabila instrumen tidak beroperasi kerana ketiadaan sebarang tenaga tambahan, istilah "sifar mekanikal" sering digunakan.

Pemalar Instrumen

* Pekali di mana petunjuk langsung alat pengukur mesti didarab untuk mendapatkan nilai yang diukur.

Lengkung Ciri

* Lengkung yang menunjukkan hubungan fungsi antara nilai keluaran keadaan mantap instrumen dan satu kuantiti input, dengan semua kuantiti input lain dikekalkan pada nilai malar yang ditentukan.

Lengkung Ciri Ditentukan

* Lengkung yang menunjukkan hubungan fungsi antara nilai keluaran keadaan mantap instrumen dan satu kuantiti input di bawah keadaan tertentu.

Pelarasan

* Operasi dijalankan untuk memastikan instrumen berada dalam keadaan kerja biasa dan untuk menghapuskan penyelewengan untuk penggunaan yang betul.

 * **Pelarasan Pengguna**: Pelarasan dibenarkan untuk dilakukan oleh pengguna.

Penentukuran

* Operasi untuk mewujudkan, di bawah keadaan tertentu, hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh alat atau sistem pengukur dan nilai yang diketahui yang sepadan bagi kuantiti yang diukur.

Lengkung Kalibrasi

* Lengkung yang menunjukkan hubungan antara kuantiti yang diukur dan nilai diukur sebenar instrumen di bawah keadaan yang ditetapkan.

Kitaran Penentukuran

* Gabungan lengkung penentukuran ke atas dan keluk penentukuran ke bawah antara had julat penentukuran sesuatu instrumen.

Jadual Penentukuran

* Perwakilan jadual bagi keluk penentukuran.

Kebolehkesanan

* Sifat hasil pengukuran yang boleh dikaitkan dengan piawaian yang sesuai (biasanya piawaian antarabangsa atau kebangsaan) melalui rantaian perbandingan yang tidak terputus.

Sensitiviti

* Hasil bagi perubahan dalam output instrumen dan perubahan sepadan dalam kuantiti input.

Ketepatan

* Tahap ketekalan antara petunjuk instrumen dan nilai sebenar kuantiti yang diukur.

Kelas Ketepatan

* Pengelasan instrumen mengikut ketepatannya.

Had Ralat

* Ralat maksimum yang dibenarkan bagi instrumen seperti yang ditentukan oleh piawaian atau spesifikasi teknikal.

Ralat Asas

* Ralat instrumen di bawah syarat rujukan.

Kesesuaian

* Tahap ketekalan antara lengkung piawai dan lengkung ciri yang ditentukan (seperti garis lurus, lengkung logaritma, lengkung parabola, dsb.).