Elektrisk automatiseringskontroll: Industrielle kontrollvilkår, instrumenterings- og målevilkår
Elektrisk automatiseringskontroll: Industrielle kontrollvilkår, instrumenterings- og målevilkår
Industriell kontroll
Lukket - sløyfekontroll
Et grunnleggende konsept i kontrollteori, lukket sløyfekontroll skiller seg fra åpen sløyfekontroll ved å mate den kontrollerte utgangen tilbake til inngangsenden for å påvirke kontrollen. Denne tilbakemeldingsmekanismen lar utgangen gå tilbake til inngangen via en "sidekjede", som gjør at inngangen kan utøve kontroll over utgangen. Hovedformålet med lukket sløyfekontroll er å oppnå tilbakemeldingsbasert regulering.
I/O-poeng
Et ofte brukt begrep i kontrollsystemer, I/O-punkter refererer til Input/Output-punkter. Innganger er måleparametere fra instrumenter som kommer inn i kontrollsystemet, mens utganger er kontrollparametere som sendes fra systemet til aktuatorer. Skalaen til et kontrollsystem er ofte definert av det maksimale antallet I/O-punkter det kan romme.
Analog- og byttemengder
I kontrollsystemer kan parametere være analoge eller svitsjemengder. Analoge mengder er kontinuerlig varierende verdier innenfor et spesifikt område, for eksempel temperatur eller trykk. Byttemengder har imidlertid bare to tilstander, som på/av-tilstandene til en bryter eller relé.
Kontrollløkke
For analog kontroll justerer en kontroller en utgang basert på en inngang ved å bruke spesifikke regler og algoritmer, og danner en kontrollsløyfe. Kontrollsløyfer kan være åpen - eller lukket - sløyfe. Lukket sløyfekontroll, eller tilbakemeldingskontroll, er den vanligste typen, hvor utgangen mates tilbake til inngangen for sammenligning med den innstilte verdien.
To - Posisjonskontroll
Den enkleste formen for tilbakemeldingskontroll, også kjent som bryterkontroll. Den utløser et koblingssignal når den målte verdien når et maksimum eller minimum. Selv om den målte verdien kan være analog, er kontrollutgangen digital. Denne metoden brukes ofte i industrielle termoregulatorer og nivåbrytere.
Proporsjonal kontroll
Regulatorens utgang er proporsjonal med avviket mellom målt verdi og innstilt verdi eller referansepunkt. Proporsjonal kontroll gir jevnere regulering enn to-posisjonskontroll og eliminerer oscillasjonsproblemene forbundet med to-posisjonskontroll.
Integrert kontroll
Ved integrert kontroll er endringen i den kontrollerte variabelen knyttet til tiden det tar før kontrollsystemets utgang blir effektiv. Aktuatorens utgang når gradvis den innstilte verdien. Denne kontrollmetoden brukes ofte i temperaturkontrollsystemer.
Derivativ kontroll
Derivatkontroll brukes vanligvis i kombinasjon med proporsjonal og integrert kontroll. Det lar kontrollsystemet reagere på avvik raskere, og forhindrer trege systemresponser. Sammen med proporsjonal og integrert kontroll hjelper det den kontrollerte variabelen til å nå en stabil tilstand raskere uten oscillasjon.
PID-kontroll
Avhengig av de spesifikke kravene til kontrollsystemet, kan kontrollmetoder være P (proporsjonal), PI (proporsjonal - integral), PD (proporsjonal - derivativ) eller PID (proporsjonal - integral - derivativ) kontroll. PID-kontroll er den vanligste kontrollmodusen i kontrollsystemer.
Forsinkelseskontroll
* Vanligvis brukt i svitsjekontrollapplikasjoner, introduserer forsinkelseskontroll en tidsforsinkelse mellom en svitsjtilstandsendring og kontrollerens utgangshandling. For eksempel, i produksjonslinjer, krever nærhetsbrytere ofte en forsinkelse på flere sekunder før neste valse begynner å fungere etter at et arbeidsstykke er plassert.
Forriglingskontroll
* Hyppig brukt i svitsjkontrollscenarier, forriglingskontroll etablerer forhold mellom brytere. For eksempel kan bryter C bare aktiveres når brytere A og B begge er åpne, eller bryter C må åpne når bryter A åpnes. Forriglingskontroll er vanlig i sikkerhetskritiske applikasjoner, for eksempel lufteventilen i en reaktor, som må åpne umiddelbart når trykket når et visst nivå.
Elektrisk kontroll
* Refererer til kontrollsystemer der utgangen oppnås gjennom elektriske mengder eller elektroniske signaler, rettet mot elektrisk drevne komponenter som releer, magnetventiler og servodrivere. De fleste automatiske kontrollsystemer har elektriske kontrollelementer.
Hydraulisk kontroll
* Hydrauliske kontrollsystemer brukes i maskin- og utstyrsoperasjoner, spesielt i kontinuerlige hastighetskontrollapplikasjoner. Hydraulisk styring kombineres ofte med elektrisk servostyring for å danne svært effektive og presise elektrohydrauliske aktuatorer.
Pneumatisk kontroll
* Pneumatiske kontrollsystemer brukes i ulike scenarier. De bruker trykkluft som strømkilde for signaloverføring eller aktivering. Trykkluft er mye brukt i fabrikker på grunn av dens tilgjengelighet, renslighet, sikkerhet og enkle kontrollfunksjonalitet, noe som gjør pneumatiske verktøy vanlige i mange produksjonslinjer.
Interpolasjon
* Interpolasjon er prosessen der et verktøymaskin CNC-system bestemmer verktøybanen ved hjelp av en bestemt metode. Det innebærer å beregne mellomliggende punkter mellom kjente datapunkter på en kurve, også kjent som "datapunktfortetting". CNC-systemet genererer den nødvendige konturbanen ved å fortette dataene mellom start- og sluttpunktene til et programsegment.
Posisjon, hastighet og strømløkker
* Konseptet med looper innebærer å bruke tilbakemelding for å forbedre stabiliteten og ytelsen til applikasjonssystemene.
* Strømsløyfekontroll tar sikte på å regulere spenningen ved å bruke strømsignaloverføring for å kompensere for tap, spenningsfall og støy under spenningsoverføring.
* Forholdet mellom hastighet og posisjon er basert på formelen: avstand = hastighet × tid. Den kontinuerlige variasjonen av hastighet over et tidsintervall resulterer i integralet av hastighet over det intervallet, som tilsvarer tilbakelagt distanse (posisjon).
* Forholdet mellom hastighet og strøm er definert av: hastighet = akselerasjon × tid. Akselerasjon avhenger av den påførte strømmen, og integralet av akselerasjon over et tidsintervall gir den øyeblikkelige hastigheten.
* I momentkontrollmodus roterer servomotoren med et innstilt dreiemoment ved å opprettholde en konstant utgang fra strømsløyfen. Hvis det eksterne lastmomentet er lik eller overstiger motorens innstilte utgangsmoment, forblir motorens utgående dreiemoment konstant, og motoren følger lastbevegelsen. Omvendt, hvis det eksterne belastningsmomentet er mindre enn motorens innstilte utgangsmoment, fortsetter motoren å akselerere til den når den maksimalt tillatte hastigheten til motoren eller frekvensomformeren, på hvilket tidspunkt en alarm utløses og motoren stopper.
* I hastighetsmodus stilles motorhastigheten inn, og hastighetstilbakemeldingen fra motorens koder danner et lukket sløyfe-kontrollsystem. Hensikten er å sikre at den faktiske hastigheten til servomotoren stemmer med den innstilte hastigheten.
* Kontrollutgangen til hastighetssløyfen fungerer som innstillingspunkt for moment - modusstrøm - sløyfemoment. I posisjonskontrollmodus sammenlignes posisjonssettpunktet levert av vertsdatamaskinen og posisjonstilbakemeldingssignalet fra motorens koder eller direkte posisjonsmålingstilbakemelding fra utstyret for å danne en posisjonssløyfe. Dette sikrer at servomotoren beveger seg til innstilt posisjon. Utgangen fra posisjonssløyfen mates inn i hastighetssløyfen som hastighet - sløyfesettpunkt. Dermed utnytter dreiemoment-kontrollmodus strøm-kontrollsløyfen som det mest grunnleggende laget. Hastighet-kontrollsløyfen er bygget på strøm-kontrollsløyfen, og posisjon-kontrollsløyfen er bygget på både hastighets- og strømkontrollsløyfen.
Instrumenterings- og målevilkår
Rekkevidde
Et kontinuerlig intervall av en mengde definert av øvre og nedre grenser.
Måleområde
Området av målte verdier som instrumentet kan oppnå spesifisert nøyaktighet for.
Nedre grense for måleområde: Den minste målte verdien som instrumentet kan oppnå spesifisert nøyaktighet for.
Måleområde øvre grense: Den maksimale målte verdien som instrumentet kan oppnå spesifisert nøyaktighet for.
Spenn
Den algebraiske forskjellen mellom øvre og nedre grenser for et område. For eksempel, hvis området er fra -20 °C til 100 °C, er spennvidden 120 °C.
Ytelseskarakteristikk
Parametere som definerer funksjonen og evnen til et instrument og deres kvantitative uttrykk.
Referanseytelseskarakteristikk: Ytelseskarakteristikken oppnådd under referansedriftsforhold.
Lineær skala
En skala hvor avstanden mellom skalainndelinger og de tilsvarende måleverdiene har et konstant proporsjonalt forhold.
Ikke-lineær skala
En skala hvor avstanden mellom skalainndelinger og de tilsvarende målte verdiene har et ikke-konstant proporsjonalt forhold.
Undertrykt - Nullskala
En skala der skalaområdet ikke inkluderer skalaverdien som tilsvarer nullverdien til den målte mengden.
Utvidet skala
En skala der en uforholdsmessig del av skalalengden er okkupert av en utvidet del av skalaen.
Skala
Et sett med ordnede skalamerker og tilhørende tall som utgjør en del av en indikatorenhet.
Skalaområde
* Området definert av start- og sluttverdiene til skalaen.
Skalamerke
* Et merke på indikatorenheten som tilsvarer en eller flere spesifikke målte verdier.
Nullskalamerke
* Skalamerket eller linjen på skalaen som tilsvarer nullverdien til den målte mengden.
Skaladivisjon
* Delen av skalaen mellom to tilstøtende skalamerker.
Skalainndelingsverdi
* Forskjellen mellom de målte verdiene som tilsvarer to tilstøtende skalamerker.
Skalainndelingsavstand
* Avstanden mellom senterlinjene til to tilstøtende skalamerker langs skalalengden.
Skala Lengde
* Lengden på linjestykket, enten reelt eller imaginært, som går gjennom midtpunktene til alle de korteste skalamerkene mellom start- og sluttskalamerkene.
Skaler startverdi
* Den målte verdien som tilsvarer startskalamerket.
Skala sluttverdi
* Den målte verdien som tilsvarer sluttskalamerket.
Skala nummerering
* Settet med tall på skalaen som tilsvarer de målte verdiene definert av skalamerkene eller som indikerer rekkefølgen av skalamerkene.
Null av et måleinstrument
* Den direkte indikasjonen av et måleinstrument når all hjelpeenergi som kreves for driften er tilført og den målte verdien er null.
* I tilfeller der måleinstrumentet bruker hjelpekraft, blir dette begrepet vanligvis referert til som "elektrisk null".
* Når instrumentet ikke er i drift på grunn av fravær av hjelpeenergi, brukes ofte begrepet "mekanisk null".
Instrumentkonstant
* En koeffisient som den direkte indikasjonen til et måleinstrument må multipliseres med for å få den målte verdien.
Karakteristisk kurve
* En kurve som viser det funksjonelle forholdet mellom den stabile utgangsverdien til et instrument og én inngangsmengde, med alle andre inngangsmengder opprettholdt ved spesifiserte konstante verdier.
Spesifisert karakteristisk kurve
* Kurven som viser det funksjonelle forholdet mellom den stabile utgangsverdien til et instrument og én inngangsmengde under spesifiserte forhold.
Justering
* Operasjoner utført for å sikre at instrumentet er i normal driftstilstand og for å eliminere avvik for riktig bruk.
* **Brukerjustering**: Justeringer som kan utføres av brukeren.
Kalibrering
* Operasjonen med å etablere, under spesifiserte forhold, forholdet mellom verdiene angitt av et måleinstrument eller -system og de tilsvarende kjente verdiene for den målte mengden.
Kalibreringskurve
* En kurve som viser forholdet mellom målt mengde og den faktiske målte verdien av instrumentet under spesifiserte forhold.
Kalibreringssyklus
* Kombinasjonen av den oppadgående kalibreringskurven og den nedadgående kalibreringskurven mellom grensene for kalibreringsområde for et instrument.
Kalibreringstabell
* En tabellrepresentasjon av kalibreringskurven.
Sporbarhet
* Egenskapen til et måleresultat som kan relateres til passende standarder (vanligvis internasjonale eller nasjonale standarder) gjennom en ubrutt kjede av sammenligninger.
Følsomhet
* Kvoten av endringen i instrumentets utgang og den tilsvarende endringen i inngangsmengden.
Nøyaktighet
* Graden av konsistens mellom instrumentets indikasjon og den sanne verdien av målt mengde.
Nøyaktighetsklasse
* Klassifiseringen av instrumenter i henhold til deres nøyaktighet.
Feilgrenser
* Maksimal tillatt feil for et instrument som spesifisert av standarder eller tekniske spesifikasjoner.
Grunnleggende feil
* Feilen til et instrument under referanseforhold.
Overensstemmelse
* Graden av konsistens mellom standardkurven og den spesifiserte karakteristiske kurven (som en rett linje, logaritmisk kurve, parabolsk kurve, etc.).