Krmiljenje električne avtomatizacije: izrazi industrijskega nadzora, instrumentacija in merilni izrazi

Krmiljenje električne avtomatizacije: izrazi industrijskega krmiljenja, instrumentacija in merilni izrazi

Industrijski nadzor

Zaprto – krmiljenje zanke

Temeljni koncept v teoriji krmiljenja, krmiljenje z zaprto zanko se razlikuje od krmiljenja z odprto zanko po dovajanju krmiljenega izhoda nazaj na vhodni konec, da vpliva na krmiljenje. Ta povratni mehanizem omogoča, da se izhod vrne na vhod prek "stranske verige", kar omogoča, da vhod izvaja nadzor nad izhodom. Primarni namen krmiljenja z zaprto zanko je doseči regulacijo na podlagi povratnih informacij.

V/I točke

Pogosto uporabljen izraz v nadzornih sistemih, V/I točke se nanašajo na vhodne/izhodne točke. Vhodi so merilni parametri iz instrumentov, ki vstopajo v krmilni sistem, medtem ko so izhodi kontrolni parametri, poslani iz sistema v aktuatorje. Lestvica nadzornega sistema je pogosto opredeljena z največjim številom V/I točk, ki jih lahko sprejme.

Analogne in preklopne količine

V krmilnih sistemih so lahko parametri analogni ali preklopne količine. Analogne količine so nenehno spreminjajoče se vrednosti v določenem območju, kot sta temperatura ali tlak. Preklopne količine pa imajo le dve stanji, kot stanja vklopa/izklopa stikala ali releja.

Nadzorna zanka

Pri analognem krmiljenju krmilnik prilagodi izhod na podlagi vhoda z uporabo posebnih pravil in algoritmov ter tvori krmilno zanko. Krmilne zanke so lahko odprte ali zaprte. Krmiljenje z zaprto zanko ali krmiljenje s povratno zanko je najpogostejši tip, kjer se izhod vrne nazaj na vhod za primerjavo z nastavljeno vrednostjo.

Dva - nadzor položaja

Najenostavnejša oblika krmiljenja s povratnimi informacijami, znana tudi kot krmiljenje s stikali. Sproži preklopni signal, ko izmerjena vrednost doseže maksimum ali minimum. Čeprav je izmerjena vrednost lahko analogna, je krmilni izhod digitalen. Ta metoda se običajno uporablja v industrijskih termoregulatorjih in nivojskih stikalih.

Proporcionalni nadzor

Izhod krmilnika je sorazmeren z odstopanjem med izmerjeno vrednostjo in nastavljeno vrednostjo ali referenčno točko. Proporcionalno krmiljenje zagotavlja bolj gladko regulacijo kot dvopoložajno krmiljenje in odpravlja težave z nihanjem, povezane z dvopoložajnim krmiljenjem.

Integralni nadzor

Pri integralnem krmiljenju je sprememba krmiljene spremenljivke povezana s časom, ki je potreben, da izhod krmilnega sistema postane učinkovit. Izhod pogona postopoma doseže nastavljeno vrednost. Ta način nadzora se pogosto uporablja v sistemih za nadzor temperature.

Nadzor izpeljave

Izpeljana regulacija se običajno uporablja v kombinaciji s proporcionalno in integralno regulacijo. Omogoča, da se nadzorni sistem hitreje odzove na odstopanja, kar preprečuje počasne odzive sistema. Skupaj s proporcionalnim in integralnim krmiljenjem pomaga krmiljeni spremenljivki hitreje doseči stabilno stanje brez nihanja.

PID krmiljenje

Odvisno od posebnih zahtev regulacijskega sistema so lahko regulacijske metode P (proporcionalno), PI (proporcionalno - integralno), PD (proporcionalno - izpeljano) ali PID (proporcionalno - integralno - izpeljano) krmiljenje. PID krmiljenje je najpogostejši način krmiljenja v krmilnih sistemih.

Nadzor zamika

* Krmiljenje z zakasnitvijo, ki se običajno uporablja v aplikacijah za krmiljenje preklapljanja, uvaja časovni zamik med spremembo stanja stikala in izhodnim dejanjem krmilnika. Na primer, v proizvodnih linijah bližinska stikala pogosto zahtevajo nekajsekundno zakasnitev, preden naslednji valj začne delovati po pozicioniranju obdelovanca.

Nadzor zaklepanja

* Nadzor zaklepanja, ki se pogosto uporablja v scenarijih krmiljenja preklapljanja, vzpostavlja razmerja med stikali. Na primer, stikalo C se lahko aktivira samo, ko sta stikali A in B odprti, ali pa se mora stikalo C odpreti, ko se odpre stikalo A. Nadzor zaklepanja je običajen v varnostno kritičnih aplikacijah, kot je odzračevalni ventil v reaktorju, ki se mora odpreti takoj, ko tlak doseže določeno raven.

Električni nadzor

* Nanaša se na krmilne sisteme, kjer je izhod dosežen z električnimi količinami ali elektronskimi signali, ki ciljajo na električno gnane komponente, kot so releji, elektromagnetni ventili in servo gonilniki. Večina avtomatskih krmilnih sistemov vključuje električne krmilne elemente.

Hidravlični nadzor

* Hidravlični krmilni sistemi se uporabljajo pri delovanju strojev in opreme, zlasti pri aplikacijah za stalno krmiljenje hitrosti. Hidravlično krmiljenje je pogosto kombinirano z električnim servo krmiljenjem za oblikovanje visoko učinkovitih in natančnih elektrohidravličnih aktuatorjev.

Pnevmatski nadzor

* Pnevmatski nadzorni sistemi se uporabljajo v različnih scenarijih. Kot vir energije za prenos signala ali aktiviranje uporabljajo stisnjen zrak. Stisnjen zrak se pogosto uporablja v tovarnah zaradi svoje razpoložljivosti, čistoče, varnosti in enostavne krmilne funkcije, zaradi česar so pnevmatska orodja običajna v številnih proizvodnih linijah.

Interpolacija

* Interpolacija je postopek, s katerim sistem CNC obdelovalnega stroja določi pot orodja z uporabo posebne metode. Vključuje izračun vmesnih točk med znanimi podatkovnimi točkami na krivulji, znan tudi kot "zgostitev podatkovnih točk". CNC sistem generira zahtevano krivuljo konture z zgoščevanjem podatkov med začetno in končno točko segmenta programa.

Položaj, hitrost in tokovne zanke

* Koncept zank vključuje uporabo povratnih informacij za izboljšanje stabilnosti in zmogljivosti aplikacijskih sistemov.

* Nadzor tokovne zanke je namenjen uravnavanju napetosti z uporabo prenosa tokovnega signala za kompenzacijo izgub, padcev napetosti in šuma med prenosom napetosti.

* Razmerje med hitrostjo in položajem temelji na formuli: razdalja = hitrost × čas. Neprekinjeno spreminjanje hitrosti v časovnem intervalu povzroči integral hitrosti v tem intervalu, ki ustreza prevoženi razdalji (položaj).

* Razmerje med hitrostjo in tokom je definirano z: hitrost = pospešek × čas. Pospešek je odvisen od uporabljenega toka, integral pospeška v časovnem intervalu pa daje trenutno hitrost.

* V načinu krmiljenja navora se servo motor vrti z nastavljenim navorom tako, da ohranja konstanten izhod iz tokovne zanke. Če je navor zunanje obremenitve enak ali večji od nastavljenega izhodnega navora motorja, izhodni navor motorja ostane konstanten in motor sledi gibanju obremenitve. Nasprotno, če je navor zunanje obremenitve manjši od nastavljenega izhodnega navora motorja, se motor še naprej pospešuje, dokler ne doseže največje dovoljene hitrosti motorja ali pogona, na kateri točki se sproži alarm in motor ustavi.

* V hitrostnem načinu je hitrost motorja nastavljena, povratna informacija o hitrosti iz dajalnika motorja pa tvori krmilni sistem z zaprto zanko. Namen je zagotoviti, da se dejanska hitrost servo motorja ujema z nastavljeno hitrostjo.

* Krmilni izhod zanke hitrosti služi kot nastavljena točka navora toka načina navora zanke. V načinu nadzora položaja se nastavljena točka položaja, ki jo zagotovi gostiteljski računalnik, in povratni signal položaja iz dajalnika motorja ali povratna informacija neposrednega merjenja položaja iz opreme primerjajo, da tvorijo zanko položaja. To zagotavlja, da se servo motor premakne v nastavljen položaj. Izhod zanke položaja se dovaja v zanko hitrosti kot nastavljena točka zanke hitrost. Tako način krmiljenja navora uporablja tokovno krmilno zanko kot najbolj temeljno plast. Zanka za krmiljenje hitrosti je zgrajena na zanki za krmiljenje toka, zanka za krmiljenje položaja pa je zgrajena na zanki za krmiljenje hitrosti in toka.

Pogoji za instrumentacijo in merjenje

Razpon

Neprekinjen interval količine, opredeljen z zgornjo in spodnjo mejo.

Merilno območje

Razpon izmerjenih vrednosti, za katere lahko instrument doseže določeno natančnost.

Spodnja meja merilnega območja: Najmanjša izmerjena vrednost, pri kateri lahko instrument doseže določeno natančnost.

Zgornja meja merilnega območja: največja izmerjena vrednost, pri kateri lahko instrument doseže določeno natančnost.

Razpon

Algebraična razlika med zgornjo in spodnjo mejo območja. Na primer, če je razpon od -20 °C do 100 °C, je razpon 120 °C.

Značilnost delovanja

Parametri, ki določajo funkcijo in zmogljivost instrumenta ter njihovi kvantitativni izrazi.

Referenčna karakteristika delovanja: karakteristika delovanja, dosežena v referenčnih delovnih pogojih.

Linearna lestvica

Lestvica, kjer so razmiki med razdelki lestvice in pripadajočimi izmerjenimi vrednostmi v stalnem sorazmernem razmerju.

Nelinearna lestvica

Lestvica, kjer so razmiki med razdelki lestvice in pripadajočimi izmerjenimi vrednostmi v nestalnem sorazmernem razmerju.

Zatrto - ničelna lestvica

Skala, pri kateri obseg lestvice ne vključuje vrednosti skale, ki ustreza ničelni vrednosti merjene količine.

Razširjena lestvica

Lestvica, pri kateri nesorazmeren del dolžine lestvice zaseda razširjen del lestvice.

Lestvica

Niz urejenih oznak lestvice in pripadajočih številk, ki tvorijo del kazalne naprave.

Razpon lestvice

* Razpon, določen z začetno in končno vrednostjo lestvice.

Oznaka lestvice

* Oznaka na kazalni napravi, ki ustreza eni ali več specifičnim izmerjenim vrednostim.

Oznaka ničelne lestvice

* Oznaka ali črta na skali, ki ustreza ničelni vrednosti merjene količine.

Razdelitev lestvice

* Del lestvice med katerima koli dvema sosednjima oznakama lestvice.

Vrednost delitve lestvice

* Razlika med izmerjenima vrednostma, ki ustrezata dvema sosednjima oznakama skale.

Razmik lestvice

* Razdalja med središčnima črtama katerih koli dveh sosednjih oznak lestvice vzdolž dolžine lestvice.

Dolžina lestvice

* Dolžina odseka črte, dejanska ali namišljena, ki poteka skozi sredine vseh najkrajših oznak lestvice med začetnimi in končnimi oznakami lestvice.

Začetna vrednost lestvice

* Izmerjena vrednost, ki ustreza začetni oznaki skale.

Končna vrednost lestvice

* Izmerjena vrednost, ki ustreza končni oznaki skale.

Številčenje lestvice

* Niz številk na lestvici, ki ustreza izmerjenim vrednostim, določenim z oznakami lestvice, ali označuje vrstni red oznak lestvice.

Nič merilnega instrumenta

* Neposredni prikaz merilnega instrumenta, ko je uporabljena vsa pomožna energija, potrebna za njegovo delovanje, in je izmerjena vrednost enaka nič.

 * V primerih, ko merilni instrument uporablja pomožno napajanje, se ta izraz običajno imenuje "električna ničla".

 * Ko instrument ne deluje zaradi odsotnosti kakršne koli pomožne energije, se pogosto uporablja izraz "mehanska ničla".

Konstanta instrumenta

* Koeficient, s katerim je treba pomnožiti neposredni prikaz merilnega instrumenta, da dobimo izmerjeno vrednost.

Karakteristična krivulja

* Krivulja, ki prikazuje funkcionalno razmerje med izhodno vrednostjo instrumenta v stanju ustaljenega stanja in eno vhodno količino, pri čemer se vse druge vhodne količine vzdržujejo pri določenih konstantnih vrednostih.

Določena karakteristična krivulja

* Krivulja, ki prikazuje funkcionalno razmerje med izhodno vrednostjo instrumenta v stabilnem stanju in eno vhodno količino pod določenimi pogoji.

Prilagoditev

* Operacije, izvedene za zagotovitev, da je instrument v normalnem delovnem stanju, in za odpravo odstopanj za pravilno uporabo.

 * **Uporabniške prilagoditve**: Prilagoditve, ki jih lahko izvaja uporabnik.

Umerjanje

* Postopek ugotavljanja, pod določenimi pogoji, razmerja med vrednostmi, ki jih kaže merilni instrument ali sistem, in ustreznimi znanimi vrednostmi izmerjene količine.

Kalibracijska krivulja

* Krivulja, ki prikazuje razmerje med izmerjeno količino in dejansko izmerjeno vrednostjo instrumenta pod določenimi pogoji.

Cikel umerjanja

* Kombinacija umeritvene krivulje navzgor in navzdol umeritvene krivulje med mejami območja umerjanja instrumenta.

Umeritvena tabela

* Tabelarni prikaz umeritvene krivulje.

Sledljivost

* Lastnost merilnega rezultata, ki ga je mogoče povezati z ustreznimi standardi (običajno mednarodnimi ali nacionalnimi standardi) prek neprekinjene verige primerjav.

Občutljivost

* Kvocient spremembe v izhodu instrumenta in ustrezne spremembe v vhodni količini.

Natančnost

* Stopnja skladnosti med prikazom instrumenta in resnično vrednostjo izmerjene količine.

Razred natančnosti

* Razvrstitev instrumentov glede na njihovo natančnost.

Meje napak

* Največja dovoljena napaka instrumenta, kot je določeno s standardi ali tehničnimi specifikacijami.

Osnovna napaka

* Napaka instrumenta pri referenčnih pogojih.

Skladnost

* Stopnja skladnosti med standardno krivuljo in določeno karakteristično krivuljo (kot je ravna črta, logaritemska krivulja, parabolična krivulja itd.).