Управління електричною автоматизацією: терміни промислового контролю, терміни приладобудування та вимірювання

Управління електричною автоматизацією: терміни промислового контролю, терміни приладобудування та вимірювання

Промисловий контроль

Замкнутий цикл керування

Основна концепція в теорії управління, замкнуте керування відрізняється від розімкненого керування подачею контрольованого виходу назад на вхідний кінець для впливу на керування. Цей механізм зворотного зв’язку дозволяє виводу повертатися на вхід через «бічний ланцюг», дозволяючи входу здійснювати контроль над виходом. Основною метою керування замкнутим контуром є досягнення регулювання на основі зворотного зв’язку.

Точки введення/виведення

Термін, який часто використовується в системах керування, точки вводу/виводу відноситься до точок введення/виведення. Вхідні параметри – це параметри вимірювання від приладів, що надходять у систему керування, тоді як виходи – це контрольні параметри, які надсилаються із системи до виконавчих механізмів. Масштаб системи керування часто визначається максимальною кількістю точок введення/виведення, яку вона може вмістити.

Аналогові та комутаційні величини

У системах керування параметри можуть бути аналоговими або перемикаючими величинами. Аналогові величини — це безперервно змінні значення в певному діапазоні, наприклад температура або тиск. Однак величини перемикання мають лише два стани, наприклад стани ввімкнення/вимкнення перемикача чи реле.

Контур управління

Для аналогового керування контролер регулює вихід на основі вхідних даних за допомогою певних правил і алгоритмів, утворюючи контур керування. Контури керування можуть бути розімкнутими або замкнутими. Управління із замкнутим контуром або керування зі зворотним зв’язком є ​​найпоширенішим типом, коли вихід подається назад на вхід для порівняння із встановленим значенням.

Два - контроль позиції

Найпростіша форма керування зворотним зв’язком, також відома як керування перемикачем. Він запускає сигнал перемикання, коли виміряне значення досягає максимуму або мінімуму. Хоча вимірюване значення може бути аналоговим, контрольний вихід є цифровим. Цей метод зазвичай використовується в промислових терморегуляторах і реле рівня.

Пропорційне управління

Вихід контролера пропорційний відхиленню між виміряним значенням і заданим значенням або контрольною точкою. Пропорційне керування забезпечує більш плавне регулювання, ніж двопозиційне керування, і усуває проблеми коливань, пов’язані з двопозиційним керуванням.

Інтегральний контроль

В інтегральному управлінні зміна контрольованої змінної пов’язана з часом, який потрібен для того, щоб вихід системи керування став ефективним. Потужність приводу поступово досягає встановленого значення. Цей метод контролю зазвичай використовується в системах контролю температури.

Похідний контроль

Похідне керування зазвичай використовується в поєднанні з пропорційним та інтегральним керуванням. Це дозволяє системі керування швидше реагувати на відхилення, запобігаючи повільній реакції системи. Разом із пропорційним та інтегральним керуванням це допомагає регульованій змінній досягти стабільного стану швидше без коливань.

ПІД-контроль

Залежно від конкретних вимог до системи керування, методи керування можуть бути P (пропорційне), PI (пропорційно-інтегральне), PD (пропорційно-похідне) або PID (пропорційно-інтегрально-похідне) керування. ПІД-регулювання є найпоширенішим режимом керування в системах керування.

Контроль затримки

* Зазвичай використовується в додатках керування комутацією, керування затримкою вводить часову затримку між зміною стану комутатора та вихідною дією контролера. Наприклад, на виробничих лініях безконтактні перемикачі часто вимагають затримки в кілька секунд, перш ніж наступний ролик почне працювати після позиціонування заготовки.

Контроль блокування

* Блокування, яке часто використовується в сценаріях керування комутацією, встановлює зв’язки між комутаторами. Наприклад, перемикач C можна активувати лише тоді, коли перемикачі A і B розімкнуті, або перемикач C має розмикатися, коли розмикається перемикач A. Контроль блокування є звичайним у критично важливих додатках безпеки, таких як вентиляційний клапан у реакторі, який має відкриватися негайно, коли тиск досягає певного рівня.

Електричне керування

* Відноситься до систем керування, де вихід досягається за допомогою електричних величин або електронних сигналів, націлених на компоненти з електричним приводом, такі як реле, електромагнітні клапани та сервоприводи. Більшість систем автоматичного керування містять електричні елементи керування.

Гідравлічний контроль

* Гідравлічні системи керування використовуються в роботі машин і обладнання, зокрема в системах безперервного регулювання швидкості. Гідравлічне керування часто поєднується з електричним сервокеруванням для формування високоефективних і точних електрогідравлічних приводів.

Пневматичне управління

* Пневматичні системи керування використовуються в різних сценаріях. Вони використовують стиснене повітря як джерело живлення для передачі сигналу або активації. Стиснене повітря широко використовується на заводах завдяки його доступності, чистоті, безпеці та простому функціоналу керування, що робить пневматичні інструменти поширеними на багатьох виробничих лініях.

Інтерполяція

* Інтерполяція — це процес, за допомогою якого система ЧПК верстата визначає траєкторію інструменту за допомогою певного методу. Він передбачає обчислення проміжних точок між відомими точками даних на кривій, також відомий як «ущільнення точок даних». Система ЧПК генерує необхідну контурну траєкторію шляхом ущільнення даних між початковою та кінцевою точками сегмента програми.

Петлі позиції, швидкості та струму

* Концепція циклів передбачає використання зворотного зв'язку для підвищення стабільності та продуктивності прикладних систем.

* Керування контуром струму спрямоване на регулювання напруги за допомогою передачі сигналу струму для компенсації втрат, падінь напруги та шуму під час передачі напруги.

* Зв’язок між швидкістю та місцем розташування базується на формулі: відстань = швидкість × час. Безперервна зміна швидкості протягом інтервалу часу призводить до інтегралу швидкості протягом цього інтервалу, який відповідає пройденій відстані (положенню).

* Зв’язок між швидкістю та струмом визначається так: швидкість = прискорення × час. Прискорення залежить від прикладеного струму, а інтеграл прискорення за інтервал часу дає миттєву швидкість.

* У режимі керування крутним моментом серводвигун обертається із заданим крутним моментом, підтримуючи постійний вихід із контуру струму. Якщо момент зовнішнього навантаження дорівнює встановленому вихідному моменту двигуна або перевищує його, вихідний момент двигуна залишається постійним, і двигун слідує за рухом навантаження. І навпаки, якщо крутний момент зовнішнього навантаження менший за встановлений вихідний крутний момент двигуна, двигун продовжує прискорюватися, доки не досягне максимально дозволеної швидкості двигуна або приводу, після чого спрацьовує аварійний сигнал і двигун зупиняється.

* У швидкісному режимі встановлюється швидкість двигуна, а зворотний зв’язок швидкості від кодера двигуна формує замкнуту систему керування. Мета полягає в тому, щоб переконатися, що фактична швидкість серводвигуна відповідає встановленій швидкості.

* Керуючий вихід контуру швидкості служить заданим значенням крутного моменту в режимі струму в контурі. У режимі керування положенням задане значення положення, надане головним комп’ютером, і сигнал зворотного зв’язку положення від кодера двигуна або зворотний зв’язок прямого вимірювання положення від обладнання порівнюються для формування петлі положення. Це забезпечує переміщення серводвигуна в задане положення. Вихідний сигнал контуру позиції подається в контур швидкості як задане значення контуру швидкості. Таким чином, режим керування крутним моментом використовує контур керування струмом як найбільш фундаментальний рівень. Контур керування швидкістю побудований на основі контуру керування струмом, а контур керування положенням — на основі контурів керування швидкістю та струмом.

Терміни приладобудування та вимірювання

Діапазон

Безперервний інтервал величини, визначений верхньою та нижньою межами.

Діапазон вимірювання

Діапазон вимірюваних значень, для якого прилад може досягти заданої точності.

Нижня межа діапазону вимірювання: мінімальне виміряне значення, при якому прилад може досягти заданої точності.

Верхня межа діапазону вимірювання: максимальне виміряне значення, для якого прилад може досягти заданої точності.

Проліт

Алгебраїчна різниця між верхньою та нижньою межею діапазону. Наприклад, якщо діапазон становить від -20 °C до 100 °C, діапазон становить 120 °C.

Характеристика продуктивності

Параметри, що визначають функцію та можливості приладу та їх кількісне вираження.

Еталонна робоча характеристика: робоча характеристика, досягнута за стандартних робочих умов.

Лінійний масштаб

Шкала, де відстань між поділками шкали та відповідними виміряними значеннями має постійне пропорційне співвідношення.

Нелінійний масштаб

Шкала, де відстань між поділками шкали та відповідними виміряними значеннями має непостійне пропорційне співвідношення.

Придушено - нульова шкала

Шкала, де діапазон шкали не включає значення шкали, що відповідає нульовому значенню вимірюваної величини.

Розширена шкала

Масштаб, у якому непропорційна частина довжини масштабу зайнята розширеною частиною масштабу.

масштаб

Набір упорядкованих позначок шкали та відповідних чисел, які є частиною покажного пристрою.

Діапазон масштабу

* Діапазон, визначений початковим і кінцевим значеннями шкали.

Знак шкали

* Позначка на покажному пристрої, що відповідає одному або декільком конкретним виміряним значенням.

Знак нульової шкали

* Відмітка шкали або лінія на шкалі, що відповідає нульовому значенню вимірюваної величини.

Поділ шкали

* Частина шкали між будь-якими двома сусідніми позначками шкали.

Значення поділки шкали

* Різниця між виміряними значеннями, що відповідають двом сусіднім позначкам шкали.

Інтервал поділки шкали

* Відстань між центральними лініями будь-яких двох суміжних позначок шкали по довжині шкали.

Довжина шкали

* Довжина відрізка, дійсного чи уявного, що проходить через середини всіх найкоротших позначок шкали між початковою та кінцевою позначками шкали.

Початкове значення шкали

* Виміряне значення, що відповідає початковій позначці шкали.

Кінцеве значення шкали

* Виміряне значення, що відповідає кінцевій позначці шкали.

Масштабна нумерація

* Сукупність чисел на шкалі, що відповідають виміряним значенням, визначеним позначками шкали, або вказують на порядок відміток шкали.

Нуль вимірювального приладу

* Пряме показання вимірювального приладу, коли вся допоміжна енергія, необхідна для його роботи, застосована, а виміряне значення дорівнює нулю.

 * У випадках, коли вимірювальний прилад використовує допоміжне живлення, цей термін зазвичай називають «електричним нулем».

 * Коли прилад не працює через відсутність допоміжної енергії, часто використовується термін «механічний нуль».

Константа приладу

* Коефіцієнт, на який необхідно помножити пряме показання вимірювального приладу, щоб отримати виміряне значення.

Характеристична крива

* Крива, що показує функціональну залежність між вихідним значенням приладу в стаціонарному стані та однією вхідною величиною, при цьому всі інші вхідні величини підтримуються на заданих постійних значеннях.

Специфікована крива характеристики

* Крива, що показує функціональну залежність між вихідним значенням приладу в стаціонарному стані та однією вхідною величиною за певних умов.

коригування

* Операції, проведені для забезпечення нормального робочого стану приладу та усунення відхилень для належного використання.

 * **Коригування користувача**: Коригування, які може виконувати користувач.

Калібрування

* Операція встановлення за певних умов співвідношення між значеннями, які показує вимірювальний прилад або система, та відповідними відомими значеннями вимірюваної величини.

Калібрувальна крива

* Крива, що показує залежність між виміряною величиною та фактично виміряним значенням приладу за заданих умов.

Цикл калібрування

* Комбінація висхідної калібрувальної кривої та спадної калібрувальної кривої між межами діапазону калібрування приладу.

Таблиця калібрування

* Табличне представлення калібрувальної кривої.

Простежуваність

* Властивість результату вимірювання, яка може бути пов’язана з відповідними стандартами (зазвичай міжнародними або національними стандартами) через безперервний ланцюжок порівнянь.

Чутливість

* Співвідношення зміни виходу приладу та відповідної зміни вхідної величини.

Точність

* Ступінь відповідності між показаннями приладу істинним значенням вимірюваної величини.

Клас точності

* Класифікація приладів за їх точністю.

Межі похибок

* Максимально допустима похибка приладу, визначена стандартами або технічними умовами.

Основна помилка

* Похибка приладу за стандартних умов.

відповідність

* Ступінь узгодженості між стандартною кривою та заданою характеристичною кривою (такою як пряма лінія, логарифмічна крива, параболічна крива тощо).