电气自动化控制：工业控制术语、仪器仪表和测量术语
电气自动化控制：工业控制术语、仪器仪表和测量术语
工业控制
闭环控制
闭环控制是控制理论中的一个基本概念，它与开环控制不同，闭环控制是将受控输出反馈到输入端来影响控制。这种反馈机制允许输出通过“侧链”返回到输入，从而使输入能够对输出施加控制。闭环控制的主要目的是实现基于反馈的调节。
输入/输出点
I/O点是控制系统中常用的术语，指的是输入/输出点。输入是进入控制系统的仪器的测量参数，而输出是从系统发送到执行器的控制参数。控制系统的规模通常由其可容纳的最大 I/O 点数来定义。
模拟量和开关量
在控制系统中，参数可以是模拟量或开关量。模拟量是在特定范围内连续变化的值，例如温度或压力。然而，开关量只有两种状态，例如开关或继电器的开/关状态。
控制回路
对于模拟控制，控制器使用特定规则和算法根据输入调整输出，形成控制回路。控制回路可以是开环或闭环。闭环控制或反馈控制是最常见的类型，其中输出反馈到输入以与设定值进行比较。
两位控制
最简单的反馈控制形式，也称为开关控制。当测量值达到最大值或最小值时，它会触发开关信号。虽然测量值可能是模拟的，但控制输出是数字的。这种方法常用于工业温度调节器和液位开关。
比例控制
控制器的输出与测量值和设定值或参考点之间的偏差成正比。比例控制比两位控制提供更平滑的调节，并消除了与两位控制相关的振荡问题。
整体控制
在积分控制中，被控变量的变化与控制系统的输出生效所需的时间有关。执行器的输出逐渐达到设定值。这种控制方法常用于温度控制系统。
微分控制
微分控制通常与比例和积分控制结合使用。它使控制系统能够更快地响应偏差，防止系统响应迟缓。与比例、积分控制相结合，可以使被控量更快地达到稳定状态，而不会产生振荡。
PID控制
根据控制系统的具体要求，控制方式可以是P（比例）、PI（比例-积分）、PD（比例-微分）或PID（比例-积分-微分）控制。 PID控制是控制系统中最常见的控制方式。
延迟控制
* 延迟控制通常用于开关控制应用，它在开关状态变化和控制器输出动作之间引入时间延迟。例如，在生产线中，接近开关通常需要在工件定位后延迟几秒钟才能下一个滚轮开始运行。
联锁控制
* 联锁控制常用于开关控制场景，建立开关之间的关系。例如，只有当开关A和B都打开时，开关C才能被激活，或者当开关A打开时，开关C必须打开。联锁控制在安全关键型应用中很常见，例如反应堆中的排气阀，当压力达到一定水平时必须立即打开。
电气控制
* 指通过电量或电子信号实现输出的控制系统，针对继电器、电磁阀、伺服驱动器等电气驱动部件。大多数自动控制系统都包含电气控制元件。
液压控制
* 液压控制系统用于机器和设备操作，特别是连续速度控制应用。液压控制常与电动伺服控制相结合，形成高效、精密的电液执行机构。
气动控制
* 气动控制系统应用于多种场合。它们利用压缩空气作为信号传输或驱动的动力源。压缩空气因其可用性、清洁性、安全性和简单的控制功能而在工厂中广泛使用，使得气动工具在许多生产线上很常见。
插值法
* 插补是机床数控系统采用特定方法确定刀具路径的过程。它涉及计算曲线上已知数据点之间的中间点，也称为“数据点致密化”。 CNC系统通过加密程序段起点和终点之间的数据来生成所需的轮廓轨迹。
位置、速度和电流环路
* 循环的概念涉及使用反馈来增强应用系统的稳定性和性能。
* 电流环控制的目的是通过电流信号传输来调节电压，以补偿电压传输过程中的损耗、压降和噪声。
* 速度与位置的关系基于以下公式：距离=速度×时间。速度在某个时间间隔内的连续变化会导致该时间间隔内速度的积分，该积分对应于行驶的距离（位置）。
* 速度与电流的关系定义为：速度=加速度×时间。加速度取决于所施加的电流，并且加速度在时间间隔内的积分产生瞬时速度。
* 在扭矩控制模式下，通过保持电流环的恒定输出，伺服电机以设定扭矩旋转。如果外部负载扭矩等于或超过电机设定的输出扭矩，则电机的输出扭矩保持恒定，电机跟随负载运动。反之，如果外部负载扭矩小于电机设定的输出扭矩，则电机继续加速，直至达到电机或驱动器允许的最大速度，此时触发警报且电机停止。
* 速度模式下，电机速度设定，电机编码器的速度反馈形成闭环控制系统。目的是保证伺服电机的实际速度与设定速度相符。
* 速度环的控制输出用作扭矩模式电流环扭矩设定值。在位置控制模式下，将上位机提供的位置设定值与来自电机编码器的位置反馈信号或来自设备的直接位置测量反馈进行比较，形成位置环。这确保了伺服电机移动到设定位置。位置环的输出作为速度环设定值送入速度环。因此，扭矩控制模式利用电流控制环作为最基本的层。速度控制环路建立在电流控制环路之上，而位置控制环路则建立在速度控制环路和电流控制环路之上。
仪器仪表和测量术语
范围
由上限和下限定义的数量的连续区间。
测量范围
仪器能够达到规定精度的测量值范围。
测量范围下限：仪器能够达到规定精度的最小测量值。
测量范围上限：仪器能够达到规定精度的最大测量值。
跨度
范围的上限和下限之间的代数差。例如，如果范围为 -20°C 至 100°C，则跨度为 120°C。
性能特点
定义仪器的功能和能力及其定量表达式的参数。
参考性能特征：在参考操作条件下实现的性能特征。
线性标尺
刻度刻度之间的间距与相应的测量值具有恒定比例关系的刻度。
非线性尺度
刻度刻度之间的间距与相应的测量值具有非恒定比例关系的刻度。
抑制 - 零刻度
刻度范围不包括与测量量零值对应的刻度值的刻度。
扩大规模
标尺长度的不成比例的部分被标尺的扩展部分占据的标尺。
规模
一组有序的刻度标记和相关数字，构成指示装置的一部分。
量程范围
* 由刻度的起始值和结束值定义的范围。
刻度标记
* 指示装置上对应一个或多个特定测量值的标记。
零刻度标记
* 刻度上与测量量的零值相对应的刻度标记或线。
规模划分
* 任意两个相邻刻度标记之间的刻度部分。
刻度分度值
* 相邻两个刻度线对应的测量值之差。
比例尺间距
* 沿刻度长度方向任意两个相邻刻度标记的中心线之间的距离。
标尺长度
* 通过起始刻度标记和结束刻度标记之间所有最短刻度标记中点的线段长度（实数或虚数）。
规模起始值
* 起始刻度标记对应的测量值。
规模终值
* 与末端刻度标记相对应的测量值。
刻度编号
* 刻度上的一组数字，对应于刻度标记定义的测量值或指示刻度标记的顺序。
测量仪器的调零
* 测量仪器在施加其操作所需的所有辅助能量且测量值为零时的直接指示。
* 在测量仪器使用辅助电源的情况下，该术语通常称为“电零”。
* 当仪器由于没有任何辅助能源而不工作时，经常使用术语“机械调零”。
仪器常数
* 测量仪器的直接指示必须乘以该系数才能获得测量值。
特性曲线
* 一条曲线，显示仪器的稳态输出值与一个输入量之间的函数关系，所有其他输入量均保持在指定的恒定值。
指定特性曲线
* 表示在规定条件下仪器的稳态输出值与一个输入量之间的函数关系的曲线。
调整
* 为确保仪器处于正常工作状态并消除偏差以正确使用而进行的操作。
* **用户调整**：允许用户执行的调整。
校准
* 在规定的条件下，建立测量仪器或系统所指示的值与被测量的相应已知值之间的关系的操作。
校准曲线
* 表示在规定条件下仪器的测量量与实际测量值之间关系的曲线。
校准周期
* 仪器校准范围限制之间的向上校准曲线和向下校准曲线的组合。
校准表
* 校准曲线的表格表示。
可追溯性
* 测量结果的属性，可以通过不间断的比较链与适当的标准（通常是国际或国家标准）相关联。
灵敏度
* 仪器输出的变化与输入量相应变化的商。
准确度
* 仪器示值与被测量真值的一致程度。
准确度等级
* 仪器按照精度分类。
误差限度
* 标准或技术规范规定的仪器的最大允许误差。
基本错误
* 仪器在参考条件下的误差。
一致性
* 标准曲线与规定的特征曲线（如直线、对数曲线、抛物线等）的一致程度。