Elemen asas automasi

Mana-mana peranti automatik terdiri daripada elemen yang saling berkaitan yang tugasnya adalah untuk mengubah secara kualitatif atau kuantitatif isyarat yang mereka terima.

Elemen automasi — Ia adalah sebahagian daripada peranti sistem kawalan automatik di mana transformasi kualitatif atau kuantitatif kuantiti fizik dijalankan. Sebagai tambahan kepada penukaran kuantiti fizik, elemen automasi berfungsi untuk menghantar isyarat dari elemen sebelumnya ke elemen seterusnya.

Unsur-unsur yang termasuk dalam sistem automatik melaksanakan pelbagai fungsi dan, bergantung pada tujuan fungsinya, dibahagikan kepada melihat, mengubah, melaksanakan, melaraskan dan membetulkan organ (elemen), serta elemen untuk menambah dan menolak isyarat.

Organ persepsi (elemen deria) direka bentuk untuk mengukur dan menukar nilai terkawal atau terkawal bagi objek kawalan kepada isyarat yang mudah untuk penghantaran dan pemprosesan selanjutnya.

Contoh: penderia untuk mengukur suhu (termokopel, termistor), kelembapan, kelajuan, daya, dsb.

Penguat (elemen), penguat — peranti yang, tanpa mengubah sifat fizikal isyarat, menghasilkan hanya penguatan, i.e. meningkatkannya kepada nilai yang diperlukan. Sistem automatik menggunakan mekanikal, hidraulik, elektronik, magnetik, elektromekanikal (geganti elektromagnet, pemula magnet), penguat mesin elektrik, dsb.

Mengubah organ (elemen) menukar isyarat satu sifat fizikal kepada isyarat sifat fizikal yang lain untuk kemudahan dalam penghantaran dan pemprosesan selanjutnya.

Contoh: Penukar bukan elektrik kepada elektrik.

Badan eksekutif (elemen) bertujuan untuk menukar nilai tindakan kawalan pada objek kawalan, jika objek adalah satu unit dengan badan kawalan, atau untuk menukar nilai input (koordinat) badan kawalan, yang juga harus dianggap sebagai elemen daripada sistem automatik. Mengikut prinsip operasi dan reka bentuk, elemen eksekutif dan pengawalseliaan adalah pelbagai.

Contoh: elemen pemanasan dalam sistem kawalan suhu, injap dan injap yang digerakkan secara elektrik dalam sistem kawalan cecair dan gas, dsb.

Badan Pentadbiran (Elemen) direka bentuk untuk menetapkan nilai yang diperlukan bagi pembolehubah terkawal.

Badan pembetulan (elemen) berfungsi untuk membetulkan sistem automatik untuk meningkatkan operasinya.

Bergantung pada fungsi yang dilakukan oleh elemen automasi, ia boleh dibahagikan kepada sensor, penguat, penstabil, geganti, pengedar, motor, dll.

Penderia (badan pengukur, elemen penderia) — elemen yang menukarkan satu kuantiti fizikal kepada kuantiti fizikal yang lain, lebih mudah digunakan dalam peranti automatik.

Penderia yang paling biasa ialah yang menukar kuantiti bukan elektrik (suhu, tekanan, aliran, dll.) kepada kuantiti elektrik. Antaranya terdapat sensor parametrik dan penjana.

Penderia parametrik ialah yang menukar nilai yang diukur kepada parameter litar elektrik — arus, voltan, rintangan, dsb.

Sebagai contoh, penderia sesentuh suhu menukarkan perubahan suhu kepada perubahan rintangan litar elektrik daripada minimum apabila sesentuh ditutup kepada tinggi tak terhingga apabila sesentuh dibuka. Item ini ialah penderia suhu yang dipasang pada seterika isi rumah.

nasi. 1. Skim peraturan suhu pemanasan melalui sentuhan haba

Dalam seterika sejuk, sesentuh terma, yang sensitif kepada perubahan suhu, tertutup, dan apabila seterika dihidupkan, arus mengalir melalui elemen pemanas, yang memanaskannya. Apabila plat seterika mencapai suhu sentuhan, ia membuka dan memutuskan sambungan elemen pemanasan daripada rangkaian.

Penjana dipanggil sensor yang menukar nilai yang diukur kepada EMF, contohnya termokopel yang digunakan bersama dengan voltmeter untuk mengukur suhu. Emf di hujung termokopel tersebut adalah berkadar dengan perbezaan suhu antara simpang sejuk dan panas.

nasi. 2. Peranti termokopel

Peranti dan prinsip operasi termokopel. Badan kerja termokopel ialah unsur sensitif yang terdiri daripada dua termoelektrod berbeza 9 yang dikimpal bersama pada hujung 11, yang merupakan sambungan panas.Termoelektrod diasingkan sepanjang keseluruhannya menggunakan penebat 1 dan diletakkan di dalam kelengkapan pelindung 10. Hujung bebas unsur disambungkan kepada sesentuh 7 termokopel yang terletak di kepala 4, yang ditutup dengan penutup 6 dengan gasket 5 Termoelektrod positif disambungkan kepada sesentuh dengan tanda «+».

Pengedap lengan termoelektrod 9 dijalankan menggunakan sebatian epoksi 8. Hujung kerja termokopel diasingkan daripada tetulang pelindung dengan hujung seramik, yang mungkin tiada dalam sesetengah reka bentuk untuk mengurangkan inersia haba. Termokopel mungkin mempunyai puting 2 untuk pemasangan medan dan puting 3 untuk memasukkan wayar penyambung meter.

Baca lebih lanjut mengenai klasifikasi, peranti dan prinsip operasi termokopel dalam artikel ini: Penukar termoelektrik

Perbezaan antara sensor parametrik dan penjana

Dalam penderia parametrik, isyarat input menukar setiap parameter penderia (rintangan, kapasitansi, kearuhan) dan isyarat keluarannya dengan sewajarnya. Sumber kuasa luaran diperlukan untuk operasinya. Penderia penjana menjana EMF di bawah tindakan isyarat input dan tidak memerlukan sumber kuasa tambahan.

Baca lebih lanjut mengenai pelbagai jenis penderia di sini: penderia potensiometer, penderia induktif

Elemen automasi lain

Penguat — elemen di mana kuantiti input dan output mempunyai sifat fizikal yang sama tetapi diubah secara kuantitatif. Kesan penguatan dicapai dengan menggunakan tenaga sumber kuasa.Dalam penguat elektrik, keuntungan voltan ku = Uout /Uin, keuntungan arus ki=Iout/Azin dan keuntungan kuasa kstr=ktics dibezakan.

Mana-mana penjana mesin elektrik boleh berfungsi sebagai penguat. Perubahan kecil dalam pengujaan di dalamnya membawa kepada perubahan ketara dalam isyarat keluaran - arus beban atau voltan. Sumber kuasa ialah motor yang memacu penjana ke putaran.

Contoh penguat yang sebelum ini digunakan secara aktif dalam pendorongan elektrik: penguat mesin elektrik, penguat magnet… Pada masa ini, penguat dan penukar digunakan secara aktif untuk tujuan ini. thyristor dan transistor frekuensi pensuisan tinggi.

Penstabil - elemen automasi yang memberikan nilai nilai output yang hampir tetap apabila nilai input berubah dalam had yang ditentukan. Ciri utama penstabil ialah pekali penstabilan, yang menunjukkan berapa kali perubahan relatif nilai input lebih besar daripada perubahan relatif nilai output. Penstabil arus dan voltan digunakan dalam peranti elektrik.

Baca lebih lanjut mengenai penstabil di sini: Penstabil voltan feroresonan dan Penstabil voltan elektronik

Relay - elemen di mana, apabila nilai input tertentu dicapai, nilai output berubah secara mendadak. Geganti digunakan untuk menetapkan nilai tertentu bagi nilai input, menguatkan isyarat dan pada masa yang sama menghantar isyarat kepada beberapa litar elektrik yang tidak berkaitan. Yang paling biasa ialah pelbagai reka bentuk geganti kawalan elektromagnet.

Pengedar — elemen automasi yang menyediakan pensuisan alternatif bagi litar penghantaran isyarat. Pengagihan paling kerap digunakan dalam litar elektrik. Contoh pengedar ialah pencari langkah.

Enjin — mekanisme yang menukarkan sedikit tenaga kepada tenaga mekanikal. Motor elektrik paling kerap digunakan dalam peranti automasi, tetapi motor pneumatik juga digunakan. Dalam automasi, peranti yang paling biasa jenis ini ialah motor stepper.

Pemancar — peranti yang direka untuk menukar satu kuantiti kepada kuantiti yang lain, mudah untuk penghantaran melalui saluran komunikasi. Sebagai tambahan kepada fungsi utama, pemancar biasanya melakukan pengekodan nilai yang ditukar, yang memungkinkan untuk menggunakan saluran komunikasi dengan cekap dan mengurangkan pengaruh gangguan pada isyarat yang dihantar.

Penerima — peranti yang menukar isyarat yang diterima pada saluran komunikasi kepada nilai yang mudah untuk persepsi oleh unsur-unsur sistem automasi. Jika isyarat dikodkan semasa penghantaran, penyahkod disertakan dalam penerima. Penerima dan pemancar digunakan secara aktif dalam sistem telekawalan dan telesignal.