Automatizācijas pamatelementi

Jebkura automātiska ierīce sastāv no savstarpēji savienotiem elementiem, kuru uzdevums ir kvalitatīvi vai kvantitatīvi pārveidot saņemto signālu.

Automatizācijas elements — Tā ir daļa no automātiskās vadības sistēmas ierīces, kurā tiek veiktas fizikālo lielumu kvalitatīvās vai kvantitatīvās transformācijas. Papildus fizisko daudzumu konvertēšanai automatizācijas elements kalpo, lai pārraidītu signālu no iepriekšējā elementa uz nākamo.

Automātiskajās sistēmās iekļautie elementi pilda dažādas funkcijas un atkarībā no funkcionālā mērķa tiek iedalīti uztverošos, pārveidojošos, izpildošos, regulējošos un labojošos orgānos (elementos), kā arī signālu saskaitīšanas un atņemšanas elementos.

Uztveres orgāni (maņu elementi) ir paredzēti, lai izmērītu un pārveidotu kontrolētu vai kontrolētu kontroles objekta vērtību signālā, kas ir ērts pārraidei un turpmākai apstrādei.

Piemēri: sensori temperatūras (termopāri, termistori), mitruma, ātruma, spēka mērīšanai utt.

Pastiprinātāji (elementi), pastiprinātāji — ierīces, kas, nemainot signāla fizisko raksturu, rada tikai pastiprinājumu, t.i. palielinot to līdz vajadzīgajai vērtībai. Automātiskajās sistēmās tiek izmantoti mehāniskie, hidrauliskie, elektroniskie, magnētiskie, elektromehāniskie (elektromagnētiskie releji, magnētiskie starteri), elektrisko mašīnu pastiprinātāji u.c.

Pārveidojošie orgāni (elementi) viena fiziska rakstura signālu pārvēršana cita fiziska rakstura signālos ērtībai turpmākajā pārraidē un apstrādē.

Piemēri: pārveidotāji no neelektriskiem uz elektriskiem.

Izpildorganizācijas (elementi) ir paredzēti, lai mainītu kontroles darbības vērtību uz vadības objektu, ja objekts ir viena vienība ar vadības iestādi, vai mainītu kontroles institūcijas ievades vērtības (koordinātas), kas arī jāuzskata par elementu automātiskajām sistēmām. Saskaņā ar darbības un dizaina principu izpildes un regulēšanas elementi ir daudzveidīgi.

Piemēri: sildelementi temperatūras regulēšanas sistēmās, elektriski darbināmi vārsti un vārsti šķidruma un gāzes kontroles sistēmās utt.

Vadības institūcijas (elementi) ir paredzēti, lai iestatītu nepieciešamo kontrolētā mainīgā vērtību.

Koriģējošie korpusi (elementi) kalpo automātisko sistēmu labošanai, lai uzlabotu to darbību.

Atkarībā no automatizācijas elementu veiktajām funkcijām tos var iedalīt sensoros, pastiprinātājos, stabilizatoros, relejos, sadalītājos, motoros utt.

Sensors (mērīšanas korpuss, sensora elements) — elements, kas pārvērš vienu fizisko lielumu citā, ērtāk lietojams automātiskajā ierīcē.

Visizplatītākie ir tie sensori, kas pārvērš neelektriskos lielumus (temperatūra, spiediens, plūsma utt.) elektriskos. Starp tiem ir parametriskie un ģeneratora sensori.

Parametriskie sensori ir tie, kas pārvērš izmērīto vērtību elektriskās ķēdes parametrā - strāva, spriegums, pretestība utt.

Piemēram, temperatūras kontakta sensors pārvērš temperatūras izmaiņas elektriskās ķēdes pretestības izmaiņās no minimālās, kad kontakti ir aizvērti, līdz bezgalīgi augstai, kad kontakti ir atvērti. Šis vienums ir temperatūras sensors, kas uzstādīts sadzīves gludekļos.

Rīsi. 1. Sildīšanas temperatūras regulēšanas shēma ar termisko kontaktu

Aukstā gludeklī noslēdzas termiskais kontakts, kas ir jutīgs pret temperatūras izmaiņām, un, ieslēdzot gludekli, caur sildelementu plūst strāva, kas to uzsilda.Kad gludekļa plāksne sasniedz kontakta temperatūru, tad gludeklis tiek uzsildīts. tas atver un atvieno sildelementu no tīkla.

Ģeneratoru sauc par sensoru, kas pārvērš izmērīto vērtību EML, piemēram, termopāri, ko izmanto kopā ar voltmetru temperatūras mērīšanai. Emf šāda termopāra galos ir proporcionāls temperatūras starpībai starp auksto un karsto savienojumu.

Rīsi. 2. Termopāra ierīce

Termopāra ierīce un darbības princips. Termopāra darba korpuss ir jutīgs elements, kas sastāv no diviem dažādiem termoelektrodiem 9, kas ir sametināti galā 11, kas ir karsts savienojums.Termoelektrodi visā to garumā ir izolēti, izmantojot izolatorus 1 un ievietoti aizsargapvalkos 10. Elementa brīvie gali ir savienoti ar termopāra kontaktiem 7, kas atrodas galviņā 4, kas ir noslēgts ar vāku 6 ar blīvi 5. Pozitīvais termoelektrods ir savienots ar kontaktu ar «+» zīmi.

Termoelektroda uzmavu 9 blīvēšana tiek veikta, izmantojot epoksīda savienojumu 8. Termopāra darba gals ir izolēts no aizsargājošā stiegrojuma ar keramikas galu, kas dažos konstrukcijās var nebūt, lai samazinātu termisko inerci. Termopāri var būt ar nipelis 2 uzstādīšanai uz lauka un nipelis 3 ievadīšanai skaitītāju savienojošajos vados.

Vairāk par termopāru klasifikāciju, ierīci un darbības principu lasiet šajā rakstā: Termoelektriskie pārveidotāji

Atšķirības starp parametriskajiem un ģeneratora sensoriem

Parametriskajos sensoros ieejas signāls attiecīgi maina katru sensora parametru (pretestību, kapacitāti, induktivitāti) un tā izejas signālu. To darbībai ir nepieciešams ārējs barošanas avots. Ģeneratora sensori ģenerē EML ieejas signāla ietekmē, un tiem nav nepieciešams papildu strāvas avots.

Vairāk par dažādiem sensoru veidiem lasiet šeit: potenciometra sensori, induktīvie sensori

Citi automatizācijas elementi

Pastiprinātājs — elements, kurā ieejas un izejas lielumiem ir vienāds fiziskais raksturs, bet tie ir kvantitatīvi pārveidoti. Pastiprināšanas efekts tiek panākts, izmantojot strāvas avota enerģiju.Elektriskajos pastiprinātājos izšķir sprieguma pastiprinājumu ku = Uout /Uin, strāvas pastiprinājumu ki=Iout/Azin un jaudas pastiprinājumu kstr=ktics.

Jebkurš elektriskās mašīnas ģenerators var kalpot kā pastiprinātājs. Nelielas ierosmes izmaiņas tajā izraisa būtiskas izejas signāla izmaiņas - slodzes strāvu vai spriegumu. Strāvas avots ir motors, kas iedarbina ģeneratoru.

Iepriekš elektriskajā piedziņā aktīvi izmantoto pastiprinātāju piemēri: elektrisko mašīnu pastiprinātāji, magnētiskie pastiprinātāji… Pašlaik šiem nolūkiem aktīvi tiek izmantoti pastiprinātāji un pārveidotāji. tiristori un augstas komutācijas frekvences tranzistori.

Stabilizators - automatizācijas elements, kas nodrošina gandrīz nemainīgu izejas vērtības vērtību, kad ievades vērtība mainās norādītajās robežās. Stabilizatora galvenais raksturlielums ir stabilizācijas koeficients, kas norāda, cik reižu ieejas vērtības relatīvās izmaiņas ir lielākas par izejas vērtības relatīvajām izmaiņām. Elektriskās ierīcēs tiek izmantoti strāvas un sprieguma stabilizatori.

Vairāk par stabilizatoriem lasiet šeit: Ferorezonanses sprieguma stabilizatori un Elektroniskie sprieguma stabilizatori

Relejs - elements, kurā, sasniedzot noteiktu ievades vērtību, izejas vērtība strauji mainās. Releji tiek izmantoti, lai fiksētu noteiktas ieejas vērtības vērtības, pastiprinātu signālu un vienlaicīgi pārraidītu signālu uz vairākām elektriski nesaistītām shēmām. Visizplatītākie ir dažādi dizaini. elektromagnētiskās vadības relejs.

Sadalītājs — automatizācijas elements, kas nodrošina alternatīvu signālu pārraides ķēžu pārslēgšanu. Elektriskās ķēdēs visbiežāk izmanto sadali. Izplatītāja piemērs ir soļu meklētājs.

Dzinējs - mehānisms, kas daļu enerģijas pārvērš mehāniskajā enerģijā. Elektromotori visbiežāk tiek izmantoti automatizācijas ierīcēs, bet tiek izmantoti arī pneimatiskie. Automatikā visizplatītākās šāda veida ierīces ir pakāpju motori.

Raidītājs — ierīce, kas paredzēta viena daudzuma pārvēršanai citā, ērta pārraidei pa sakaru kanālu. Papildus galvenajai funkcijai raidītājs parasti veic konvertētās vērtības kodēšanu, kas ļauj efektīvi izmantot sakaru kanālus un samazināt traucējumu ietekmi uz pārraidīto signālu.

Uztvērējs - ierīce, kas pārvērš sakaru kanālā saņemto signālu vērtībā, kas ir ērta automatizācijas sistēmas elementiem uztveršanai. Ja pārraides laikā signāls tiek kodēts, uztvērējā ir iekļauts dekodētājs. Uztvērēji un raidītāji tiek aktīvi izmantoti tālvadības un telesignalizācijas sistēmas.