Kurs predavanja iz discipline „Tehnička sredstva automatizacije i. Klasifikacija opreme za automatizaciju "Omsk State Technical University"

Menadžment, konsalting i preduzetništvo

Predavanje 2. Opće informacije o tehničkim sredstvima automatizacije. Potreba za proučavanjem opštih pitanja vezanih za tehničku automatizaciju opreme i državni sistem industrijskih uređaja i opreme za automatizaciju GSP diktira činjenica da tehnička sredstva

Predavanje 2.

Opći podaci o tehničkim sredstvima automatizacije.

Potreba za proučavanjem opštih pitanja koja se odnose na opremu tehničke automatizacije i državni sistem industrijskih instrumenata i opreme za automatizaciju (GSP) diktirana je činjenicom da je oprema tehničke automatizacije sastavni dio GSP-a. Oprema za tehničku automatizaciju predstavlja osnovu za implementaciju informacionih i upravljačkih sistema u industrijskoj i neindustrijskoj sferi proizvodnje. Principi organizovanja GSP-a u velikoj meri određuju sadržaj faze projektovanja tehničke podrške za automatizovane sisteme upravljanja procesima (APCS). Zauzvrat, osnova GSP-a su problemski orijentisani agregatni kompleksi tehničkih sredstava.

Tipični alati za automatizaciju mogu biti tehnički, hardverski, softverski i sistemski.

TO tehnička sredstva automatizacije(TSA) uključuju:

• senzori;
• aktuatori;
• regulatorna tijela (RO);
• komunikacijske linije;
• sekundarni instrumenti (prikaz i snimanje);
• analogni i digitalni upravljački uređaji;
• programski blokovi;
• logičko-komandni kontrolni uređaji;
• moduli za prikupljanje i primarnu obradu podataka i praćenje stanja tehnološkog upravljačkog objekta (TOU);
• moduli za galvansku izolaciju i normalizaciju signala;
• pretvarači signala iz jednog oblika u drugi;
• moduli za prezentaciju podataka, indikaciju, snimanje i generiranje kontrolnih signala;
• Uređaji za pohranu međuspremnika;
• Programabilni tajmeri;
• specijalizovani računarski uređaji, uređaji za pripremu predprocesora.

TO softverskih i hardverskih alata za automatizaciju uključuju:

• analogno-digitalni i digitalno-analogni pretvarači;
• sredstva kontrole;
• višestruki analogni i analogno-digitalni upravljački blokovi;
• Višekonekcijski programski logički upravljački uređaji;
• programabilni mikrokontroleri;
• lokalne mreže.

TO alati za automatizaciju širom sistema uključuju:

• uređaji sučelja i komunikacijski adapteri;
• blokovi zajedničke memorije;
• autoputevi (autobusi);
• uređaji za opću dijagnostiku sistema;
• Procesori izravnog pristupa za pohranjivanje informacija;
• operaterske konzole.

Tehnička sredstva automatizacije u sistemima upravljanja

Bilo koji sistem kontrola mora izvršiti sljedeće funkcije:

• prikupljanje informacija o trenutna drzava objekt tehnološke kontrole (TOU);
• utvrđivanje kriterijuma kvaliteta za rad TOU;
• pronalaženje optimalnog načina rada TOU i optimalnih upravljačkih radnji koje osiguravaju ekstremum kriterija kvaliteta;
• implementacija pronađenog optimalnog režima na TOU.

Ove funkcije se mogu obavljati servisno osoblje ili TCA. Ima ih četirivrsta kontrolnih sistema(SU):

1) informativni;

2) automatska kontrola;

3) centralizovana kontrola i regulacija;

4) automatizovani sistemi upravljanja procesima.

Informacije ( priručnik) kontrolni sistemi(Sl. 1.1) se rijetko koriste, samo za pouzdano funkcioniranje, jednostavne tehnološke objekte upravljanja TOU.

Rice. 1.1. Struktura informacioni sistem kontrole:

D - senzor (primarni mjerni pretvarač);

VP - sekundarni pokazni uređaj;

OPU - operaterski kontrolni centar (ploče, konzole, mnemodijagrami, alarmni uređaji);

Uređaji za daljinsko upravljanje (dugmad, ključevi, premosni kontrolni paneli, itd.);

IM aktuator;

RO - regulatorno tijelo;

C - alarmni uređaji;

MS mnemonički dijagrami.

U nekim slučajevima, sistem upravljanja informacijama uključuje regulatore direktnom akcijom i ugrađen u tehnološke opreme regulatori.

U sistemima automatskog upravljanja(Sl. 1.2) sve funkcije se izvode automatski pomoću odgovarajućih tehničkih sredstava.

Funkcije operatera uključuju:

• tehnička dijagnostika stanja ACS-a i sanacija pokvarenih elemenata sistema;
• korekcija regulatornih zakona;
• promjena zadatka;
• prelazak na ručnu kontrolu;
• održavanje opreme.

Rice. 1.2. Struktura automatskog upravljačkog sistema (ACS):

KP - pretvarač kodiranja;

LS - komunikacioni vodovi (žice, impulsne cijevi);

VU - računarski uređaji

Centralizovani sistemi kontrole i regulacije(SCCR) (slika 1.3). ACS se koriste za jednostavnu tehničku opremu, čiji režimi rada karakteriše mali broj koordinata, a kvalitet rada karakteriše jedan lako izračunat kriterijum. Poseban slučaj ACS-a je sistem automatskog upravljanja (ASR).

Upravljački sistem koji automatski održava ekstremnu vrijednost TOC-a pripada klasi sistema ekstremne kontrole.

Rice. 1.3. Struktura centralizovanog sistema upravljanja i regulacije:

OPU - operaterski kontrolni centar;

D - senzor;

NP normalizujući pretvarač;

KP - pretvarači za kodiranje i dekodiranje;

CR - centralni regulatori;

MP višekanalni alat za registraciju (print);

C - uređaj za predhitnu signalizaciju;

MPP - višekanalni uređaji za indikaciju (displeji);

MS - mnemonički dijagram;

IM - aktuator;

RO - regulatorno tijelo;

K kontroler

ASR koji podržavaju navedenu vrijednost izlazne podesive koordinate TOU-a se dijele na:

• stabilizacija;
• softver;
• sljedbenici;
• adaptivni.

Ekstremni regulatori se koriste izuzetno rijetko.

Tehničke strukture SCCR-a mogu biti dvije vrste:

1) sa pojedinačnim TCA;

2) sa kolektivnim TCA.

U prvom tipu sistema, svaki kanal je konstruisan od TCA ličnu upotrebu. To uključuje senzore, normalizacijske pretvarače, regulatore, sekundarne uređaje, aktuatore i regulatorna tijela.

Otkazivanje jednog upravljačkog kanala ne dovodi do gašenja procesnog objekta.

Ovaj dizajn povećava troškove sistema, ali povećava njegovu pouzdanost.

Drugi tip sistema se sastoji od TSA za individualnu i kolektivnu upotrebu. TSA za kolektivnu upotrebu uključuje: prekidač, CP (konvertori za kodiranje i dekodiranje), CR (centralni regulatori), MR (višekanalni uređaj za snimanje (štampanje)), MPP (višekanalni uređaji za indikaciju (displeji)).

Troškovi kolektivnog sistema su nešto niži, ali pouzdanost u velikoj mjeri ovisi o pouzdanosti kolektivnih TSA.

Kada je komunikacijska linija duga, koriste se pojedinačni pretvarači za kodiranje i dekodiranje, smješteni u blizini senzora i aktuatora. Ovo povećava troškove sistema, ali poboljšava otpornost komunikacione linije na buku.

Automatski sistemi upravljanja procesima(APCS) (slika 1.4) je mašinski sistem u kojem TSA dobija informacije o stanju objekata, izračunava kriterijume kvaliteta i pronalazi optimalna podešavanja upravljanja. Funkcije operatera svode se na analizu primljenih informacija i njihovu implementaciju korištenjem lokalnih automatiziranih upravljačkih sustava ili daljinskog upravljanja kontrolnom sobom.

Razlikovati sledeće vrste APCS:

• centralizovani automatizovani sistem upravljanja procesima (sve funkcije obrade informacija i upravljanja obavlja jedan kontrolni računar UVM) (slika 1.4);

Rice. 1.4. Struktura centralizovanog automatizovanog sistema upravljanja procesima:

USO - uređaj za komunikaciju sa objektom;

DU - daljinski upravljač;

SOI - alat za prikaz informacija

• nadzorni automatizovani sistem upravljanja procesima (ima veći broj lokalnih automatizovanih upravljačkih sistema izgrađenih na bazi TSA individualne upotrebe i centralnog računarskog računara (CUVM), koji ima informaciono komunikacionu liniju sa lokalnim sistemima) (Sl. 1.5);

Rice. 1.5. Struktura sistema nadzora: LR - lokalni regulatori

• distribuirani automatizovani sistem upravljanja procesima - karakteriše ga podela funkcija obrade informacija i upravljanja između nekoliko geografski raspoređenih objekata i računara (slika 1.6).

Rice. 1.6. Hijerarhijska struktura tehničkih sredstava SHG

STRANA 7

Oprema za tehničku automatizaciju

instrumenti, uređaji i tehnički sistemi namenjeni za automatizaciju proizvodnje (vidi Automatizacija proizvodnje). T.s. A. obezbjeđuju automatski prijem, prijenos, transformaciju, poređenje i korištenje informacija u svrhu kontrole i upravljanja proizvodni procesi. U SSSR-u, sistematski pristup izgradnji i upotrebi tehničkih sistema. A. (njihovo grupisanje i objedinjavanje prema funkcionalnim, informacionim i dizajnersko-tehnološkim karakteristikama) omogućilo je objedinjavanje svih tehničkih sistema. A. u okviru Državnog sistema industrijskih instrumenata i opreme za automatizaciju – GSP.

Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Pogledajte šta je „Oprema za tehničku automatizaciju“ u drugim rječnicima:

TEHNIČKI ALATI (AVTOMATIKA)- 13. TEHNIČKA OPREMA (AVTOMATIKA) oprema za automatizaciju, koja se ne koristi softver. Izvor: RB 004 98: Zahtjevi za sertifikaciju upravljačkih sistema važnih za sigurnost nuklearnih elektrana...

tehnička sredstva automatizacije- instrumenti, uređaji i tehnički sistemi za automatizovanu proizvodnju, obezbeđivanje automatskog prijema, prenosa, transformacije, poređenja i informacija u svrhu praćenja i upravljanja proizvodnjom... ... Enciklopedijski rečnik metalurgije

Oprema za automatizaciju I&C, tehnička podrška I&C- 7 Tehnička sredstva automatizacije I&C sistema, tehnička podrška I&C sistema Skup svih komponenti I&C sistema, sa izuzetkom ljudi (GOST 34.003 90). Ukupno svih tehničkih sredstava koja se koriste u radu I&C sistema (GOST 34.003 90) Izvor ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

SOFTVER I HARDVER ZA AUTOMATIZACIJU- 7. ALATI ZA SOFTVER I HARDVER ZA AUTOMATIZACIJU Skup softverskih i hardverskih alata za automatizaciju dizajniranih za kreiranje upravljačkog softvera i hardverskih sistema. Izvor: RB 004 98: Uslovi za sertifikaciju menadžera ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Tehnička sredstva- 3.2 Tehnička sredstva sistema automatizacije, skup tehničkih sredstava (CTS) skup uređaja (proizvoda) koji obezbeđuju prijem, unos, pripremu, konverziju, obradu, skladištenje, registraciju, izlaz, prikaz, upotrebu i... .. . Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Sredstva tehničkih sistema automatizacije- 4.8 Izvor: RM 4 239 91: Sistemi automatizacije. Rečnik priručnik o terminima. Priručnik za SNiP 3.05.07 85 ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Tehnička sredstva automatizovanih sistema upravljanja procesima- Automatizovani sistemi upravljanja procesima, uključujući proizvode državnog sistema industrijskih instrumenata i opreme za automatizaciju (GSP), agregatne merne instrumente (AS IMS), računarsku opremu (SVT) Izvor: RD 34.35.414 91: Pravila organizacije ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

SISTEMI AUTOMATIZACIJE TEHNIČKA OPREMA- 4.8. TEHNIČKI ALATI SISTEMA AVTOMATIZACIJE Hardverski hardver Skup alata koji osigurava funkcionisanje automatizovanih sistema različitih tipova i nivoa: uređaji, funkcionalni blokovi, regulatori, aktuatori, agregatni kompleksi,... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

GOST 13033-84: GSP. Električni analogni instrumenti i oprema za automatizaciju. Opšti tehnički uslovi- Terminologija GOST 13033 84: GSP. Električni analogni instrumenti i oprema za automatizaciju. Uobičajeni su tehničke specifikacije originalni dokument: 2.10. Zahtjevi za napajanje 2.10.1. Proizvodi se moraju napajati iz jednog od sljedećih izvora: ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Technical- 19. Tehničko uputstvo o tehnologiji proizvodnje konstrukcije i instalacijski radovi tokom elektrifikacije željeznice(uređaji za napajanje). M.: Orgtransstroy, 1966. Izvor: VSN 13 77: Uputstvo za postavljanje kontaktnih mreža industrijskih ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Knjige

• Tehnička sredstva automatizacije i upravljanja Udžbenik, Kolosov O., Yesyutkin A., Prokofiev N. (ur.). Udžbenik, u različitom stepenu (bez pretendovanja da pokrije „neizmerno“), pojačava i dopunjuje materijale predstavljene u skladu sa programima rada kompleksa disciplina stručnog ciklusa...
• Tehnička sredstva automatizacije. Udžbenik za akademske diplome, Račkov M.Yu.. U udžbeniku se razmatra klasifikacija opreme tehničke automatizacije, metode izbora tehničke opreme prema vrsti proizvodnje, kao i sistemi upravljanja opremom. Opis je dat...

Tema 2

1. Senzori

Senzor je uređaj koji pretvara ulazni efekat bilo koje fizičke veličine u signal pogodan za dalju upotrebu.

Korišteni senzori su prilično raznoliki i mogu se klasificirati prema tome razni znakovi(vidi tabelu 1).

U zavisnosti od vrste ulazne (mjerene) veličine razlikuju se: senzori mehaničkog pomaka (linearni i kutni), pneumatski, električni, mjerači protoka, brzine, ubrzanja, sile, temperature, pritiska itd.

Na osnovu vrste izlazne vrijednosti u koju se ulazna vrijednost pretvara, razlikuju se neelektrični i električni: senzori jednosmjerne struje (emf ili napon), senzori amplitude naizmjenične struje (emf ili napon), senzori frekvencije naizmjenične struje (emf ili napon). ), senzori otpora (aktivni, induktivni ili kapacitivni) itd.

Većina senzora je električni. To je zbog sljedećih prednosti električnih mjerenja:

Električne veličine pogodan za prijenos na daljinu, a prijenos se vrši sa velika brzina;

Električne veličine su univerzalne u smislu da se sve druge veličine mogu pretvoriti u električne veličine i obrnuto;

Oni se precizno pretvaraju u digitalni kod i omogućavaju postizanje visoke tačnosti, osjetljivosti i brzine mjernih instrumenata.

Na osnovu principa rada senzori se mogu podijeliti u dvije klase: generatorske i parametarske. Posebnu grupu čine radioaktivni senzori. Radioaktivni senzori su senzori koji koriste pojave kao što su promjene parametara pod utjecajem g i b zraka; jonizacija i luminiscencija određenih supstanci pod uticajem radioaktivnog zračenja. Senzori generatora direktno pretvaraju ulaznu vrijednost u električni signal. Parametarski senzori pretvaraju ulaznu vrijednost u promjenu bilo kojeg električnog parametra (R, L ili C) senzora.

Na osnovu principa rada senzori se mogu podijeliti i na omske, reostatske, fotoelektrične (optoelektronske), induktivne, kapacitivne itd.

Postoje tri klase senzora:

Analogni senzori, odnosno senzori koji proizvode analogni signal proporcionalan promjeni ulazne vrijednosti;

Digitalni senzori koji generiraju niz impulsa ili binarnu riječ;

Binarni (binarni) senzori koji proizvode signal samo dva nivoa: “uključeno/isključeno” (0 ili 1).

Slika 1 – Klasifikacija senzora za sisteme automatizacije rudarskih mašina

Zahtjevi za senzore:

Nedvosmislena zavisnost izlazne vrednosti od ulazne vrednosti;

Stabilnost karakteristika tokom vremena;

Visoka osjetljivost;

Mala veličina i težina;

Odsustvo povratnog uticaja na kontrolisani proces i na kontrolisani parametar;

Rad u različitim uslovima rada;

Razne opcije instalacija

Parametrijski senzori

Parametarski senzori su senzori koji pretvaraju ulazne signale u promjenu nekog parametra. električni krug(R, L ili C). U skladu s tim razlikuju se aktivni otporni, induktivni i kapacitivni senzori.

Karakteristična karakteristika ovih senzora je da se koriste samo sa eksternim izvorom napajanja.

U modernoj opremi za automatizaciju široko se koriste različiti parametarski aktivni senzori otpora - kontaktni, reostatski, potenciometrijski senzori.

Kontaktni senzori. Najpouzdaniji sa kontaktni senzori Razmatraju se magnetski kontrolirani zatvoreni kontakti (reed prekidači).

Slika 1 – Šematski dijagram senzora reed prekidača

Senzorski element senzora, reed prekidač, je ampula 1, unutar koje su zapečaćene kontaktne opruge (elektrode) 2 od feromagnetnog materijala. Staklena ampula je napunjena zaštitnim gasom (argon, azot, itd.). Nepropusnost ampule isključuje loš uticaj(uticaj) okoline na kontakte, povećavajući pouzdanost njihovog rada. Kontakti reed prekidača koji se nalazi na kontrolisanoj tački u prostoru zatvaraju se pod dejstvom magnetsko polje, koju stvara permanentni magnet (elektromagnet) instaliran na pokretnom objektu. Kada su kontakti reed prekidača otvoreni, njegov aktivni otpor je jednak beskonačnosti, a kada je zatvoren, gotovo je nula.

Izlazni signal senzora (U out na opterećenju R1) jednak je naponu U p izvora napajanja u prisustvu magneta (objekta) u kontrolnoj tački i nula u njegovom odsustvu.

Reed prekidači su dostupni i sa sklopnim i prekidnim kontaktima, kao i sa prekidačkim i polarizovanim kontaktima. Neke vrste reed prekidača - KEM, MKS, MKA.

Prednosti reed switch senzora su visoka pouzdanost i srednje vrijeme između kvarova (oko 10 7 operacija). Nedostatak reed senzora je značajna promjena osjetljivosti sa blagim pomakom magneta u smjeru okomitom na kretanje objekta.

Reed senzori se po pravilu koriste u automatizaciji instalacija dizanja, odvodnje, ventilacije i transportera.

Potenciometrijski senzori. Potenciometrijski senzori su varijabilni otpornik (potenciometar) koji se sastoji od ravnog (trakastog), cilindričnog ili prstenastog okvira na koji je namotana tanka žica od konstantana ili nihroma visoke otpornosti. Klizač se kreće duž okvira - klizni kontakt koji je mehanički povezan sa objektom (vidi sliku 2).

Pomicanjem klizača pomoću odgovarajućeg pogona možete promijeniti otpor otpornika od nule do maksimuma. Štaviše, otpor senzora se može mijenjati i prema linearnom zakonu i prema drugim, često logaritamskim, zakonima. Takvi senzori se koriste u slučajevima kada je potrebno promijeniti napon ili struju u krugu opterećenja.

Slika 2 - Potenciometrijski senzor

Za dužinu linearnog potenciometra (vidi sliku 2). l izlazni napon je određen izrazom:

,

gdje je x kretanje četke; k=U p / l- koeficijent prenosa; U p – napon napajanja.

Potenciometrijski senzori se koriste za mjerenje različitih parametara procesa - tlaka, nivoa, itd., prethodno konvertiranih senzornim elementom u pokretu.

Prednosti potenciometrijskih senzora su njihova jednostavnost dizajna, mala veličina i mogućnost napajanja istosmjernom i naizmjeničnom strujom.

Nedostatak potenciometrijskih senzora je prisutnost kliznog električnog kontakta, što smanjuje pouzdanost rada.

Induktivni senzori. Princip rada induktivnog senzora zasniva se na promjeni induktivnosti L zavojnice 1, postavljene na feromagnetsko jezgro 2, pri kretanju x sidra 3 (vidi sliku 3).

Slika 3 - Induktivni senzor

Kolo senzora se napaja iz izvora naizmjenične struje.

Upravljački element senzora je promjenjiva reaktanca - prigušnica s promjenjivim zračnim rasporom.

Senzor radi na sljedeći način. Pod utjecajem objekta, armatura, približavajući se jezgru, uzrokuje povećanje veze fluksa i, posljedično, induktivnosti zavojnice. Sa smanjenjem jaza d na minimalnu vrijednost, induktivna reaktancija zavojnice x L = wL = 2pfL raste do maksimuma, smanjujući struju opterećenja RL, koja je obično elektromagnetski relej. Potonji, sa svojim kontaktima, upravljanjem prekidačima, zaštitom, krugovima za nadzor itd.

Prednosti induktivnih senzora su jednostavnost uređaja i pouzdanost rada zbog nepostojanja mehaničke veze između jezgre i armature, koja je obično pričvršćena za pokretni objekt, čiji se položaj kontrolira. Funkcije sidra može obavljati sam objekt koji ima feromagnetne dijelove, na primjer preskakanje prilikom kontrole njegovog položaja u oknu.

Nedostaci induktivnih senzora su nelinearnost karakteristika i značajna elektromagnetna sila privlačenja armature prema jezgru. Za smanjenje sila i kontinuirano mjerenje pomaka koriste se senzori solenoidnog tipa ili se nazivaju diferencijalnim.

Kapacitivni senzori. Kapacitivni senzori su strukturno promjenjivi kondenzatori različitih izvedbi i oblika, ali uvijek sa dvije ploče, između kojih se nalazi dielektrični medij. Takvi senzori se koriste za pretvaranje mehaničkih linearnih ili kutnih kretanja, kao i pritiska, vlažnosti ili nivoa okoline u promjenu kapaciteta. U ovom slučaju, za kontrolu malih linearnih kretanja, koriste se kondenzatori u kojima se mijenja zračni razmak između ploča. Za kontrolu kutnih pomaka koriste se kondenzatori sa konstantnim razmakom i promjenjivom radnom površinom ploča. Za praćenje nivoa punjenja rezervoara rasuti materijali ili tečnosti sa konstantnim prazninama i radnim površinama ploča - kondenzatori sa dielektričnom konstantom sredine koja se kontroliše. Električni kapacitet takvog kondenzatora izračunava se po formuli

gdje je: S - Ukupna površina presjeka ploča; δ - rastojanje između ploča; ε - dielektrična konstanta okruženje između ploča; ε 0 je dielektrična konstanta.

Na osnovu oblika ploča razlikuju se ravni, cilindrični i drugi tipovi varijabilnih kondenzatora.

Kapacitivni senzori rade samo na frekvencijama iznad 1000Hz. Upotreba na industrijskoj frekvenciji je praktično nemoguća zbog visoke kapacitivnosti (Xc = = ).

Senzori generatora

Generatorski senzori su senzori koji se direktno transformišu razne vrste energije u električnu energiju. Ne zahtijevaju eksterne izvore napajanja jer sami proizvode emf. Generatorski senzori koriste dobro poznate fizičke pojave: pojava EMF-a u termoparovima pri zagrevanju, u fotoćelijama sa slojem barijere kada su osvetljene, piezoelektrični efekat i fenomen elektromagnetne indukcije.

Indukcijski senzori. U indukcijskim senzorima, pretvaranje ulazne neelektrične veličine u indukovanu emf. koristi se za mjerenje brzine kretanja, linearnih ili kutnih kretanja. E.m.f. u takvim senzorima inducira se u zavojnicama ili namotima od izolirane bakrene žice i postavlja se na magnetska kola od električnog čelika.

Mikrogeneratori male veličine koji pretvaraju kutnu brzinu objekta u emf, čija je vrijednost direktno proporcionalna brzini rotacije izlaznog vratila ispitnog objekta, nazivaju se tahogeneratori istosmjerne i naizmjenične struje. Krugovi tahogeneratora sa i bez nezavisnog pobudnog namotaja prikazani su na slici 4.

Slika 4 - Šeme tahogeneratora sa i bez nezavisnog pobudnog namotaja

DC tahogeneratori su kolektori električni automobil sa armaturom i namotajem polja ili permanentnim magnetom. Potonji ne zahtijevaju dodatni izvor napajanja. Princip rada ovakvih tahogeneratora je da se emf inducira u armaturi, koja rotira u magnetskom toku (F) stalnog magneta ili namota polja. (E), čija je vrijednost proporcionalna frekvenciji rotacije (ω) objekta:

E = cFn = cFω

Za održavanje linearne zavisnosti emf. ovisno o brzini rotacije armature, potrebno je da otpor opterećenja tahogeneratora uvijek ostane nepromijenjen i da je višestruko veći od otpora namotaja armature. Nedostatak DC tahogeneratora je prisutnost komutatora i četkica, što značajno smanjuje njegovu pouzdanost. Kolektor omogućava konverziju naizmjenične emf. armature na jednosmernu struju.

Pouzdaniji je tahogenerator naizmjenične struje, u kojem se izlazni intrinzično siguran namotaj nalazi na statoru, a rotor je permanentni magnet sa odgovarajućim konstantnim magnetnim fluksom. Takav tahogenerator ne zahtijeva kolektor, već njegovu promjenjivu emf. pretvaraju se u jednosmjernu struju pomoću sklopova mostnih dioda. Princip rada sinkronog tahogeneratora naizmjenične struje je da kada rotor rotira kontrolni objekt, u njegovom namotu se inducira promjenjiva emf, čija su amplituda i frekvencija direktno proporcionalne brzini rotacije rotora. Zbog činjenice da se magnetni tok rotora rotira na istoj frekvenciji kao i sam rotor, takav se tahogenerator naziva sinkronim. Nedostatak sinhroni generator je da ima noseće jedinice, što nije prikladno za rudarske uslove. Dijagram za kontrolu brzine transportne trake sa sinhronim tahogeneratorom prikazan je na slici 5. Na slici 5 prikazani su: 1 - magnetni rotor tahogeneratora, 2 - pogonski valjak sa gazećim slojem, 3 - transportna traka, 4 - namotaj statora tahogenerator.

Slika 5 - Šema za kontrolu brzine sinhrone transportne trake

tahogenerator

Za mjerenje linearne brzine kretanja radnih tijela strugačkih transportera koriste se senzori magnetske indukcije koji uopće nemaju pokretne dijelove. Pokretni dio (armatura) u ovom slučaju su čelični strugači transportera, koji se kreću u magnetskom toku senzora trajnog magneta sa intrinzično sigurnim zavojnicama. Kada čelični strugači prođu kroz magnetni tok u zavojnici, inducira se varijabilna emf, direktno proporcionalna brzini kretanja i obrnuto proporcionalna razmaku između čeličnog jezgra zavojnice i strugača. Magnetski fluks, koji dovodi do emf, u zavojnici se u ovom slučaju mijenja pod utjecajem čeličnih strugača, koji, krećući se iznad senzora, uzrokuju fluktuacije magnetskog otpora duž putanje zatvaranja magnetnog fluksa formiranog od permanentnog magneta. . Dijagram za praćenje brzine kretanja radnog tijela strugačkog transportera pomoću senzora magnetske indukcije prikazan je na slici 6. Na slici 6 je prikazano: 1 - strugač transporter, 2 - čelično jezgro, 3 - čelična podloška, ​​4 - plastična podloška , 5 - prstenasti trajni magnet, 6 - zavojnica senzora

Slika 6 - Šema za kontrolu brzine kretanja radnog tijela

strugač sa senzorom magnetne indukcije

Magnetoelastični senzori. Princip rada magnetoelastičnih senzora temelji se na svojstvu feromagnetnih materijala da mijenjaju magnetnu permeabilnost m kada su deformirani. Ovo svojstvo se naziva magnetoelastičnost, a karakteriše ga magnetoelastična osjetljivost

Najviša vrijednost S m = 200 H/m2 je baziran na permalaju (legura željeza i nikla). Neke vrste permalaja, kada se izduže za 0,1%, povećavaju koeficijent magnetne permeabilnosti i do 20%. Međutim, za postizanje čak i tako malih izduženja potrebno je opterećenje reda veličine 100 - 200 N/mm, što je vrlo nezgodno i dovodi do potrebe za smanjenjem poprečnog presjeka feromagnetnog materijala i zahtijeva izvor napajanja sa frekvencija reda kiloherca.

Konstruktivno, magnetoelastični senzor je zavojnica 1 sa zatvorenim magnetnim krugom 2 (vidi sliku 7). Kontrolirana sila P, deformirajući jezgro, mijenja njegovu magnetsku permeabilnost i, posljedično, induktivnu reaktanciju zavojnice. Struja opterećenja RL, na primjer, relej, određena je otporom zavojnice.

Magnetoelastični senzori se koriste za praćenje sila (na primjer, prilikom utovara skipova i sadnje kaveza na šakama), pritiska stijena itd.

Prednosti magnetoelastičnih senzora su jednostavnost i pouzdanost.

Nedostaci magnetoelastičnih senzora su što su potrebni skupi materijali za magnetna kola i njihova posebna obrada.

Slika 7 – Magnetoelastični senzor

Piezoelektrični senzori. Piezoelektrični efekat je svojstven monokristalima nekih dielektričnih supstanci (kvarc, turmalin, Rochelleova sol, itd.). Suština efekta je da pod djelovanjem dinamičkih mehaničkih sila na kristal na njegovim površinama nastaju električni naboji čija je veličina proporcionalna elastičnoj deformaciji kristala. Dimenzije i broj kristalnih ploča se biraju na osnovu jačine i potrebne količine punjenja. Piezoelektrični senzori se u većini slučajeva koriste za mjerenje dinamičkih procesa i udarnih opterećenja, vibracija itd.

Termoelektrični senzori. Za mjerenje temperature u u širokim granicama Koriste se termoelektrični senzori od 200-2500 °C - termoparovi, koji osiguravaju pretvaranje toplotne energije u električnu emf. Princip rada termoelementa zasniva se na fenomenu termoelektričnog efekta, koji se sastoji u tome da kada se spoj i krajevi termoelektroda stave u okruženje sa različitim temperaturama t 1 i t 2 u krug koji formira termopar i milivoltmetra, pojavljuje se termo emf, proporcionalna razlici između ovih temperatura

Slika 8 - Dijagram termoelementa

Provodnici A i B termoparova izrađeni su od različitih metala i njihovih legura. Fenomen termoelektričnog efekta daje kombinacija takvih vodiča A i B, bakar-konstantan (do 300°C), bakar - kopel (do 600°C), hromel - kopel (do 800°C), gvožđe - kopel (do 800°C), hromel - alumel (do 1300°C), platina - platina-rodijum (do 1600°C) itd.

Vrijednost toplinske emf za razne vrste termoparovi se kreću od desetina do desetina milivolti. Na primjer, za termoelement bakar-konstantan mijenja se od 4,3 do –6,18 mB kada se temperatura spoja promijeni od + 100 do – 260 o C.

Termistorski senzori. Princip rada termistorskih senzora zasniva se na svojstvu senzorskog elementa - termistora - da mijenja otpor kada se temperatura promijeni. Termistori se izrađuju od metala (bakar, nikal, atin, itd.) i poluprovodnika (mješavine metalnih oksida - bakra, mangana itd.). Metalni termistor je napravljen od žice, na primjer bakra, promjera približno 0,1 mm, namotane u obliku spirale na okvir od liskuna, porculana ili kvarca. Takav termistor je zatvoren u zaštitnu cijev sa terminalnim stezaljkama, koja se nalazi na kontrolnoj točki temperature objekta.

Poluvodički termistori se proizvode u obliku malih šipki i diskova sa vodovima.

Sa povećanjem temperature, otpor metalnih termistora raste, dok kod većine poluvodičkih opada.

Prednost poluvodičkih termistora je njihova visoka termička osjetljivost (30 puta veća od metalnih).

Nedostatak poluvodičkih termistora je veliki raspon otpora i niska stabilnost, što ih čini teškim za korištenje za mjerenja. Dakle, poluvodički termistori u sistemima automatizacije rudnika tehnološke instalacije uglavnom se koristi za praćenje temperaturnih vrijednosti objekata i njihove termičke zaštite. U ovom slučaju, oni su obično povezani serijski s elektromagnetnim relejem na izvor napajanja.

Za mjerenje temperature, termistor RK je uključen u mostno kolo, koje mjerenje otpora pretvara u napon na izlazu Uout, koji se koristi u sistemu automatskog upravljanja ili mjernom sistemu.

Most može biti balansiran ili neuravnotežen.

Balansirani most se koristi sa nultom metodom mjerenja. U ovom slučaju, otpor R3 se mijenja (na primjer, posebnim automatski uređaj) nakon promjene otpora termistora Rt na način da se osigura jednakost potencijala u tačkama A i B. Ako je skala otpornika R3 graduirana u stepenima, tada se temperatura može očitati na osnovu položaja njegov klizač. Prednost ove metode je visoka preciznost, ali nedostatak je složenost. mjerni uređaj, koji je automatski sistem za praćenje.

Neuravnotežen most proizvodi signal Uout, proporcionalan pregrijavanju objekta. Odabirom otpora otpornika R1, R2, R3 postiže se ravnoteža mosta na početnoj vrijednosti temperature, osiguravajući ispunjenje uvjeta

Rt / R1= R3 / R2

Ako se promijeni vrijednost kontrolirane temperature i, shodno tome, otpora Rt, ravnoteža mosta će biti poremećena. Ako spojite mV uređaj sa skalom postupnom u stupnjevima na njegov izlaz, igla uređaja će pokazati izmjerenu temperaturu.

Indukcijski mjerač protoka

Za kontrolu napajanja drenažne pumpne jedinice moguće je koristiti indukcijske mjerače protoka, na primjer, tip IR-61M. Princip rada indukcionog merača protoka zasniva se na Faradejevom zakonu (zakon elektromagnetne indukcije).

Strukturni dijagram indukcijski mjerač protoka prikazan je na slici 9. Kada provodna tekućina teče u cjevovodu između polova magneta, emf se javlja u smjeru okomitom na smjer tekućine iu smjeru glavnog magnetnog fluksa. U na elektrodama, proporcionalno brzini fluida v:

gdje je B magnetna indukcija u procjepu između polova magneta; d – unutrašnji prečnik cevovoda.

Slika 9 – Dijagram dizajna indukcijskog mjerača protoka

Ako brzinu v izrazimo kroz zapreminski protok Q, tj.

Prednosti indukcijskog mjerača protoka:

Imaju blagu inerciju očitavanja;

Unutar radnog cjevovoda nema dijelova (zato imaju minimalne hidraulične gubitke).

Nedostaci merača protoka:

Očitavanja zavise od svojstava tečnosti koja se meri (viskoznost, gustina) i prirode strujanja (laminarno, turbulentno);

Ultrazvučni mjerači protoka

Princip rada ultrazvučnih mjerača protoka je takav

brzina širenja ultrazvuka u pokretnom mediju plina ili tekućine jednaka je geometrijskom zbroju prosječne brzine kretanja medija v i prirodne brzine zvuka u ovom mediju.

Dijagram dizajna ultrazvučnog mjerača protoka prikazan je na slici 10.

Slika 10 - Dijagram dizajna ultrazvučnog mjerača protoka

Emiter I stvara ultrazvučne vibracije frekvencije od 20 Hz i više, koje padaju na prijemnik P, koji te vibracije registruje (nalazi se na udaljenosti l). Brzina protoka F je jednaka

gdje je S površina poprečnog presjeka protoka tekućine; C – brzina zvuka u mediju (za tečnost 1000-1500 m/s);

t1 je trajanje prostiranja zvučnog talasa u pravcu strujanja od emitera I1 do prijemnika P1;

t 2 – trajanje prostiranja zvučnog talasa protiv strujanja od emitera I2 do prijemnika P2;

l je rastojanje između emitera I i prijemnika P;

k – koeficijent koji uzima u obzir distribuciju brzina u protoku.

Prednosti ultrazvučnog merača protoka:

a) visoka pouzdanost i brzina;

b) sposobnost mjerenja neprovodnih tekućina.

Nedostatak: povećani zahtjevi za kontaminacijom kontroliranog protoka vode.

2. Uređaji za prijenos podataka

Informacije se prenose od objekta automatizacije do upravljačkog uređaja preko komunikacijskih linija (kanala). Ovisno o fizičkom mediju kroz koji se informacije prenose, komunikacioni kanali se mogu podijeliti na sljedeće vrste:

– kablovske linije– električni (simetrični, koaksijalni, “ upredeni par“, itd.), optički i kombinovani električni kablovi sa jezgrom od optičkih vlakana;

– energetske niskonaponske i visokonaponske električne mreže;

– infracrveni kanali;

– radio kanale.

Prijenos informacija putem komunikacionih kanala može se prenositi bez kompresije informacija, tj. Jedan informacijski signal (analogni ili diskretni) prenosi se preko jednog kanala, a kompresijom informacija, mnogi informacijski signali se prenose preko komunikacijskog kanala. Zbijanje informacija se koristi za daljinski prijenos informacija na znatnim udaljenostima (na primjer, od opreme za automatizaciju koja se nalazi na putu do šišača ili od dijela rudnika do površine do dispečera) i može se obaviti korištenjem različitih vrsta signala kodiranje.

Tehnički sistemi, koji osiguravaju prijenos informacija o stanju objekta i upravljačkih komandi na daljinu putem komunikacijskih kanala sistemi daljinskog upravljanja i merenja ili telemehanički sistemi. U sistemima za daljinsko upravljanje i mjerenje svaki signal koristi svoju liniju - komunikacijski kanal. Koliko signala ima, toliko je potrebno i komunikacijskih kanala. Stoga je kod daljinskog upravljanja i mjerenja broj kontroliranih objekata, posebno na velikim udaljenostima, obično ograničen. U telemehaničkim sistemima, samo jedna linija ili jedan komunikacijski kanal se koristi za prijenos više poruka velikom broju objekata. Informacije se prenose u kodiranom obliku, a svaki objekat „zna” svoj kod, tako da je broj kontrolisanih ili upravljanih objekata praktično neograničen, samo će kod biti složeniji. Telemehanički sistemi se dijele na diskretne i analogne. Diskretni sistemi daljinskog upravljanja se nazivaju telealarmni sistemi(TS), obezbeđuju prenos konačnog broja stanja objekta (na primer, „uključeno“, „isključeno“). Analogni televizijski nadzorni sistemi se nazivaju telemetrijski sistemi(TI), oni pružaju prijenos kontinuiranih promjena u bilo kojim parametrima koji karakteriziraju stanje objekta (na primjer, promjene napona, struje, brzine itd.).

Elementi koji čine diskretne signale imaju različite kvalitativne karakteristike: amplitudu impulsa, polaritet i trajanje impulsa, frekvenciju ili fazu naizmjenične struje, šifru u slanju serije impulsa. Telemehanički sistemi su detaljnije razmotreni u.

Za razmjenu informacija između mikroprocesorskih kontrolera različitih uređaja sistema automatizacije, uključujući i upravljačke računare, koriste se specijalnim sredstvima, metode i pravila interakcije – interfejsi. U zavisnosti od načina prenosa podataka, pravi se razlika između paralelnih i serijskih interfejsa. IN paralelni interfejs q bitovi podataka se prenose preko q komunikacijske linije. IN serijski interfejs Prijenos podataka se obično vrši preko dvije linije: jedna kontinuirano prenosi taktne (sinhronizirajuće) impulse sa tajmera, a druga prenosi informacije.

U sistemima automatizacije rudarskih mašina najčešće se koriste serijski interfejsi standarda RS232 i RS485.

RS232 interfejs omogućava komunikaciju između dva računara, kontrolnog računara i mikrokontrolera, odnosno komunikaciju između dva mikrokontrolera brzinom do 19600 bps na udaljenosti do 15m.

Interfejs RS-485 omogućava razmjenu podataka između više uređaja preko jedne dvožične komunikacione linije u poludupleks modu. RS-485 interfejs omogućava prenos podataka brzinom do 10 Mbit/s. Maksimalni domet prijenosa ovisi o brzini: pri brzini od 10 Mbit/s maksimalna dužina linija - 120 m, pri brzini od 100 kbit/s - 1200 m. Broj uređaja povezanih na jednu liniju interfejsa zavisi od vrste primopredajnika koji se koriste u uređaju. Jedan predajnik je dizajniran za kontrolu 32 standardna prijemnika. Prijemnici su dostupni sa ulaznim impedancijama od 1/2, 1/4, 1/8 standardne. Kada se koriste takvi prijemnici, ukupan broj uređaja se može povećati u skladu s tim: 64, 128 ili 256. Prijenos podataka između kontrolera vrši se prema pravilima koja se nazivaju protokoli. Protokoli razmjene u većini sistema rade na principu master-slave. Jedan uređaj na autoputu je glavni i pokreće razmjenu slanjem zahtjeva slave uređajima koji se razlikuju po logičkim adresama. Jedan od popularnih protokola je Modbus protokol.

2. Aktuatori

Izvršenje rješenja, tj. provodi se implementacija kontrolne akcije koja odgovara generiranom upravljačkom signalu aktuatori (ED). Općenito, aktuator je kombinacija aktuatora (AM) i regulatornog tijela (RO). Položaj aktuatora u blok dijagramu lokalnog ACS-a prikazan je na slici 11.

Slika 11 - Položaj aktuatora u blok dijagramu lokalnog automatskog upravljačkog sistema

Aktuator (AM) je uređaj dizajniran za pretvaranje upravljačkih signala koje generiše upravljačka jedinica (PLC) u signale pogodne za utjecaj na krajnju vezu ACS-a - regulatorno tijelo (RO).

Pogon se sastoji od sljedećih osnovnih elemenata:

izvršni motor (elektromotor, klip, membrana);

element kvačila (spojnica, šarka);

mjenjač-pretvarač (mjenjač sa izlaznom polugom ili šipkom);

pojačivač snage (električni, pneumatski, hidraulični, kombinovani)

U specifičnom MI modelu, određeni broj elemenata (osim motora aktuatora) može nedostajati.

Glavni zahtjev za IM: kretanje RO sa najmanjim mogućim izobličenjem zakona upravljanja generiranog PLC-a, tj. MI mora imati dovoljnu brzinu i tačnost.

Glavne karakteristike:

a) nominalna i maksimalna vrijednost momenta

na izlaznu osovinu (rotaciono) ili sile na izlaznu šipku;

b) vrijeme rotacije izlaznog vratila IM ili hod njegove šipke;

c) maksimalnu vrijednost ugla ili hoda izlaznog vratila

d) mrtva zona.

Aktuatori su klasifikovani prema sledeće znakove:

1) kretanje regulacionog tela (rotaciono i linearno);

2) projektovanje (električni, hidraulični, pneumatski);

Električni – sa pogonima elektromotor i elektromagnet;

Hidraulični – sa pogonima: klip, klip, od hidrauličnog motora;

Pneumatski – sa pogonima: klip, klip, membrana, dijafragma, od zračnog motora.

U praksi se najviše koristi električni MI. Električni MI se klasifikuju kao:

elektromagnetski;

elektromotor

Elektromagnetni MI se dijele na:

IM sa diskovima iz elektromagnetne spojnice dizajnirani za prijenos rotacijskog kretanja (frikcione i klizne spojke;

IM sa solenoidnim pogonom su uređaji s 2 položaja (tj. dizajnirani za 2-položajnu kontrolu) koji izvode translacijsko kretanje pogonskih elemenata prema diskretnom principu: "uključeno - isključeno".

Elektromotori MI se dijele na:

jednookretni - kut rotacije izlaznog vratila ne prelazi 360 0. Primjer: MEO (električni jednookretni mehanizam). Koriste jednofazne i trofazne (MEOK, MEOB) asinhrone motore.

višeokretni – za daljinsku i lokalnu kontrolu cevovodne armature (ventila).

U sistemima automatizacije rudarskih mašina, električni hidraulički razdjelnici, na primjer tipovi GSD i 1RP2, imaju široku primjenu kao aktuatori. Električni hidraulički razdjelnik 1RP2 dizajniran je za kontrolu brzine posmaka i reznih elemenata kombajna kao dio automatskih regulatora opterećenja URAN.1M i sistema automatizacije SAUK02.2M. Elektrohidraulični razdjelnik 1RP2 je hidraulički kolutni ventil s elektromagnetnim pogonom na povlačenje.

Regulatorno tijelo (RO) je završni element ACS-a koji vrši direktan kontrolni uticaj na OS. RO menja protok materijala, energije, međusobnog dogovora dijelovi aparata, strojeva ili mehanizama u smjeru normalnog toka tehnološkog procesa.

Glavna karakteristika RO je njegova statička karakteristika, tj. odnos između izlaznog parametra Y (protok, pritisak, napon) i vrijednosti hoda regulatora u procentima.

RO obezbjeđuje:

a) dvopoložajna regulacija - RO kapija se brzo pomiče iz jednog ekstremnog položaja u drugi.

b) kontinuirano - u ovom slučaju je potrebno da propusna karakteristika RO bude striktno definisana (zasun, slavina, leptir ventil).

Sredstva za generisanje i primarnu obradu informacija uključuju tastaturne uređaje za nanošenje podataka na kartice, trake ili druge nosače informacija mehaničkim (probijanje) ili magnetskim metodama; akumulirane informacije se prenose za naknadnu obradu ili reprodukciju. Uređaji za tastaturu, bušenje ili magnetni blokovi i predajnici koriste se za izradu proizvodnih snimača za lokalne i sistemske svrhe, koji generiraju primarne informacije u radionicama, skladištima i drugim mjestima proizvodnje.

Senzori (primarni pretvarači) se koriste za automatsko izdvajanje informacija. To su vrlo različiti uređaji u smislu principa rada koji osjećaju promjene kontroliranih parametara tehnoloških procesa. Moderna mjerna tehnologija može direktno procijeniti više od 300 različitih fizičkih, hemijskih i drugih veličina, ali to zahtijeva automatizaciju u nizu novih područja ljudska aktivnost ponekad to nije dovoljno. Ekonomski izvodljivo proširenje opsega senzora u GPS-u postiže se objedinjavanjem osjetljivih elemenata. Osetljivi elementi koji reaguju na pritisak, silu, težinu, brzinu, ubrzanje, zvuk, svetlost, toplotno i radioaktivno zračenje koriste se u senzorima za kontrolu opterećenja opreme i njenih režima rada, kvaliteta obrade, obračuna puštanja proizvoda, praćenje njihovog kretanja na transporterima, zaliha i potrošnje materijala, izradaka, alata itd. Izlazni signali svih ovih senzora se pretvaraju u standardne električne ili pneumatske signale, koje prenose drugi uređaji.

Uređaji za prenos informacija uključuju pretvarače signala u oblike energije pogodne za emitovanje, telemehaničku opremu za prenos signala putem komunikacionih kanala na velike udaljenosti, prekidače za distribuciju signala do mesta gde se informacije obrađuju ili predstavljaju. Ovi uređaji povezuju sve periferne izvore informacija (tastaturne uređaje, senzore) sa centralnim dijelom upravljačkog sistema. Njihova svrha je efikasno korišćenje komunikacionih kanala, eliminišući izobličenje signala i uticaj mogućih smetnji tokom prenosa preko žičnih i bežičnih linija.

Uređaji za logičku i matematičku obradu informacija obuhvataju funkcionalne pretvarače koji menjaju prirodu, oblik ili kombinaciju informacionih signala, kao i uređaje za obradu informacija prema zadatim algoritmima (uključujući računare) u cilju implementacije zakona i načina upravljanja (regulacije).

Računari za komunikaciju sa ostalim delovima upravljačkog sistema opremljeni su uređajima za unos i izlaz informacija, kao i uređajima za skladištenje za privremeno skladištenje izvornih podataka, međusobne i konačni rezultati proračuni, itd. (pogledajte Unos podataka. Izlaz podataka, Uređaj za skladištenje).

Uređaji za prezentovanje informacija pokazuju ljudskom operateru stanje proizvodnih procesa i bilježe ga najvažnijih parametara. Takvi uređaji su signalne ploče, mnemodijagrami sa vizuelnim simbolima na tabli ili kontrolnoj tabli, sekundarni pokazivač i digitalni instrumenti za indikaciju i snimanje, katodne cijevi, alfabetske i digitalne pisaće mašine.

Uređaji za generiranje upravljačkih radnji pretvaraju slabe informacijske signale u snažnije energetske impulse potrebnog oblika, neophodne za aktiviranje zaštitnih, regulacijskih ili upravljačkih aktuatora.

Sigurnost Visoka kvaliteta proizvodi je povezan sa automatizacijom upravljanja u svim glavnim fazama proizvodnje. Subjektivne ljudske procjene zamjenjuju se objektivnim indikatorima sa automatskih mjernih stanica povezanih sa centralnim tačkama gdje se utvrđuje izvor kvarova i odakle se šalju komande za sprječavanje odstupanja izvan tolerancije. Od posebnog značaja je automatsko upravljanje korišćenjem računara u proizvodnji radiotehničkih i radioelektronskih proizvoda zbog njihove masovne proizvodnje i značajnog broja kontrolisanih parametara. Ništa manje važna su završna ispitivanja gotovih proizvoda na pouzdanost (vidi Pouzdanost tehnički uređaji). Automatizirani štandovi za funkcionalna, čvrstoća, klimatska, energetska i specijalizirana ispitivanja omogućavaju vam da brzo i identično provjerite tehničke i ekonomske karakteristike proizvodi (proizvodi).

Pogonski uređaji se sastoje od opreme za pokretanje, pogonskih hidrauličnih, pneumatskih ili električnih mehanizama (servomotori) i regulatornih tijela koja djeluju direktno na automatizirani proces. Važno je da njihov rad ne uzrokuje nepotrebne gubitke energije i smanjuje efikasnost procesa. Na primjer, prigušivanje, koje se obično koristi za regulaciju protoka pare i tečnosti, na osnovu povećanja hidraulički otpor u cevovodima se zamenjuju mašinama za formiranje protoka ili drugim, naprednijim metodama promene brzine protoka bez gubitka pritiska. Od velike je važnosti ekonomično i pouzdano upravljanje elektromotornim pogonom naizmjenične struje, korištenje elektromotornih pogona bez zupčanika i beskontaktnih prigušnica za upravljanje elektromotorima.

Ideja izgradnje instrumenata za praćenje, regulaciju i upravljanje u obliku jedinica koje se sastoje od nezavisnih blokova koji obavljaju određene funkcije, implementirana u GSP, omogućila je da se kroz različite kombinacije ovih blokova dobije širok spektar uređaja za rješavanje različitih problema korištenjem istih sredstava. Objedinjavanje ulaznih i izlaznih signala osigurava kombinaciju blokova s ​​različitim funkcijama i njihovu zamjenjivost.

GSP uključuje pneumatske, hidraulične i električnih uređaja i uređaja. Električni uređaji dizajnirani za primanje, prijenos i reprodukciju informacija su najsvestraniji.

Upotreba univerzalnog sistema industrijskih elemenata pneumatske automatizacije (USEPPA) omogućila je da se razvoj pneumatskih uređaja svede uglavnom na njihovo sklapanje od standardnih jedinica i dijelova s ​​malim brojem priključaka. Pneumatski uređaji se široko koriste za kontrolu i regulaciju u mnogim industrijama opasnim od požara i eksplozije.

GSP hidraulički uređaji se takođe sklapaju iz blokova. Hidraulički instrumenti i uređaji upravljaju opremom koja zahtijeva velike brzine za pomicanje upravljačkih elemenata sa značajnim naporom i velikom preciznošću, što je posebno važno kod alatnih mašina i automatskih linija.

U cilju što racionalnije sistematizacije GSP objekata i povećanja efikasnosti njihove proizvodnje, kao i pojednostavljenja projektovanja i konfiguracije sistema automatizovanog upravljanja, GSP uređaji se tokom razvoja kombinuju u agregatne komplekse. Agregatni kompleksi, zahvaljujući standardizaciji ulazno-izlaznih parametara i blok dizajnu uređaja, najpogodnije, pouzdano i ekonomičnije kombinuju različita tehnička sredstva u automatizovani sistemi kontrole i omogućavaju vam sastavljanje raznih specijaliziranih instalacija od višenamjenskih jedinica za automatizaciju.

Ciljano agregiranje analitičke opreme, mašine za testiranje, masovno-dozirni mehanizmi sa objedinjenom mjernom, računarskom i kancelarijskom opremom olakšavaju i ubrzavaju izradu osnovnih dizajna ove opreme i specijalizaciju fabrika za njihovu proizvodnju.

Klasifikacija opreme tehničke automatizacije nije nešto previše komplicirano i opterećeno. Međutim, općenito, alati za tehnološku automatizaciju imaju prilično razgranatu klasifikacijsku strukturu. Pokušajmo to shvatiti.

Savremena sredstva automatika se dijele u dvije grupe: komutirana i nekomutirana (programirana) tehnička sredstva automatizacije:

1) Preklopna oprema za automatizaciju

Regulatori

Relejna kola

2) Programirani alati za automatizaciju

ADSP procesori

ADSP procesori su alat za automatizaciju koji se koristi za složenu matematičku analizu procesa u sistemu. Ovi procesori imaju ulazno/izlazne module velike brzine koji mogu prenositi podatke na visokim frekvencijama do centralnog procesora, koji koristi složenu matematiku za analizu rada sistema. Primjer su sistemi za dijagnostiku vibracija koji koriste Fourierov niz za analizu, spektralna analiza i brojač pulsa. Po pravilu, takvi procesori su implementirani u obliku zasebne PCI kartice, koja se montira u odgovarajući slot računara i koristi CPU za matematičku obradu.

PLC (programabilni logički kontroler)

PLC-ovi su najčešći alati za automatizaciju. Imaju vlastito napajanje, centralni procesor, RAM, mrežna kartica, ulazno/izlazni moduli. Prednost je visoka pouzdanost sistema, prilagođenost industrijskim uslovima. Osim toga, koriste se programi koji rade ciklično i imaju takozvani Watch Dog, koji se koristi da spriječi zamrzavanje programa. Također, program radi sekvencijalno i nema paralelne veze i korake obrade koji bi mogli dovesti do negativnih posljedica.

PKK (programabilni kompjuterski kontroleri)

PKK je računar sa ulazno/izlaznim karticama, mrežnim karticama koje se koriste za unos/izlaz informacija.

PACK

PAK ( programirani automatizovani kontroleri) – PLC+PKK. Imaju distribuiranu mrežnu strukturu za obradu podataka (nekoliko PLC-a i PC-a).

· Specijalizovani kontroleri

Specijalizirani regulatori nisu slobodno programabilni alati za automatizaciju, već koriste standardne programe u kojima se mogu mijenjati samo neki koeficijenti (parametri PID regulatora, vrijeme rada aktuatora, kašnjenja, itd.). Takvi regulatori su fokusirani na ranije poznati sistem upravljanja (ventilacija, grijanje, opskrba toplom vodom). Početkom novog milenijuma ova tehnička sredstva automatizacije su postala široko rasprostranjena.

Karakteristika ADSP-a i PKK-a je upotreba standardnih programskih jezika: C, C++, Assembler, Pascal, budući da su kreirani na PC-u. Ova karakteristika alata za automatizaciju je i prednost i nedostatak.

Prednost je što se složeniji i fleksibilniji algoritam može napisati korištenjem standardnih programskih jezika. Nedostatak je što za rad s njima morate kreirati drajvere i koristiti programski jezik, koji je složeniji. Prednost PLC-ova i PAC-ova je upotreba inženjerskih programskih jezika koji su standardizirani prema IEC 61131-3. Ovi jezici nisu dizajnirani za programera, već za inženjera elektrotehnike.

Princip transformacije informacija

Principi upravljanja se zasnivaju na principu transformacije informacija.

Pretvarači su uređaji koji se koriste za pretvaranje količina jedne fizičke prirode u drugu i obrnuto.

Senzori su uređaji koji proizvode diskretni signal ovisno o šifri tehnološkog procesa ili utjecaju informacija na njih.

Informacije i metode za njihovu konverziju

Informacije moraju imati sljedeće svojstva:

1. Informacije moraju biti razumljive u skladu sa usvojenim sistemom kodiranja ili njegovom prezentacijom.

2. Kanali za prijenos informacija moraju biti otporni na buku i spriječiti prodor lažnih informacija.

3. Informacije moraju biti pogodne za obradu.

4. Informacije treba da budu zgodne za njihovo skladištenje.

Za prijenos informacija koriste se komunikacijski kanali, koji mogu biti umjetni, prirodni ili mješoviti.

Rice. 3. Komunikacijski kanali

O kanalima komunikacije detaljnije ćemo govoriti nešto kasnije.