Αυτοματοποίηση τεχνολογικών διαδικασιών και παραγωγής. Τεχνολογίες αυτοματισμού παραγωγής. Τεχνικά μέσα αυτοματισμού σημειώσεις διαλέξεων Γενικές πληροφορίες για την αυτοματοποίηση τεχνολογικών

Διοίκηση, συμβουλευτική και επιχειρηματικότητα

Διάλεξη 2. Γενικές πληροφορίεςσχετικά με τα τεχνικά μέσα αυτοματισμού. Ανάγκη μελέτης γενικά ζητήματαόσον αφορά τα τεχνικά μέσα αυτοματισμού και το κρατικό σύστημα βιομηχανικών οργάνων και μέσων αυτοματισμού, το ΣΓΠ υπαγορεύεται από το γεγονός ότι τα τεχνικά μέσα

Διάλεξη 2.

Γενικές πληροφορίες για τεχνικά μέσα αυτοματισμού.

Η ανάγκη μελέτης γενικών θεμάτων που σχετίζονται με τον τεχνικό εξοπλισμό αυτοματισμού και το κρατικό σύστημα βιομηχανικών οργάνων και εξοπλισμού αυτοματισμού (GSP) υπαγορεύεται από το γεγονός ότι ο τεχνικός εξοπλισμός αυτοματισμού αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του ΣΓΠ. Τεχνικά μέσαΗ αυτοματοποίηση αποτελεί τη βάση για την εφαρμογή συστημάτων πληροφοριών και ελέγχου στη βιομηχανική και μη βιομηχανική σφαίρα παραγωγής. Οι αρχές της οργάνωσης του ΣΓΠ καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό το περιεχόμενο του σταδίου σχεδιασμού της τεχνικής υποστήριξης για αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου διεργασιών (APCS). Με τη σειρά τους, η βάση των ΣΓΠ είναι συγκεντρωτικά σύμπλοκα τεχνικών μέσων προσανατολισμένα στο πρόβλημα.

Τα τυπικά εργαλεία αυτοματισμού μπορεί να είναι τεχνικά, υλικού, λογισμικού και σε όλο το σύστημα.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ τεχνικά μέσα αυτοματισμού(TSA) περιλαμβάνουν:

• Αισθητήρες;
• ενεργοποιητές?
• ρυθμιστικές αρχές (RO)·
• γραμμές επικοινωνίας?
• δευτερεύοντα όργανα (εμφάνιση και εγγραφή).
• αναλογικές και ψηφιακές συσκευές ελέγχου·
• μπλοκ προγραμματισμού?
• συσκευές ελέγχου λογικής εντολής.
• ενότητες για τη συλλογή και την πρωτογενή επεξεργασία δεδομένων και την παρακολούθηση της κατάστασης ενός αντικειμένου τεχνολογικού ελέγχου (TOU)·
• Μονάδες για γαλβανική απομόνωση και κανονικοποίηση σήματος.
• μετατροπείς σήματος από τη μια μορφή στην άλλη.
• Ενότητες για παρουσίαση δεδομένων, ένδειξη, καταγραφή και παραγωγή σημάτων ελέγχου.
• συσκευές αποθήκευσης buffer?
• Προγραμματιζόμενοι χρονόμετροι?
• εξειδικευμένες υπολογιστικές συσκευές, συσκευές προετοιμασίας προεπεξεργαστή.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ εργαλεία αυτοματισμού λογισμικού και υλικούπεριλαμβάνω:

• μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό και ψηφιακό σε αναλογικό.
• μέσα ελέγχου·
• αναλογικά και αναλογικά-ψηφιακά μπλοκ ελέγχου πολλαπλών κυκλωμάτων.
• Συσκευές λογικού ελέγχου προγράμματος πολλαπλών συνδέσεων.
• Προγραμματιζόμενοι μικροελεγκτές?
• τοπικά δίκτυα.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ εργαλεία αυτοματισμού σε όλο το σύστημαπεριλαμβάνω:

• συσκευές διεπαφής και προσαρμογείς επικοινωνίας.
• κοινόχρηστα μπλοκ μνήμης.
• αυτοκινητόδρομοι (λεωφορεία).
• γενικές συσκευές διάγνωσης συστήματος.
• επεξεργαστές άμεσης πρόσβασης για την αποθήκευση πληροφοριών·
• κονσόλες χειριστή.

Τεχνικά μέσα αυτοματισμού σε συστήματα ελέγχου

Οποιοδήποτε σύστημα ο έλεγχος πρέπει να εκτελεί τα ακόλουθαλειτουργίες:

• συλλογή πληροφοριών για τωρινή κατάστασηαντικείμενο τεχνολογικού ελέγχου (TOU)·
• καθορισμός κριτηρίων ποιότητας για εργασίες TOU.
• εύρεση του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας του TOU και βέλτιστων ενεργειών ελέγχου που διασφαλίζουν τα ακραία κριτήρια ποιότητας.
• υλοποίηση του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας στο TOU.

Αυτές οι λειτουργίες μπορούν να εκτελεστούν προσωπικό εξυπηρέτησηςή TCA. Υπάρχουν τέσσερατύπος συστημάτων ελέγχου(SU):

1) ενημερωτικό?

2) αυτόματο έλεγχο;

3) κεντρικός έλεγχος και ρύθμιση.

4) αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου διεργασιών.

Πληροφορίες ( εγχειρίδιο) συστήματα ελέγχου(Εικ. 1.1) χρησιμοποιούνται σπάνια, μόνο για αξιόπιστα λειτουργικά, απλά τεχνολογικά αντικείμενα ελέγχου TOU.

Ρύζι. 1.1. Δομή σύστημα πληροφορίωνέλεγχοι:

D - αισθητήρας (κύριος μορφοτροπέας μέτρησης).

VP - δευτερεύουσα συσκευή ένδειξης.

OPU - κέντρο ελέγχου χειριστή (πίνακες, κονσόλες, μνημονικά διαγράμματα, συσκευές συναγερμού).

Συσκευές τηλεχειρισμού τηλεχειριστήριο(κουμπιά, πλήκτρα, πίνακες ελέγχου παράκαμψης κ.λπ.)

Ενεργοποιητής IM?

RO - ρυθμιστικός φορέας.

C - συσκευές συναγερμού.

Μνημονικά διαγράμματα MS.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, το σύστημα ελέγχου πληροφοριών περιλαμβάνει ρυθμιστές άμεσης δράσης και ρυθμιστές ενσωματωμένους στον εξοπλισμό διεργασιών.

Σε συστήματα αυτόματου ελέγχου(Εικ. 1.2) όλες οι λειτουργίες εκτελούνται αυτόματα χρησιμοποιώντας κατάλληλα τεχνικά μέσα.

Οι λειτουργίες χειριστή περιλαμβάνουν:

• τεχνική διάγνωση της κατάστασης ACS και αποκατάσταση αποτυχημένων στοιχείων συστήματος.
• διόρθωση των κανονιστικών νόμων·
• αλλαγή της εργασίας?
• μετάβαση σε χειροκίνητο έλεγχο.
• συντήρηση εξοπλισμού.

Ρύζι. 1.2. Δομή του συστήματος αυτόματου ελέγχου (ACS):

KP - μετατροπέας κωδικοποίησης.

LS - γραμμές επικοινωνίας (καλώδια, σωλήνες ώθησης).

VU - υπολογιστικές συσκευές

Κεντρικά συστήματα ελέγχου και ρύθμισης(SCCR) (Εικ. 1.3). Τα ACS χρησιμοποιούνται για απλό τεχνικό εξοπλισμό, οι τρόποι λειτουργίας του οποίου χαρακτηρίζονται από μικρό αριθμό συντεταγμένων και η ποιότητα της εργασίας χαρακτηρίζεται από ένα εύκολα υπολογιζόμενο κριτήριο. Ειδική περίπτωση του ACS είναι το αυτόματο σύστημα ελέγχου (ASR).

Ένα σύστημα ελέγχου που διατηρεί αυτόματα μια ακραία τιμή TOC ανήκει στην κατηγορία των ακραίων συστημάτων ελέγχου.

Ρύζι. 1.3. Δομή του κεντρικού συστήματος ελέγχου και ρύθμισης:

OPU - κέντρο ελέγχου χειριστή.

D - αισθητήρας;

Μετατροπέας κανονικοποίησης NP.

KP - μετατροπείς κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης.

CR - κεντρικοί ρυθμιστές.

Εργαλείο εγγραφής πολλαπλών καναλιών MP (εκτύπωση).

Γ - συσκευή σηματοδότησης προ-έκτακτης ανάγκης.

MPP - συσκευές ένδειξης πολλαπλών καναλιών (οθόνες).

MS - μνημονικό διάγραμμα;

IM - ενεργοποιητής?

RO - ρυθμιστικός φορέας.

Ελεγκτής K

Τα ASR που υποστηρίζουν την καθορισμένη τιμή της ρυθμιζόμενης συντεταγμένης εξόδου του TOU χωρίζονται σε:

• σταθεροποίηση?
• λογισμικό;
• οπαδοί?
• προσαρμοστικός.

Οι ακραίοι ρυθμιστές χρησιμοποιούνται εξαιρετικά σπάνια.

Οι τεχνικές δομές του SCCR μπορούν να είναι δύο τύπων:

1) με μεμονωμένα TCA.

2) με συλλογικές TCA.

Στον πρώτο τύπο συστήματος, κάθε κανάλι κατασκευάζεται από TCA για ατομική χρήση. Αυτά περιλαμβάνουν αισθητήρες, μετατροπείς κανονικοποίησης, ρυθμιστές, δευτερεύουσες συσκευές, ενεργοποιητές και ρυθμιστικούς φορείς.

Η αποτυχία ενός καναλιού ελέγχου δεν οδηγεί σε διακοπή λειτουργίας της εγκατάστασης διεργασίας.

Αυτός ο σχεδιασμός αυξάνει το κόστος του συστήματος, αλλά αυξάνει την αξιοπιστία του.

Το σύστημα δεύτερου τύπου αποτελείται από TSA για ατομική και συλλογική χρήση. Το TSA για συλλογική χρήση περιλαμβάνει: διακόπτη, CP (μετατροπείς κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης), CR (κεντρικοί ρυθμιστές), MR (συσκευή εγγραφής πολλαπλών καναλιών (εκτύπωση)), MPP (συσκευές ένδειξης πολλαπλών καναλιών (οθόνες)).

Το κόστος ενός συλλογικού συστήματος είναι κάπως χαμηλότερο, αλλά η αξιοπιστία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αξιοπιστία των συλλογικών TSA.

Όταν η γραμμή επικοινωνίας είναι μεγάλη, χρησιμοποιούνται μεμονωμένοι μετατροπείς κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης, που βρίσκονται κοντά στους αισθητήρες και τους ενεργοποιητές. Αυτό αυξάνει το κόστος του συστήματος, αλλά βελτιώνει την θόρυβο της γραμμής επικοινωνίας.

Αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου διεργασιών(APCS) (Εικ. 1.4) είναι ένα σύστημα μηχανής στο οποίο η TSA λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση των αντικειμένων, υπολογίζει κριτήρια ποιότητας και βρίσκει τις βέλτιστες ρυθμίσεις ελέγχου. Οι λειτουργίες του χειριστή περιορίζονται στην ανάλυση των λαμβανόμενων πληροφοριών και στην εφαρμογή τους χρησιμοποιώντας τοπικά αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου ή τηλεχειρισμό του θαλάμου ελέγχου.

Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι συστημάτων ελέγχου διεργασιών:

• κεντρικό αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου διεργασιών (όλες οι λειτουργίες επεξεργασίας και ελέγχου πληροφοριών εκτελούνται από έναν υπολογιστή ελέγχου UVM) (Εικ. 1.4).

Ρύζι. 1.4. Δομή ενός κεντρικού αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου διεργασιών:

USO - συσκευή επικοινωνίας με αντικείμενο.

DU - τηλεχειριστήριο.

SOI - εργαλείο εμφάνισης πληροφοριών

• εποπτικό αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου διεργασιών (έχει έναν αριθμό τοπικών αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου που έχουν δημιουργηθεί βάσει TSA ατομικής χρήσης και έναν κεντρικό υπολογιστή υπολογιστή (CUVM), ο οποίος διαθέτει γραμμή επικοινωνίας πληροφοριών με τοπικά συστήματα) (Εικ. 1.5).

Ρύζι. 1.5. Δομή του συστήματος εποπτικού ελέγχου: LR - τοπικές ρυθμιστικές αρχές

• κατανεμημένο αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου διεργασιών - που χαρακτηρίζεται από την κατανομή των λειτουργιών ελέγχου επεξεργασίας και διαχείρισης πληροφοριών μεταξύ πολλών γεωγραφικά κατανεμημένων αντικειμένων και υπολογιστών (Εικ. 1.6).

Ρύζι. 1.6. Ιεραρχική δομή τεχνικών μέσων της SHG

ΣΕΛΙΔΑ 7

Τα εργαλεία αυτοματισμού παραγωγής περιλαμβάνουν εξοπλισμό τεχνικού αυτοματισμού (TAA) - πρόκειται για συσκευές και όργανα που μπορούν είτε να αποτελούν εργαλεία αυτοματισμού είτε να αποτελούν μέρος ενός συγκροτήματος υλικού και λογισμικού. Τα συστήματα ασφαλείας σε μια σύγχρονη επιχείρηση περιλαμβάνουν εξοπλισμό τεχνικού αυτοματισμού. Τις περισσότερες φορές, το TCA είναι βασικό στοιχείο ενός ολοκληρωμένου συστήματος ασφαλείας.

Ο τεχνικός εξοπλισμός αυτοματισμού περιλαμβάνει συσκευές για την καταγραφή, την επεξεργασία και τη μετάδοση πληροφοριών στην αυτοματοποιημένη παραγωγή. Με τη βοήθειά τους, οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής παρακολουθούνται, ρυθμίζονται και ελέγχονται.

Τα συστήματα ασφαλείας παρακολουθούν τη διαδικασία παραγωγής χρησιμοποιώντας μια ποικιλία αισθητήρων. Περιλαμβάνουν αισθητήρες πίεσης, αισθητήρες φωτογραφίας, επαγωγικούς αισθητήρες, χωρητικούς αισθητήρες, αισθητήρες λέιζερ κ.λπ.

Οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για την αυτόματη εξαγωγή πληροφοριών και τη μετατροπή τους αρχικά. Οι αισθητήρες διαφέρουν ως προς τις αρχές λειτουργίας τους και ως προς την ευαισθησία τους στις παραμέτρους που παρακολουθούν. Ο εξοπλισμός τεχνικής ασφάλειας περιλαμβάνει την ευρύτερη γκάμα αισθητήρων. Είναι η ολοκληρωμένη χρήση αισθητήρων που καθιστά δυνατή τη δημιουργία ολοκληρωμένων συστημάτων ασφαλείας που ελέγχουν πολλούς παράγοντες.

Τα τεχνικά μέσα ενημέρωσης περιλαμβάνουν επίσης συσκευές μετάδοσης που παρέχουν επικοινωνία μεταξύ αισθητήρων και εξοπλισμού ελέγχου. Με τη λήψη ενός σήματος από τους αισθητήρες, ο εξοπλισμός ελέγχου διακόπτει τη διαδικασία παραγωγής και εξαλείφει την αιτία του ατυχήματος. Εάν είναι αδύνατο να εξαλειφθεί η κατάσταση έκτακτης ανάγκης, ο τεχνικός εξοπλισμός ασφάλειας δίνει ένα σήμα για τη δυσλειτουργία στον χειριστή.

Οι πιο συνηθισμένοι αισθητήρες που περιλαμβάνονται σε οποιοδήποτε ολοκληρωμένο σύστημα ασφαλείας είναι οι χωρητικοί αισθητήρες.

Επιτρέπουν την ανέπαφη ανίχνευση της παρουσίας αντικειμένων σε απόσταση έως και 25 mm. Οι χωρητικοί αισθητήρες λειτουργούν σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή. Οι αισθητήρες είναι εξοπλισμένοι με δύο ηλεκτρόδια, μεταξύ των οποίων καταγράφεται η αγωγιμότητα. Εάν υπάρχει οποιοδήποτε αντικείμενο στη ζώνη ελέγχου, αυτό προκαλεί μια αλλαγή στο πλάτος ταλάντωσης της γεννήτριας που περιλαμβάνεται στον αισθητήρα. Ταυτόχρονα, ενεργοποιούνται χωρητικοί αισθητήρες, οι οποίοι αποτρέπουν την είσοδο ανεπιθύμητων αντικειμένων στον εξοπλισμό.

Οι χωρητικοί αισθητήρες διακρίνονται για την απλότητα του σχεδιασμού και την υψηλή αξιοπιστία τους, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται στο μέγιστο διαφορετικές περιοχέςπαραγωγή. Το μόνο μειονέκτημα είναι η μικρή περιοχή ελέγχου τέτοιων αισθητήρων.

Οι επισκέπτες διαβάζουν επίσης:

Βιομηχανική ασφάλεια
Στις περισσότερες σύγχρονες αυτοματοποιημένες επιχειρήσεις, η βιομηχανική ασφάλεια διασφαλίζεται μέσω της εφαρμογής ολοκληρωμένων συστημάτων ασφάλειας και ελέγχου παραγωγής

Ομοσπονδιακή Υπηρεσία για την Εκπαίδευση

Κρατικό εκπαιδευτικό ίδρυμα

ανώτερη επαγγελματική εκπαίδευση

"Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ομσκ"

V.N. Gudinov, A.P. Κορνεϊτσούκ

ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ
Σημειώσεις διάλεξης

Ομσκ 2006
UDC 681.5.08(075)

BBK 973,26-04ya73

σολ
ΑΝΑΘΕΩΡΗΤΕΣ:
Ν.Σ. Galdin, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος PTTM και G, SibADI,

V.V. Zakharov, επικεφαλής του τμήματος αυτοματισμού της ZAO NOMBUS.
Gudinov V.N., Korneichuk A.P.

Ζ Τεχνικά μέσα αυτοματισμού: Σημειώσεις διάλεξης. – Omsk: Omsk State Technical University Publishing House, 2006. – 52 p.
Οι σημειώσεις της διάλεξης παρέχουν βασικές πληροφορίες σχετικά με τα σύγχρονα τεχνικά εργαλεία και εργαλεία αυτοματισμού λογισμικού-υλισμικού (TSA) και τα συγκροτήματα λογισμικού-υλισμικού (STC), τις αρχές της κατασκευής τους, την ταξινόμηση, τη σύνθεση, τον σκοπό, τα χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά εφαρμογής τους σε διάφορους αυτοματοποιημένους ελέγχους και ρυθμίσεις συστήματα τεχνολογικών διεργασιών (APCS).

Οι σημειώσεις διαλέξεων προορίζονται για φοιτητές πλήρους, βραδινής, αλληλογραφίας και εξ αποστάσεως εκπαίδευσης στην ειδικότητα 220301 - «Αυτοματισμός τεχνολογικές διαδικασίεςκαι παραγωγή».
Δημοσιεύθηκε με απόφαση του συντακτικού και εκδοτικού συμβουλίου του Κρατικού Τεχνικού Πανεπιστημίου του Ομσκ.
UDC 681.5.08(075)

BBK 973,26-04ya73

© V.N. Gudinov, A.P. Korneychuk 2006

© Πολιτεία Ομσκ

Πολυτεχνείο, 2006

1. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΕΧΝΙΚΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ
Σκοπός του μαθήματος «Εργαλεία Τεχνικού Αυτοματισμού» (TSA) είναι να μελετήσει τη στοιχειώδη βάση των συστημάτων αυτόματου ελέγχου διεργασιών. Αρχικά, παρουσιάζουμε τις βασικές έννοιες και ορισμούς.

Στοιχείο(συσκευή) – ένα δομικά πλήρες τεχνικό προϊόν σχεδιασμένο να εκτελεί ορισμένες λειτουργίες σε συστήματα αυτοματισμού (μέτρηση, μετάδοση σήματος, αποθήκευση πληροφοριών, επεξεργασία, παραγωγή εντολών ελέγχου κ.λπ.).

Αυτόματο σύστημα ελέγχου (ACS)– σετ τεχνικές συσκευέςκαι λογισμικό και υλικό που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους προκειμένου να εφαρμοστεί ένας συγκεκριμένος νόμος ελέγχου (αλγόριθμος).

Αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου διεργασιών (APCS)– ένα σύστημα σχεδιασμένο για την ανάπτυξη και εφαρμογή ενεργειών ελέγχου σε ένα αντικείμενο τεχνολογικού ελέγχου και είναι ένα σύστημα ανθρώπου-μηχανής που παρέχει αυτόματη συλλογή και επεξεργασία πληροφοριών που είναι απαραίτητες για τον έλεγχο αυτού του τεχνολογικού αντικειμένου σύμφωνα με αποδεκτά κριτήρια (τεχνικά, τεχνολογικά, οικονομικά).

Αντικείμενο Τεχνολογικού Ελέγχου (TOU) -ένα σύνολο τεχνολογικού εξοπλισμού και την τεχνολογική διαδικασία που εφαρμόζεται σε αυτόν σύμφωνα με τις σχετικές οδηγίες και κανονισμούς.

Κατά τη δημιουργία σύγχρονων αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών, παρατηρείται παγκόσμια ενοποίηση και ενοποίηση τεχνικών λύσεων. Η κύρια απαίτηση των σύγχρονων συστημάτων αυτόματου ελέγχου είναι το άνοιγμα του συστήματος, όταν ορίζονται και περιγράφονται οι μορφές δεδομένων που χρησιμοποιούνται και η διαδικαστική διεπαφή, γεγονός που επιτρέπει τη σύνδεση «εξωτερικών» ανεξάρτητα ανεπτυγμένων συσκευών και συσκευών σε αυτό. Τα τελευταία χρόνια, η αγορά TCA έχει αλλάξει σημαντικά, έχουν δημιουργηθεί πολλές εγχώριες επιχειρήσεις που παράγουν εργαλεία και συστήματα αυτοματισμού και εμφανίστηκαν ολοκληρωμένοι συστημάτων. Από τις αρχές της δεκαετίας του '90, κορυφαίος ξένους κατασκευαστέςΗ TCA ξεκίνησε την ευρεία εισαγωγή των προϊόντων της στις χώρες της ΚΑΚ μέσω εμπορικών αποστολών, υποκαταστημάτων, κοινοπραξιών και εταιρειών αντιπροσώπων.

Η εντατική ανάπτυξη και η ταχεία δυναμική της αγοράς για σύγχρονη τεχνολογία ελέγχου απαιτούν την εμφάνιση βιβλιογραφίας που αντικατοπτρίζει την τρέχουσα κατάσταση της TCA. Επί του παρόντος, οι πιο πρόσφατες πληροφορίες σχετικά με τον εξοπλισμό αυτοματισμού εγχώριων και ξένων εταιρειών είναι διάσπαρτες και παρουσιάζονται κυρίως σε περιοδικά ή στο παγκόσμιο Διαδίκτυο σε ιστότοπους κατασκευαστικών εταιρειών ή σε εξειδικευμένες πύλες πληροφοριών όπως www.asutp.ru, www.mka.ru , www.industrialauto.ru. Σκοπός αυτών των σημειώσεων διάλεξης είναι η συστηματική παρουσίαση υλικού για τα στοιχεία και τα βιομηχανικά συγκροτήματα του TSA. Η περίληψη προορίζεται για φοιτητές της ειδικότητας «Αυτοματοποίηση Τεχνολογικών Διαδικασιών και Παραγωγής» που σπουδάζουν τον κλάδο «Τεχνικά Εργαλεία Αυτοματισμού».

1.1. Ταξινόμηση TCA σύμφωνα με λειτουργικό σκοπόσε αυτοκινούμενα πυροβόλα

Σύμφωνα με το GOST 12997-84, ολόκληρο το συγκρότημα TSA, σύμφωνα με τον λειτουργικό τους σκοπό στο ACS, χωρίζεται στις ακόλουθες επτά ομάδες (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Ταξινόμηση TSA κατά λειτουργικό σκοπό στο ACS:

CS – σύστημα ελέγχου. OU – αντικείμενο ελέγχου. CS – κανάλια επικοινωνίας.

Μνήμη – κύριες συσκευές. UPI – συσκευές επεξεργασίας πληροφοριών.

USPU – συσκευές ενίσχυσης και μετατροπής. UIO – συσκευές προβολής πληροφοριών. IM – ενεργοποιητές. RO – φορείς εργασίας. KU – συσκευές ελέγχου. D – αισθητήρες. VP – δευτερεύοντες μετατροπείς

1.2. Τάσεις ανάπτυξης TCA
1. Αυξημένη λειτουργικότητα TCA:

– στη λειτουργία ελέγχου (από την απλούστερη έναρξη/διακοπή και αυτόματη αντιστροφή έως κυκλικό και αριθμητικό πρόγραμμα και προσαρμοστικό έλεγχο).

– στη λειτουργία συναγερμού (από τους απλούστερους λαμπτήρες έως τις οθόνες κειμένου και γραφικών).

– στη διαγνωστική λειτουργία (από την ένδειξη ανοιχτού κυκλώματος έως τη δοκιμή λογισμικού ολόκληρου του συστήματος αυτοματισμού).

– σε λειτουργία επικοινωνίας με άλλα συστήματα (από ενσύρματες επικοινωνίες έως δικτυωμένες βιομηχανικές εγκαταστάσεις).

2. Περιπλοκή της βάσης στοιχείου σημαίνει μετάβαση από κυκλώματα επαφής ρελέ σε κυκλώματα χωρίς επαφήσε μεμονωμένα στοιχεία ημιαγωγών και από αυτά σε ολοκληρωμένα κυκλώματα αυξανόμενου βαθμού ολοκλήρωσης (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Στάδια ανάπτυξης ηλεκτρικών οχημάτων
3. Μετάβαση από άκαμπτες δομές (υλισμικό, κύκλωμα) σε εύκαμπτες (επαναδιαμορφώσιμες, επαναπρογραμματιζόμενες) δομές.

4. Μετάβαση από χειροκίνητες (διαισθητικές) μεθόδους σχεδιασμού TSA σε μηχανικά, επιστημονικά βασισμένα συστήματα σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή(ΠΑΛΗΑΝΘΡΩΠΟΣ).

1.3. Μέθοδοι απεικόνισης TCA
Κατά τη διαδικασία μελέτης αυτού του μαθήματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι απεικόνισης και παρουσίασης των TCA και των συστατικών τους. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι τα ακόλουθα:

1. Εποικοδομητική μέθοδος(Εικ. 7-13) περιλαμβάνει την απεικόνιση οργάνων και συσκευών χρησιμοποιώντας μεθόδους σχέδιο μηχανολογίαςμε τη μορφή τεχνικών σχεδίων, σχεδίων, κοινούς τύπους, προβολές (συμπεριλαμβανομένων των αξονομετρικών), τομές, τομές κ.λπ. .

2. Μέθοδος κυκλώματος(Εικ. 14.16-21.23) υποθέτει, σύμφωνα με το GOST ESKD, την αναπαράσταση του TCA με διαγράμματα διάφοροι τύποι(ηλεκτρικά, πνευματικά, υδραυλικά, κινηματικά) και τύπους (δομικά, λειτουργικά, θεμελιώδη, εγκατάστασης κ.λπ.).

3. Μαθηματικό μοντέλοχρησιμοποιείται πιο συχνά για TSA που εφαρμόζεται σε λογισμικό και μπορεί να αντιπροσωπεύεται από:

– συναρτήσεις μεταφοράς τυπικών δυναμικών συνδέσεων.

– διαφορικές εξισώσεις συνεχιζόμενων διεργασιών.

– λογικές συναρτήσεις για τον έλεγχο των εξόδων και των μεταβάσεων.

– γραφήματα κατάστασης, κυκλογράμματα, διαγράμματα χρόνου (Εικ. 14, 28).

– μπλοκ διαγράμματα αλγορίθμων λειτουργίας (Εικ. 40) κ.λπ.
1.4. Βασικές αρχές κατασκευής TCA
Για την κατασκευή σύγχρονων αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών, απαιτείται μια ποικιλία συσκευών και στοιχείων. Η ικανοποίηση των αναγκών συστημάτων ελέγχου τόσο διαφορετικής ποιότητας και πολυπλοκότητας για εξοπλισμό αυτοματισμού με την ατομική τους ανάπτυξη και παραγωγή θα καθιστούσε το πρόβλημα του αυτοματισμού τεράστιο και το εύρος των οργάνων και των συσκευών αυτοματισμού σχεδόν απεριόριστο.

Στα τέλη της δεκαετίας του '50, η ΕΣΣΔ διατύπωσε το πρόβλημα της δημιουργίας ενός ενιαίου Κρατικό σύστημαΒιομηχανικά όργανα και εγκαταστάσεις αυτοματισμού (GSP)– αντιπροσωπεύει ένα ορθολογικά οργανωμένο σύνολο οργάνων και συσκευών που ικανοποιούν τις αρχές της τυποποίησης, της ενοποίησης, της συγκέντρωσης και προορίζονται για την κατασκευή αυτοματοποιημένων συστημάτων μέτρησης, παρακολούθησης, ρύθμισης και διαχείρισης τεχνολογικών διαδικασιών σε διάφορους κλάδους. Και από τη δεκαετία του '70, το ΣΓΠ καλύπτει επίσης μη βιομηχανικούς τομείς ανθρώπινης δραστηριότητας, όπως επιστημονική έρευνα, δοκιμές, ιατρική κ.λπ.

Πληκτρολόγηση- πρόκειται για μια λογική μείωση της ποικιλίας των επιλεγμένων τύπων, σχεδίων μηχανών, εξοπλισμού, συσκευών, σε μη ένας μεγάλος αριθμόςτα καλύτερα δείγματα από κάθε άποψη, με σημαντικά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Κατά τη διαδικασία τυποποίησης, αναπτύσσονται και εγκαθίστανται τυποποιημένα σχέδια, τα οποία περιέχουν βασικά στοιχεία και παραμέτρους κοινές σε έναν αριθμό προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των υποσχόμενων προϊόντων. Η διαδικασία τυποποίησης ισοδυναμεί με ομαδοποίηση, ταξινομώντας κάποιο αρχικό, δεδομένο σύνολο στοιχείων σε περιορισμένο αριθμό τύπων, λαμβάνοντας υπόψη τους πραγματικούς περιορισμούς.

Ενοποίηση– πρόκειται για τη μείωση διαφόρων τύπων προϊόντων και μέσων παραγωγής τους σε ένα ορθολογικό ελάχιστο τυπικών μεγεθών, εμπορικών σημάτων, σχημάτων, ιδιοτήτων. Φέρνει ομοιομορφία στις κύριες παραμέτρους τυπικές λύσειςΗ TCA εξαλείφει επίσης την αδικαιολόγητη ποικιλία μέσων του ίδιου σκοπού και την ποικιλομορφία των μερών τους. Οι συσκευές, τα μπλοκ και οι μονάδες τους, πανομοιότυπες ή διαφορετικές ως προς τον λειτουργικό τους σκοπό, αλλά προέρχονται από ένα βασικό σχέδιο, σχηματίζουν μια ενοποιημένη σειρά.

Συσσωμάτωσηείναι η ανάπτυξη και χρήση ενός περιορισμένου εύρους τυπικών ενοποιημένων μονάδων, μπλοκ, συσκευών και ενοποιημένων τυποποιημένων δομών (UTC) για την κατασκευή πολλών πολύπλοκων συστημάτων και συγκροτημάτων με προσανατολισμό στο πρόβλημα. Η συγκέντρωση σάς επιτρέπει να δημιουργείτε διάφορες τροποποιήσεις προϊόντων στην ίδια βάση, να παράγετε TSA για τον ίδιο σκοπό, αλλά με διαφορετικό τεχνικά χαρακτηριστικά.

Η αρχή της συνάθροισης χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς κλάδους της τεχνολογίας (για παράδειγμα, αρθρωτές μηχανές και αρθρωτά βιομηχανικά ρομπότ στη μηχανολογία, υπολογιστές συμβατοί με IBM σε συστήματα ελέγχου και αυτοματοποίηση επεξεργασίας πληροφοριών κ.λπ.).

2. ΚΡΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΩΝ

ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΗΜΑΙΝΕΙ

Το GSP είναι ένα σύνθετο αναπτυσσόμενο σύστημα που αποτελείται από έναν αριθμό υποσυστημάτων που μπορούν να προβληθούν και να ταξινομηθούν από διαφορετικές θέσεις. Ας εξετάσουμε τη λειτουργική-ιεραρχική και εποικοδομητική-τεχνολογική δομή των τεχνικών μέσων του ΓΣΠ.
2.1. Λειτουργική-ιεραρχική δομή των SHGs

Ρύζι. 3. Ιεραρχία των SHGs
Χαρακτηριστικά των σύγχρονων δομών για την κατασκευή αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου για βιομηχανικές επιχειρήσεις είναι: η διείσδυση υπολογιστικών εργαλείων και η εισαγωγή τεχνολογιών δικτύου σε όλα τα επίπεδα διαχείρισης.

Στην παγκόσμια πρακτική, οι ειδικοί στον ολοκληρωμένο αυτοματισμό παραγωγής προσδιορίζουν επίσης πέντε επίπεδα διαχείρισης μιας σύγχρονης επιχείρησης (Εικ. 4), τα οποία συμπίπτουν πλήρως με την παραπάνω ιεραρχική δομή του ΣΓΠ.

Στο επίπεδο μιR.P.– Το Enterprise Resource Planning (enterprise Resource Planning) υπολογίζει και αναλύει χρηματοοικονομικούς και οικονομικούς δείκτες και επιλύει στρατηγικά διοικητικά και διοικητικά προβλήματα.

Στο επίπεδο MES– Manufacturing Execution Systems (production execution systems) – καθήκοντα διαχείρισης ποιότητας προϊόντων, σχεδιασμός και έλεγχος της σειράς λειτουργιών της τεχνολογικής διαδικασίας, διαχείριση παραγωγής και ανθρώπινου δυναμικού στο πλαίσιο της τεχνολογικής διαδικασίας, συντήρηση εξοπλισμού παραγωγής.

Αυτά τα δύο επίπεδα σχετίζονται με τα καθήκοντα των αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου (αυτοματοποιημένα συστήματα διαχείρισης επιχειρήσεων) και τα τεχνικά μέσα με τα οποία υλοποιούνται αυτά τα καθήκοντα - πρόκειται για προσωπικούς υπολογιστές γραφείου (PC) και σταθμούς εργασίας που βασίζονται σε αυτούς στις υπηρεσίες των επικεφαλής ειδικών του επιχείρηση.


Ρύζι. 4. Πυραμίδα σύγχρονης διαχείρισης παραγωγής.
Στα επόμενα τρία επίπεδα επιλύονται προβλήματα που ανήκουν στην κατηγορία των αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών (automated process control systems).

SCADA– Εποπτικός Έλεγχος και Απόκτηση Δεδομένων (σύστημα συλλογής δεδομένων και εποπτείας (διανομέας) ελέγχου) είναι ένα επίπεδο τακτικής επιχειρησιακής διαχείρισης στο οποίο επιλύονται προβλήματα βελτιστοποίησης, διάγνωσης, προσαρμογής κ.λπ.

Ελεγχος- επίπεδο– επίπεδο άμεσου (τοπικού) ελέγχου, το οποίο εφαρμόζεται σε TCA όπως: λογισμικό – πίνακες χειριστή (τηλεχειριστήρια), PLC – προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές, USO – συσκευές επικοινωνίας με το αντικείμενο.

HMI– Διεπαφή ανθρώπου-μηχανής (επικοινωνία ανθρώπου-μηχανής) – οπτικοποιεί (εμφανίζει πληροφορίες) την πρόοδο της τεχνολογικής διαδικασίας.

Εισαγωγή/ Παραγωγή– Οι είσοδοι/έξοδοι του αντικειμένου ελέγχου είναι

αισθητήρες και ενεργοποιητές (S/AM) συγκεκριμένων τεχνολογικών εγκαταστάσεων και μηχανημάτων εργασίας.

2.2. Δομική και τεχνολογική δομή του ΣΓΠ


Ρύζι. 5. Δομή SHG
UKTS(ενιαίο σύνολο τεχνικών μέσων) – είναι μια συλλογή ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ τεχνικά προϊόντα, σχεδιασμένο να εκτελεί διαφορετικές λειτουργίες, αλλά βασίζεται στην ίδια αρχή λειτουργίας και έχει τα ίδια δομικά στοιχεία.

ΠΡΑΞΕΙΣ(συγκεντρωτικό σύμπλεγμα τεχνικών μέσων) – είναι μια συλλογή διάφοροι τύποιτεχνικά προϊόντα και συσκευές που συνδέονται μεταξύ τους με λειτουργικότητα, σχεδιασμό, τύπο τροφοδοσίας, επίπεδο σημάτων εισόδου/εξόδου, που δημιουργούνται σε ενιαίο σχεδιασμό, βάση λογισμικού και υλικού σύμφωνα με την αρχή του μπλοκ-modular. Παραδείγματα γνωστών εγχώριων UKTS και ACTS δίνονται στον Πίνακα. 1.

PTK (σύμπλεγμα λογισμικού και υλικού ) – Αυτό είναι ένα σύνολο εργαλείων αυτοματισμού μικροεπεξεργαστών (προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές, τοπικοί ρυθμιστές, συσκευές επικοινωνίας με το αντικείμενο), πάνελ οθόνης χειριστών και διακομιστών, βιομηχανικά δίκτυα που διασυνδέουν τα αναφερόμενα στοιχεία, καθώς και βιομηχανικό λογισμικό όλων αυτών των στοιχείων, σχεδιασμένο να δημιουργεί διανομή αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών σε διάφορες βιομηχανίες. Παραδείγματα σύγχρονων εγχώριων και ξένων συστημάτων υλικού και λογισμικού δίνονται στον Πίνακα. 2.

Τα συγκεκριμένα συγκροτήματα τεχνικών μέσων αποτελούνται από εκατοντάδες και χιλιάδες διαφορετικούς τύπους, μεγέθη, τροποποιήσεις και σχέδια οργάνων και συσκευών.

Τύπος Προϊόντος- αυτό είναι ένα σύνολο τεχνικών προϊόντων που είναι πανομοιότυπα σε λειτουργικότητα, έχουν μια ενιαία αρχή λειτουργίας και έχουν την ίδια ονοματολογία της κύριας παραμέτρου.

Κανονικό μέγεθος- προϊόντα του ίδιου τύπου, αλλά με δικά τους συγκεκριμένες αξίεςκύρια παράμετρος.

Τροποποίηση- είναι μια συλλογή προϊόντων του ίδιου τύπου που έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά σχεδίου.

Εκτέλεση– σχεδιαστικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά απόδοσης.

Συμπλέγματα TCA Πίνακας 1

Θέμα 2

1. Αισθητήρες

Ένας αισθητήρας είναι μια συσκευή που μετατρέπει την επιρροή εισόδου οποιουδήποτε φυσική ποσότητασε ένα σήμα κατάλληλο για περαιτέρω χρήση.

Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται είναι πολύ διαφορετικοί και μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διάφορα κριτήρια (βλ. Πίνακα 1).

Ανάλογα με τον τύπο της ποσότητας εισόδου (μετρούμενη) υπάρχουν: αισθητήρες μηχανικής μετατόπισης (γραμμικοί και γωνιακοί), πνευματικοί, ηλεκτρικοί, μετρητές ροής, ταχύτητας, επιτάχυνσης, δύναμης, θερμοκρασίας, αισθητήρες πίεσης κ.λπ.

Με βάση τον τύπο της τιμής εξόδου στην οποία μετατρέπεται η τιμή εισόδου, τα μη ηλεκτρικά και τα ηλεκτρικά διακρίνονται: αισθητήρες συνεχούς ρεύματος (emf ή τάση), αισθητήρες πλάτους εναλλασσόμενου ρεύματος (emf ή τάση), αισθητήρες συχνότητας εναλλασσόμενου ρεύματος (emf ή τάση ), αισθητήρες αντίστασης (ενεργοί, επαγωγικοί ή χωρητικός) κ.λπ.

Οι περισσότεροι αισθητήρες είναι ηλεκτρικοί. Αυτό οφείλεται στα ακόλουθα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών μετρήσεων:

Ηλεκτρικά μεγέθηείναι βολικό να μεταδίδεται σε απόσταση και η μετάδοση πραγματοποιείται με υψηλή ταχύτητα.

Τα ηλεκτρικά μεγέθη είναι καθολικά με την έννοια ότι οποιαδήποτε άλλα μεγέθη μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρικά μεγέθη και αντίστροφα.

Μετατρέπονται με ακρίβεια σε ψηφιακό κωδικό και σας επιτρέπουν να επιτύχετε υψηλή ακρίβεια, ευαισθησία και ταχύτητα των οργάνων μέτρησης.

Με βάση την αρχή λειτουργίας τους, οι αισθητήρες μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: γεννήτρια και παραμετρική. Μια ξεχωριστή ομάδα αποτελείται από ραδιενεργούς αισθητήρες. Οι ραδιενεργοί αισθητήρες είναι αισθητήρες που χρησιμοποιούν φαινόμενα όπως αλλαγές στις παραμέτρους υπό την επίδραση των ακτίνων g και b. ιονισμός και φωταύγεια ορισμένων ουσιών υπό την επίδραση ραδιενεργής ακτινοβολίας. Οι αισθητήρες γεννήτριας μετατρέπουν απευθείας την τιμή εισόδου σε ηλεκτρικό σήμα. Οι παραμετρικοί αισθητήρες μετατρέπουν την τιμή εισόδου σε μια αλλαγή σε οποιαδήποτε ηλεκτρική παράμετρο (R, L ή C) του αισθητήρα.

Με βάση την αρχή της λειτουργίας, οι αισθητήρες μπορούν επίσης να χωριστούν σε ωμικούς, ρεοστατικούς, φωτοηλεκτρικούς (οπτοηλεκτρονικούς), επαγωγικούς, χωρητικούς κ.λπ.

Υπάρχουν τρεις κατηγορίες αισθητήρων:

Αναλογικοί αισθητήρες, δηλαδή αισθητήρες που παράγουν αναλογικό σήμα ανάλογο με τη μεταβολή της τιμής εισόδου.

Ψηφιακούς αισθητήρες που δημιουργούν μια σειρά παλμών ή δυαδική λέξη.

Δυαδικοί (δυαδικοί) αισθητήρες που παράγουν σήμα μόνο δύο επιπέδων: "on/off" (0 ή 1).

Εικόνα 1 – Ταξινόμηση αισθητήρων για συστήματα αυτοματισμού μηχανών εξόρυξης

Απαιτήσεις για αισθητήρες:

Αδιαμφισβήτητη εξάρτηση της τιμής εξόδου από την τιμή εισόδου.

Σταθερότητα χαρακτηριστικών με την πάροδο του χρόνου.

Υψηλή ευαισθησία;

Μικρό μέγεθος και βάρος.

Χωρίς σχόλια για ελεγχόμενη διαδικασίακαι στην ελεγχόμενη παράμετρο?

Εργασία υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας.

Διάφορες επιλογές εγκατάστασης.

Παραμετρικοί αισθητήρες

Οι παραμετρικοί αισθητήρες είναι αισθητήρες που μετατρέπουν τα σήματα εισόδου σε αλλαγή σε οποιαδήποτε παράμετρο του ηλεκτρικού κυκλώματος (R, L ή C). Σύμφωνα με αυτό, διακρίνονται αισθητήρες ενεργής αντίστασης, επαγωγικοί και χωρητικοί αισθητήρες.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτών των αισθητήρων είναι ότι χρησιμοποιούνται μόνο με εξωτερική πηγή ενέργειας.

Στον σύγχρονο εξοπλισμό αυτοματισμού, χρησιμοποιούνται ευρέως διάφοροι παραμετρικοί αισθητήρες ενεργής αντίστασης - αισθητήρες επαφής, ρεοστατικοί, ποτενσιομετρικοί αισθητήρες.

Αισθητήρες επαφής. Το πιο αξιόπιστο με αισθητήρες επαφήςΛαμβάνονται υπόψη οι μαγνητικά ελεγχόμενες σφραγισμένες επαφές (διακόπτες καλαμιού).

Εικόνα 1 – Σχηματικό διάγραμμα αισθητήρα διακόπτη καλαμιού

Το αισθητήριο στοιχείο του αισθητήρα, ο διακόπτης καλαμιού, είναι μια αμπούλα 1, στο εσωτερικό της οποίας σφραγίζονται ελατήρια επαφής (ηλεκτρόδια) 2, κατασκευασμένα από σιδηρομαγνητικό υλικό. Η γυάλινη αμπούλα είναι γεμάτη με ένα προστατευτικό αέριο (αργό, άζωτο κ.λπ.). Η στεγανότητα της αμπούλας αποκλείει κακή επιρροή(επίδραση) του περιβάλλοντος στις επαφές, αυξάνοντας την αξιοπιστία της λειτουργίας τους. Οι επαφές ενός διακόπτη καλαμιού που βρίσκεται σε ελεγχόμενο σημείο του χώρου κλείνουν υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, το οποίο δημιουργείται από έναν μόνιμο μαγνήτη (ηλεκτρομαγνήτη) που είναι εγκατεστημένος σε ένα κινούμενο αντικείμενο. Όταν οι επαφές του διακόπτη καλαμιού είναι ανοιχτές, η ενεργή αντίστασή του είναι ίση με το άπειρο, και όταν είναι κλειστή, είναι σχεδόν μηδενική.

Σήμα εξόδου αισθητήρα (U out στο φορτίο R1) ίση με την τάση U p της πηγής ισχύος παρουσία μαγνήτη (αντικειμένου) στο σημείο ελέγχου και μηδέν σε περίπτωση απουσίας του.

Οι διακόπτες Reed είναι διαθέσιμοι τόσο με επαφές δημιουργίας και διακοπής, όσο και με επαφές μεταγωγής και πολώσεις. Μερικοί τύποι διακοπτών καλαμιών - KEM, MKS, MKA.

Τα πλεονεκτήματα των αισθητήρων διακόπτη καλαμιού είναι η υψηλή αξιοπιστία και ο μέσος χρόνος μεταξύ των βλαβών (περίπου 107 λειτουργίες). Το μειονέκτημα των αισθητήρων καλαμιού είναι μια σημαντική αλλαγή στην ευαισθησία με μια ελαφρά μετατόπιση του μαγνήτη προς την κατεύθυνση κάθετη προς την κίνηση του αντικειμένου.

Οι αισθητήρες Reed χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, στον αυτοματισμό των εγκαταστάσεων ανύψωσης, αποχέτευσης, εξαερισμού και μεταφοράς.

Ποτενσιομετρικοί αισθητήρες. Οι ποτενσιομετρικοί αισθητήρες είναι μια μεταβλητή αντίσταση (ποτενσιόμετρο) που αποτελείται από ένα επίπεδο (λωρίδα), κυλινδρικό ή δακτυλιοειδές πλαίσιο πάνω στο οποίο ένα λεπτό σύρμα από κονταντάν ή νιχρώμιο με υψηλή αντίσταση. Ένας ολισθητήρας κινείται κατά μήκος του πλαισίου - μια συρόμενη επαφή συνδεδεμένη μηχανικά με το αντικείμενο (βλ. Εικόνα 2).

Μετακινώντας το ρυθμιστικό χρησιμοποιώντας την κατάλληλη μονάδα δίσκου, μπορείτε να αλλάξετε την αντίσταση της αντίστασης από το μηδέν στο μέγιστο. Επιπλέον, η αντίσταση του αισθητήρα μπορεί να αλλάξει τόσο σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο όσο και σύμφωνα με άλλους, συχνά λογαριθμικούς, νόμους. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να αλλάξετε την τάση ή το ρεύμα στο κύκλωμα φορτίου.

Εικόνα 2 - Ποτενσιομετρικός αισθητήρας

Για ένα γραμμικό ποτενσιόμετρο (βλ. Εικόνα 2) μήκος μεγάλοη τάση εξόδου καθορίζεται από την έκφραση:

,

όπου x είναι η κίνηση της βούρτσας. k=U p / μεγάλο- συντελεστής μεταφοράς. U p – τάση τροφοδοσίας.

Οι ποτενσιομετρικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση διαφόρων παραμέτρων διεργασίας - πίεση, επίπεδο κ.λπ., που προηγουμένως μετατράπηκαν από ένα αισθητήριο στοιχείο σε κίνηση.

Τα πλεονεκτήματα των ποτενσιομετρικών αισθητήρων είναι η απλότητα σχεδιασμού, μικρά μεγέθη, καθώς και δυνατότητα τροφοδοσίας τόσο με συνεχές όσο και με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Το μειονέκτημα των ποτενσιομετρικών αισθητήρων είναι η παρουσία μιας συρόμενης ηλεκτρικής επαφής, η οποία μειώνει την αξιοπιστία της λειτουργίας.

Επαγωγικοί αισθητήρες. Η αρχή λειτουργίας του επαγωγικού αισθητήρα βασίζεται σε μια αλλαγή στην επαγωγή L του πηνίου 1, που τοποθετείται στον σιδηρομαγνητικό πυρήνα 2, όταν κινείται Χάγκυρες 3 (βλ. Εικόνα 3).

Εικόνα 3 - Επαγωγικός αισθητήρας

Το κύκλωμα του αισθητήρα τροφοδοτείται από μια πηγή AC.

Το στοιχείο ελέγχου των αισθητήρων είναι μια μεταβλητή αντίδραση - ένα τσοκ με μεταβλητό διάκενο αέρα.

Ο αισθητήρας λειτουργεί ως εξής. Υπό την επίδραση ενός αντικειμένου, ο οπλισμός, που πλησιάζει τον πυρήνα, προκαλεί αύξηση της σύνδεσης ροής και, κατά συνέπεια, επαγωγή του πηνίου. Με μειούμενο χάσμα ρεσε μια ελάχιστη τιμή, η επαγωγική αντίδραση του πηνίου x L = wL = 2pfL αυξάνεται στο μέγιστο, μειώνοντας το ρεύμα φορτίου RL, το οποίο είναι συνήθως ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ. Τα τελευταία, με τις επαφές τους, τον έλεγχο διακόπτη, την προστασία, τα κυκλώματα παρακολούθησης κ.λπ.

Τα πλεονεκτήματα των επαγωγικών αισθητήρων είναι η απλότητα της συσκευής και η αξιοπιστία της λειτουργίας λόγω της απουσίας μηχανικής σύνδεσης μεταξύ του πυρήνα και του οπλισμού, ο οποίος συνήθως συνδέεται με ένα κινούμενο αντικείμενο, η θέση του οποίου ελέγχεται. Οι λειτουργίες μιας άγκυρας μπορούν να εκτελεστούν από ένα ίδιο το αντικείμενο που έχει σιδηρομαγνητικά μέρη, για παράδειγμα μια παράκαμψη κατά τον έλεγχο της θέσης του στον άξονα.

Τα μειονεκτήματα των επαγωγικών αισθητήρων είναι η μη γραμμικότητα των χαρακτηριστικών και η σημαντική ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης του οπλισμού προς τον πυρήνα. Για τη μείωση των δυνάμεων και τη συνεχή μέτρηση των μετατοπίσεων, χρησιμοποιούνται αισθητήρες τύπου σωληνοειδούς ή ονομάζονται διαφορικοί.

Χωρητικοί αισθητήρες.Οι χωρητικοί αισθητήρες είναι δομικά μεταβλητοί πυκνωτές διαφόρων σχεδίων και σχημάτων, αλλά πάντα με δύο πλάκες, μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα διηλεκτρικό μέσο. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των μηχανικών γραμμικών ή γωνιακών κινήσεων, καθώς και της πίεσης, της υγρασίας ή του περιβαλλοντικού επιπέδου σε αλλαγή χωρητικότητας. Σε αυτή την περίπτωση, για τον έλεγχο μικρών γραμμικών κινήσεων, χρησιμοποιούνται πυκνωτές στους οποίους αλλάζει το διάκενο αέρα μεταξύ των πλακών. Για τον έλεγχο των γωνιακών κινήσεων, χρησιμοποιούνται πυκνωτές με σταθερό κενό και μεταβλητή επιφάνεια εργασίας των πλακών. Για τον έλεγχο των επιπέδων πλήρωσης των δεξαμενών με χύδην υλικά ή υγρά σε σταθερά κενά και περιοχές εργασίας των πλακών, ελέγχονται πυκνωτές με τη διηλεκτρική σταθερά του μέσου. Η ηλεκτρική χωρητικότητα ενός τέτοιου πυκνωτή υπολογίζεται από τον τύπο

όπου: S - Συνολική περιοχή τομής των πλακών. δ - απόσταση μεταξύ των πλακών. ε είναι η διηλεκτρική σταθερά του μέσου μεταξύ των πλακών. ε 0 είναι η διηλεκτρική σταθερά.

Με βάση το σχήμα των πλακών, διακρίνονται επίπεδοι, κυλινδρικοί και άλλοι τύποι μεταβλητών πυκνωτών.

Οι χωρητικοί αισθητήρες λειτουργούν μόνο σε συχνότητες άνω των 1000 Hz. Η χρήση σε βιομηχανική συχνότητα είναι πρακτικά αδύνατη λόγω της υψηλής χωρητικότητας (Xc = = ).

Αισθητήρες γεννήτριας

Οι αισθητήρες γεννήτριας είναι αισθητήρες που μετατρέπουν απευθείας διάφορα είδη ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Δεν απαιτούν εξωτερικές πηγές ενέργειας, γιατί οι ίδιοι παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα Οι αισθητήρες γεννήτριας χρησιμοποιούν γνωστά φυσικά φαινόμενα: την εμφάνιση EMF στα θερμοζεύγη όταν θερμαίνονται, σε φωτοκύτταρα με στρώμα μπλοκαρίσματος όταν φωτίζονται, το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο και το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής .

Αισθητήρες επαγωγής. ΣΕ αισθητήρες επαγωγήςμετατροπή μιας εισερχόμενης μη ηλεκτρικής ποσότητας σε επαγόμενη emf. χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας κίνησης, γραμμικών ή γωνιακών κινήσεων. Ε.μ.φ. σε τέτοιους αισθητήρες προκαλείται σε πηνία ή περιελίξεις από χαλκό μονωμένο σύρμακαι τοποθετείται σε μαγνητικούς πυρήνες από ηλεκτρικό χάλυβα.

Οι μικρογεννήτριες μικρού μεγέθους που μετατρέπουν τη γωνιακή ταχύτητα ενός αντικειμένου σε emf, η τιμή της οποίας είναι ευθέως ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής του άξονα εξόδου του αντικειμένου δοκιμής, ονομάζονται ταχογεννήτριες συνεχών και εναλλασσόμενων ρευμάτων. Τα κυκλώματα ταχογεννητριών με και χωρίς ανεξάρτητη περιέλιξη διέγερσης φαίνονται στο Σχήμα 4.

Σχήμα 4 - Σχέδια ταχογεννητριών με και χωρίς ανεξάρτητη περιέλιξη διέγερσης

Οι ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος είναι συλλέκτης ηλεκτρικό αυτοκίνητομε οπλισμό και περιέλιξη πεδίου ή μόνιμο μαγνήτη. Τα τελευταία δεν απαιτούν πρόσθετη πηγή ενέργειας. Η αρχή λειτουργίας τέτοιων ταχογεννητριών είναι ότι προκαλείται ένα emf στον οπλισμό, ο οποίος περιστρέφεται στη μαγνητική ροή (F) ενός μόνιμου μαγνήτη ή περιέλιξης πεδίου. (Ε), η τιμή του οποίου είναι ανάλογη με τη συχνότητα περιστροφής (ω) του αντικειμένου:

E = cΦn = cΦω

Να σώσω γραμμική εξάρτηση e.m.f. ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του οπλισμού, είναι απαραίτητο η αντίσταση φορτίου της ταχογεννήτριας να παραμένει πάντα αμετάβλητη και να είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση της περιέλιξης του οπλισμού. Το μειονέκτημα των ταχογεννητριών συνεχούς ρεύματος είναι η παρουσία μετατροπέα και βουρτσών, γεγονός που μειώνει σημαντικά την αξιοπιστία του. Ο συλλέκτης παρέχει μετατροπή εναλλασσόμενου emf. οπλισμοί σε συνεχές ρεύμα.

Πιο αξιόπιστη είναι μια ταχογεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος, στην οποία η εγγενώς ασφαλής περιέλιξη εξόδου βρίσκεται στον στάτορα και ο ρότορας είναι ένας μόνιμος μαγνήτης με αντίστοιχη σταθερή μαγνητική ροή. Μια τέτοια ταχογεννήτρια δεν απαιτεί συλλέκτη, αλλά το μεταβλητό emf. μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα χρησιμοποιώντας κυκλώματα διόδου γέφυρας. Η αρχή λειτουργίας μιας ταχογεννήτριας σύγχρονου εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ότι όταν ο ρότορας περιστρέφεται από το αντικείμενο ελέγχου, προκαλείται ένα μεταβλητό emf στην περιέλιξή του, το πλάτος και η συχνότητα του οποίου είναι ευθέως ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του δρομέα. Λόγω του γεγονότος ότι η μαγνητική ροή του ρότορα περιστρέφεται με την ίδια συχνότητα με τον ίδιο τον ρότορα, μια τέτοια ταχογεννήτρια ονομάζεται σύγχρονη. Το μειονέκτημα μιας σύγχρονης γεννήτριας είναι ότι διαθέτει μονάδες ρουλεμάν, κάτι που δεν είναι κατάλληλο για συνθήκες εξόρυξης. Το διάγραμμα για τον έλεγχο της ταχύτητας ενός μεταφορικού ιμάντα με μια σύγχρονη ταχογεννήτρια φαίνεται στο σχήμα 5. Το σχήμα 5 δείχνει: 1 - μαγνητικό ρότορα της ταχογεννήτριας, 2 - κύλινδρο κίνησης με πέλμα, 3 - μεταφορική ταινία, 4 - περιέλιξη στάτορα του ταχογεννήτρια.

Εικόνα 5 - Σχέδιο για τον έλεγχο της ταχύτητας του σύγχρονου ιμάντα μεταφοράς

ταχογεννήτρια

Για τη μέτρηση της γραμμικής ταχύτητας κίνησης των σωμάτων εργασίας των μεταφορέων απόξεσης, χρησιμοποιούνται αισθητήρες μαγνητικής επαγωγής, οι οποίοι δεν έχουν καθόλου κινούμενα μέρη. Το κινούμενο μέρος (οπλισμός) σε αυτή την περίπτωση είναι οι χαλύβδινες ξύστρες του μεταφορέα, που κινούνται στη μαγνητική ροή ενός αισθητήρα μόνιμου μαγνήτη με ένα εγγενώς ασφαλές πηνίο. Όταν οι χαλύβδινες ξύστρες διασχίζουν μια μαγνητική ροή στο πηνίο, προκαλείται ένα μεταβλητό EMF, ευθέως ανάλογο με την ταχύτητα κίνησης και αντιστρόφως ανάλογο με το διάκενο μεταξύ του χαλύβδινου πυρήνα του πηνίου και της ξύστρας. Η μαγνητική ροή, η οποία οδηγεί στο emf, στο πηνίο σε αυτή την περίπτωση αλλάζει υπό την επίδραση χαλύβδινων ξύστρων, οι οποίες κινούνται πάνω από τον αισθητήρα, προκαλούν διακυμάνσεις στη μαγνητική αντίσταση κατά μήκος της διαδρομής κλεισίματος της μαγνητικής ροής που σχηματίζεται από τον μόνιμο μαγνήτη . Το διάγραμμα για την παρακολούθηση της ταχύτητας κίνησης του σώματος εργασίας ενός μεταφορέα ξύστρα με χρήση αισθητήρα μαγνητικής επαγωγής φαίνεται στο σχήμα 6. Το σχήμα 6 δείχνει: 1 - μεταφορέας ξύστρα, 2 - πυρήνας από χάλυβα, 3 - ροδέλα από χάλυβα, 4 - πλαστική ροδέλα , Μόνιμος μαγνήτης 5 - δακτυλίων, 6 - πηνίο αισθητήρα

Εικόνα 6 - Σχέδιο για τον έλεγχο της ταχύτητας κίνησης του σώματος εργασίας

μεταφορέας ξύστρας με αισθητήρα μαγνητικής επαγωγής

Μαγνητοελαστικοί αισθητήρες.Η αρχή λειτουργίας των μαγνητοελαστικών αισθητήρων βασίζεται στην ιδιότητα των σιδηρομαγνητικών υλικών να αλλάζουν τη μαγνητική διαπερατότητα m όταν παραμορφώνονται. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται μαγνητοελαστικότητα, η οποία χαρακτηρίζεται από μαγνητοελαστική ευαισθησία

Το Permallay (κράμα σιδήρου-νικελίου) έχει την υψηλότερη τιμή S m = 200 H/m2. Ορισμένες ποικιλίες permallay, όταν επιμηκύνονται κατά 0,1%, αυξάνουν τον συντελεστή μαγνητικής διαπερατότητας έως και 20%. Ωστόσο, για να επιτευχθούν ακόμη και τόσο μικρές επιμηκύνσεις, απαιτείται φορτίο της τάξης των 100 - 200 N/mm, το οποίο είναι πολύ άβολο και οδηγεί στην ανάγκη μείωσης της διατομής του σιδηρομαγνητικού υλικού και απαιτεί μια πηγή ισχύος με συχνότητα της τάξης των kilohertz.

Δομικά, ο μαγνητοελαστικός αισθητήρας είναι ένα πηνίο 1 με ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα 2 (βλ. Εικόνα 7). Η ελεγχόμενη δύναμη P, παραμορφώνοντας τον πυρήνα, αλλάζει τη μαγνητική διαπερατότητά του και, κατά συνέπεια, την επαγωγική αντίδραση του πηνίου. Το ρεύμα φορτίου RL, για παράδειγμα, ένα ρελέ, καθορίζεται από την αντίσταση του πηνίου.

Οι μαγνητοελαστικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των δυνάμεων (για παράδειγμα, κατά τη φόρτωση σκαφών και τη φύτευση κλωβών σε γροθιές), τις πιέσεις των βράχων κ.λπ.

Τα πλεονεκτήματα των μαγνητοελαστικών αισθητήρων είναι η απλότητα και η αξιοπιστία.

Μειονεκτήματα μαγνητοελαστικών αισθητήρων - απαιτούνται ακριβά υλικάγια μαγνητικούς πυρήνες και την ειδική επεξεργασία τους.

Εικόνα 7 – Μαγνητοελαστικός αισθητήρας

Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες. Το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο είναι εγγενές σε μονοκρυστάλλους ορισμένων διηλεκτρικών ουσιών (χαλαζίας, τουρμαλίνη, άλας Rochelle, κ.λπ.). Η ουσία του αποτελέσματος είναι ότι υπό τη δράση δυναμικών μηχανικών δυνάμεων στον κρύσταλλο, ηλεκτρικά φορτία, το μέγεθος του οποίου είναι ανάλογο με την ελαστική παραμόρφωση του κρυστάλλου. Οι διαστάσεις και ο αριθμός των κρυστάλλινων πλακών επιλέγονται με βάση την αντοχή και την απαιτούμενη ποσότητα φόρτισης. Οι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση δυναμικών διεργασιών και φορτίων κραδασμών, κραδασμών κ.λπ.

Θερμοηλεκτρικοί αισθητήρες. Για τη μέτρηση θερμοκρασιών σε εντός ευρέων ορίωνΧρησιμοποιούνται θερμοηλεκτρικοί αισθητήρες 200-2500 °C - θερμοστοιχεία, που εξασφαλίζουν τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρικό emf. Η αρχή λειτουργίας ενός θερμοστοιχείου βασίζεται στο φαινόμενο του θερμοηλεκτρικού φαινομένου, το οποίο συνίσταται στο γεγονός ότι όταν η ένωση και τα άκρα των θερμοηλεκτροδίων τοποθετούνται σε περιβάλλον με διαφορετικές θερμοκρασίες t 1 και t 2 σε έναν κύκλο που σχηματίζεται από ένα θερμοηλεκτρόδιο και ένα millivoltmeter, εμφανίζεται ένα thermo emf, ανάλογο της διαφοράς μεταξύ αυτών των θερμοκρασιών

Εικόνα 8 - Διάγραμμα θερμοστοιχείου

Οι αγωγοί Α και Β των θερμοζευγών είναι κατασκευασμένοι από ανόμοια μέταλλα και τα κράματά τους. Το φαινόμενο του θερμοηλεκτρικού φαινομένου δίνεται από έναν συνδυασμό τέτοιων αγωγών Α και Β, χαλκού-κωνσταντάνης (έως 300 ° C), χαλκού - κόπελ (έως 600 ° C), χρωμίου - κόπελ (έως 800 ° C), σίδηρος - κόπελ (έως 800 ° C) , χρωμέλ - αλουμέλ (έως 1300 ° C), πλατίνα - πλατίνα-ρόδιο (έως 1600 ° C), κ.λπ.

Η τιμή thermo-emf για διάφορους τύπους θερμοστοιχείων κυμαίνεται από δέκατα έως δεκάδες millivolt. Για παράδειγμα, για ένα θερμοστοιχείο χαλκού-σταθεράς αλλάζει από 4,3 σε –6,18 mB όταν η θερμοκρασία σύνδεσης αλλάζει από + 100 σε – 260 o C.

Αισθητήρες θερμίστορ.Η αρχή λειτουργίας των αισθητήρων θερμίστορ βασίζεται στην ιδιότητα του αισθητηρίου στοιχείου - του θερμίστορ - να αλλάζει την αντίσταση όταν αλλάζει η θερμοκρασία. Τα θερμίστορ κατασκευάζονται από μέταλλα (χαλκός, νικέλιο, ατίνη κ.λπ.) και ημιαγωγούς (μείγματα οξειδίων μετάλλων - χαλκού, μαγγανίου κ.λπ.). Ένα μεταλλικό θερμίστορ είναι κατασκευασμένο από σύρμα, για παράδειγμα χαλκό, με διάμετρο περίπου 0,1 mm, τυλιγμένο με τη μορφή σπείρας σε πλαίσιο μαρμαρυγίας, πορσελάνης ή χαλαζία. Ένα τέτοιο θερμίστορ περικλείεται σε έναν προστατευτικό σωλήνα με ακροδέκτες, ο οποίος βρίσκεται στο σημείο ελέγχου θερμοκρασίας του αντικειμένου.

Τα θερμίστορ ημιαγωγών κατασκευάζονται με τη μορφή μικρών ράβδων και δίσκων με καλώδια.

Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αντίσταση των μεταλλικών θερμίστορ αυξάνεται, ενώ για τους περισσότερους ημιαγωγούς μειώνεται.

Το πλεονέκτημα των θερμίστορ ημιαγωγών είναι η υψηλή θερμική ευαισθησία τους (30 φορές μεγαλύτερη από τα μεταλλικά).

Το μειονέκτημα των θερμίστορ ημιαγωγών είναι η μεγάλη εξάπλωση της αντίστασης και η χαμηλή σταθερότητα, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη χρήση τους για μετρήσεις. Ως εκ τούτου, τα θερμίστορ ημιαγωγών στα συστήματα αυτοματισμού των εγκαταστάσεων επεξεργασίας ορυχείων χρησιμοποιούνται κυρίως για τον έλεγχο των τιμών θερμοκρασίας των αντικειμένων και τη θερμική τους προστασία. Σε αυτή την περίπτωση, συνδέονται συνήθως σε σειρά με ηλεκτρομαγνητικό ρελέ στην πηγή ισχύος.

Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, το θερμίστορ RK περιλαμβάνεται σε ένα κύκλωμα γέφυρας, το οποίο μετατρέπει τη μέτρηση της αντίστασης σε τάση στην έξοδο Uout, που χρησιμοποιείται στο σύστημα αυτόματου ελέγχου ή στο σύστημα μέτρησης.

Η γέφυρα μπορεί να είναι ισορροπημένη ή μη ισορροπημένη.

Χρησιμοποιείται μια ισορροπημένη γέφυρα με τη μέθοδο μηδενικής μέτρησης. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση R3 αλλάζει (για παράδειγμα, με ένα ειδικό αυτόματη συσκευή) μετά από μια αλλαγή στην αντίσταση του θερμίστορ Rt κατά τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλίζεται η ισότητα του δυναμικού στα σημεία Α και Β. Εάν η κλίμακα της αντίστασης R3 είναι βαθμολογημένη σε μοίρες, τότε η θερμοκρασία μπορεί να διαβαστεί με βάση τη θέση του το ρυθμιστικό του. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η υψηλή ακρίβεια, αλλά το μειονέκτημα είναι η πολυπλοκότητα της συσκευής μέτρησης, η οποία είναι ένα αυτόματο σύστημα παρακολούθησης.

Μια μη ισορροπημένη γέφυρα παράγει ένα σήμα Uout, ανάλογο με την υπερθέρμανση του αντικειμένου. Επιλέγοντας τις αντιστάσεις των αντιστάσεων R1, R2, R3, επιτυγχάνεται η ισορροπία της γέφυρας στην αρχική τιμή θερμοκρασίας, διασφαλίζοντας ότι πληρούται η συνθήκη

Rt / R1= R3 / R2

Εάν η τιμή της ελεγχόμενης θερμοκρασίας και, κατά συνέπεια, η αντίσταση Rt αλλάξει, η ισορροπία της γέφυρας θα διαταραχθεί. Εάν συνδέσετε μια συσκευή mV με κλίμακα βαθμολογημένη σε βαθμούς στην έξοδό της, η βελόνα της συσκευής θα δείξει τη μετρούμενη θερμοκρασία.

Μετρητής ροής επαγωγής

Για τον έλεγχο της παροχής μιας μονάδας άντλησης αποστράγγισης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επαγωγικούς μετρητές ροής, για παράδειγμα, τύπου IR-61M. Η αρχή λειτουργίας ενός μετρητή ροής επαγωγής βασίζεται στο νόμο του Faraday (νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής).

Δομικό διάγραμμαΤο επαγωγικό ροόμετρο φαίνεται στο Σχήμα 9. Όταν ένα αγώγιμο υγρό ρέει σε έναν αγωγό μεταξύ των πόλων ενός μαγνήτη, εμφανίζεται ένα emf σε κατεύθυνση κάθετη προς την κατεύθυνση του υγρού και προς την κατεύθυνση της κύριας μαγνητικής ροής. U στα ηλεκτρόδια, ανάλογη με την ταχύτητα του ρευστού v:

όπου B είναι η μαγνητική επαγωγή στο διάκενο μεταξύ των πόλων του μαγνήτη. δ – εσωτερική διάμετρος του αγωγού.

Σχήμα 9 – Διάγραμμα σχεδίασης επαγωγικού ροόμετρου

Αν εκφράσουμε την ταχύτητα v ως προς τον ογκομετρικό ρυθμό ροής Q, δηλ.

Πλεονεκτήματα ενός μετρητή ροής επαγωγής:

Έχουν μια μικρή αδράνεια αναγνώσεων.

Δεν υπάρχουν εξαρτήματα μέσα στον αγωγό εργασίας (επομένως έχουν ελάχιστες υδραυλικές απώλειες).

Μειονεκτήματα του μετρητή ροής:

Οι μετρήσεις εξαρτώνται από τις ιδιότητες του υγρού που μετράται (ιξώδες, πυκνότητα) και τη φύση της ροής (στρωτή, τυρβώδης).

Μετρητές ροής υπερήχων

Η αρχή λειτουργίας των μετρητών ροής υπερήχων είναι αυτή

η ταχύτητα διάδοσης του υπερήχου σε ένα κινούμενο μέσο αερίου ή υγρού είναι ίση με το γεωμετρικό άθροισμα της μέσης ταχύτητας κίνησης του μέσου v και της φυσικής ταχύτητας του ήχου σε αυτό το μέσο.

Το διάγραμμα σχεδιασμού του μετρητή ροής υπερήχων φαίνεται στο Σχήμα 10.

Εικόνα 10 - Διάγραμμα σχεδίασης ροόμετρου υπερήχων

Ο εκπομπός I δημιουργεί υπερηχητικούς κραδασμούς με συχνότητα 20 Hz και άνω, οι οποίοι πέφτουν στον δέκτη P, ο οποίος καταγράφει αυτούς τους κραδασμούς (βρίσκεται σε απόσταση l). Ο ρυθμός ροής F είναι ίσος με

όπου S είναι η περιοχή διατομής της ροής του ρευστού. C – ταχύτητα ήχου στο μέσο (για υγρό 1000-1500 m/s).

t1 είναι η διάρκεια διάδοσης του ηχητικού κύματος προς την κατεύθυνση της ροής από τον πομπό I1 στον δέκτη P1.

t 2 – διάρκεια διάδοσης του ηχητικού κύματος ενάντια στη ροή από τον πομπό I2 στον δέκτη P2.

l είναι η απόσταση μεταξύ του πομπού I και του δέκτη P.

k – συντελεστής λαμβάνοντας υπόψη την κατανομή των ταχυτήτων στη ροή.

Πλεονεκτήματα ενός μετρητή ροής υπερήχων:

α) υψηλή αξιοπιστία και ταχύτητα·

β) την ικανότητα μέτρησης μη αγώγιμων υγρών.

Μειονέκτημα: αυξημένες απαιτήσεις για μόλυνση της ελεγχόμενης ροής νερού.

2. Συσκευές μετάδοσης δεδομένων

Οι πληροφορίες μεταφέρονται από το αντικείμενο αυτοματισμού στη συσκευή ελέγχου μέσω γραμμών επικοινωνίας (κανάλια). Ανάλογα με το φυσικό μέσο μέσω του οποίου μεταδίδονται οι πληροφορίες, τα κανάλια επικοινωνίας μπορούν να χωριστούν στους ακόλουθους τύπους:

– καλωδιακές γραμμές– ηλεκτρικό (συμμετρικό, ομοαξονικό, συνεστραμμένο ζευγάρι", κ.λπ.), οπτικών ινών και συνδυασμένα ηλεκτρικά καλώδιαμε πυρήνες οπτικών ινών.

– ηλεκτρικά δίκτυα χαμηλής και υψηλής τάσης.

– υπέρυθρα κανάλια

– ραδιοφωνικά κανάλια.

Η μετάδοση πληροφοριών μέσω καναλιών επικοινωνίας μπορεί να μεταδοθεί χωρίς συμπίεση πληροφοριών, δηλ. Ένα σήμα πληροφοριών (αναλογικό ή διακριτό) μεταδίδεται σε ένα κανάλι και με τη συμπίεση πληροφοριών, πολλά σήματα πληροφοριών μεταδίδονται μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας. Η συμπίεση πληροφοριών χρησιμοποιείται για απομακρυσμένη μετάδοση πληροφοριών σε μεγάλη απόσταση (για παράδειγμα, από εξοπλισμό αυτοματισμού που βρίσκεται σε οδόστρωμα σε μηχανισμό κοπής ή από τμήμα ορυχείου στην επιφάνεια σε έναν αποστολέα) και μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας διάφορους τύπους σημάτων κωδικοποίηση.

Τεχνικά συστήματα, που διασφαλίζουν τη μετάδοση πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση του αντικειμένου και εντολές ελέγχου σε απόσταση μέσω καναλιών επικοινωνίας συστήματα τηλεχειρισμού και μέτρησηςή τηλεμηχανικά συστήματα. Στα συστήματα τηλεχειρισμού και μέτρησης, κάθε σήμα χρησιμοποιεί τη δική του γραμμή - ένα κανάλι επικοινωνίας. Όσα σήματα υπάρχουν, τόσα κανάλια επικοινωνίας απαιτούνται. Επομένως, με τον τηλεχειρισμό και τη μέτρηση, ο αριθμός των ελεγχόμενων αντικειμένων, ειδικά σε μεγάλες αποστάσεις, είναι συνήθως περιορισμένος. Στα τηλεμηχανικά συστήματα, μόνο μία γραμμή, ή ένα κανάλι επικοινωνίας, χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πολλών μηνυμάτων σε μεγάλο αριθμό αντικειμένων. Οι πληροφορίες μεταδίδονται σε κωδικοποιημένη μορφή και κάθε αντικείμενο «γνωρίζει» τον κώδικά του, επομένως ο αριθμός των ελεγχόμενων ή διαχειριζόμενων αντικειμένων είναι πρακτικά απεριόριστος, μόνο ο κώδικας θα είναι πιο περίπλοκος. Τα συστήματα τηλεμηχανικής χωρίζονται σε διακριτά και αναλογικά. Τα διακριτά συστήματα τηλεχειρισμού ονομάζονται συστήματα τηλεσυναγερμού(TS), παρέχουν τη μετάδοση ενός πεπερασμένου αριθμού καταστάσεων αντικειμένων (για παράδειγμα, "on", "off"). Τα αναλογικά συστήματα παρακολούθησης τηλεόρασης ονομάζονται συστήματα τηλεμέτρησης(TI), παρέχουν τη μετάδοση συνεχών αλλαγών σε οποιεσδήποτε παραμέτρους που χαρακτηρίζουν την κατάσταση του αντικειμένου (για παράδειγμα, αλλαγές στην τάση, το ρεύμα, την ταχύτητα κ.λπ.).

Τα στοιχεία που συνθέτουν διακριτά σήματα έχουν διάφορα ποιοτικά χαρακτηριστικά: πλάτος παλμού, πολικότητα και διάρκεια παλμού, συχνότητα ή φάση εναλλασσόμενου ρεύματος, κωδικός αποστολής μιας σειράς παλμών. Τα τηλεμηχανικά συστήματα αναλύονται λεπτομερέστερα στο.

Για την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ ελεγκτών μικροεπεξεργαστή διαφόρων συσκευών συστημάτων αυτοματισμού, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών ελέγχου, χρησιμοποιούνται ειδικά μέσα, μέθοδοι και κανόνες αλληλεπίδρασης - διεπαφές. Ανάλογα με τη μέθοδο μεταφοράς δεδομένων, γίνεται διάκριση μεταξύ παράλληλων και σειριακών διεπαφών. ΣΕ παράλληλη διεπαφή q bits δεδομένων μεταδίδονται qγραμμές επικοινωνίας. ΣΕ σειριακή διεπαφήΗ μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται συνήθως σε δύο γραμμές: η μία μεταδίδει συνεχώς παλμούς ρολογιού (συγχρονίζοντας) από το χρονόμετρο και η δεύτερη μεταφέρει πληροφορίες.

Στα συστήματα αυτοματισμού μηχανών εξόρυξης, συχνότερα χρησιμοποιούνται σειριακές διεπαφές των προτύπων RS232 και RS485.

Η διεπαφή RS232 παρέχει επικοινωνία μεταξύ δύο υπολογιστών, ενός υπολογιστή ελέγχου και ενός μικροελεγκτή ή επικοινωνία μεταξύ δύο μικροελεγκτών με ταχύτητες έως και 19600 bps σε απόσταση έως και 15 μέτρων.

Η διεπαφή RS-485 παρέχει ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ πολλών συσκευών μέσω μιας γραμμής επικοινωνίας δύο καλωδίων σε λειτουργία ημι-αμφίδρομης λειτουργίας. Η διεπαφή RS-485 παρέχει μεταφορά δεδομένων με ταχύτητες έως και 10 Mbit/s. Το μέγιστο εύρος μετάδοσης εξαρτάται από την ταχύτητα: με ταχύτητα 10 Mbit/s μέγιστο μήκοςγραμμή - 120 m, με ταχύτητα 100 kbit/s - 1200 μ. Ο αριθμός των συσκευών που συνδέονται σε μία γραμμή διασύνδεσης εξαρτάται από τον τύπο των πομποδέκτη που χρησιμοποιούνται στη συσκευή. Ένας πομπός έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει 32 τυπικούς δέκτες. Διατίθενται δέκτες με σύνθετες αντιστάσεις εισόδου 1/2, 1/4, 1/8 του προτύπου. Όταν χρησιμοποιείτε τέτοιους δέκτες, ο συνολικός αριθμός συσκευών μπορεί να αυξηθεί αναλόγως: 64, 128 ή 256. Η μεταφορά δεδομένων μεταξύ ελεγκτών πραγματοποιείται σύμφωνα με κανόνες που ονομάζονται πρωτόκολλα. Τα πρωτόκολλα ανταλλαγής στα περισσότερα συστήματα λειτουργούν με βάση την αρχή master-slave. Μία συσκευή στον αυτοκινητόδρομο είναι η κύρια και ξεκινά την ανταλλαγή στέλνοντας αιτήματα σε εξαρτημένες συσκευές, οι οποίες διαφέρουν ως προς τις λογικές διευθύνσεις. Ένα από τα δημοφιλή πρωτόκολλα είναι το πρωτόκολλο Modbus.

2. Ενεργοποιητές

Εκτέλεση της απόφασης, δηλ. πραγματοποιείται η υλοποίηση της ενέργειας ελέγχου που αντιστοιχεί στο παραγόμενο σήμα ελέγχου ενεργοποιητές (ED).Γενικά, ένας ενεργοποιητής είναι ένας συνδυασμός ενεργοποιητή (AM) και ρυθμιστικού φορέα (RO). Η θέση των ενεργοποιητών στο μπλοκ διάγραμμα του τοπικού ACS φαίνεται στο Σχήμα 11.

Εικόνα 11 - Θέση ενεργοποιητών στο μπλοκ διάγραμμα ενός τοπικού συστήματος αυτόματου ελέγχου

Ένας ενεργοποιητής (AM) είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει τα σήματα ελέγχου που παράγονται από τη μονάδα ελέγχου (PLC) σε σήματα κατάλληλα για τον επηρεασμό της τελικής ζεύξης του ACS - του ρυθμιστικού φορέα (RO).

Ο ενεργοποιητής αποτελείται από τα ακόλουθα βασικά στοιχεία:

εκτελεστικός κινητήρας (ηλεκτρικός κινητήρας, έμβολο, μεμβράνη).

στοιχείο συμπλέκτη (σύζευξη, μεντεσέ).

στοιχείο μετατροπής μετάδοσης (κιβώτιο ταχυτήτων με μοχλό ή ράβδο εξόδου).

ενισχυτής ισχύος (ηλεκτρικός, πνευματικός, υδραυλικός, συνδυασμένος)

Σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο MI, μπορεί να λείπουν ορισμένα στοιχεία (εκτός από τον κινητήρα του ενεργοποιητή).

Η κύρια απαίτηση για το IM: κίνηση του RO με τη μικρότερη δυνατή παραμόρφωση των νόμων ελέγχου του παραγόμενου PLC, δηλ. Το MI πρέπει να έχει επαρκή ταχύτητα και ακρίβεια.

Τα κύρια χαρακτηριστικά:

α) ονομαστική και μέγιστη τιμή ροπής

στον άξονα εξόδου (περιστροφικό) ή δυνάμεις στη ράβδο εξόδου.

β) ο χρόνος περιστροφής του άξονα εξόδου του IM ή η διαδρομή της ράβδου του.

γ) τη μέγιστη τιμή της γωνίας περιστροφής ή διαδρομής του άξονα εξόδου

δ) νεκρή ζώνη.

Οι ενεργοποιητές ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα σημάδια:

1) κίνηση του ρυθμιστικού σώματος (περιστροφικό και γραμμικό).

2) σχέδιο(ηλεκτρικό, υδραυλικό, πνευματικό);

Ηλεκτρικό – με ηλεκτροκινητήρα και ηλεκτρομαγνήτες.

Υδραυλικό – με κινητήρες: έμβολο, έμβολο, από υδραυλικό κινητήρα.

Πνευματικό – με κινητήρες: έμβολο, έμβολο, μεμβράνη, διάφραγμα, από κινητήρα αέρα.

Στην πράξη, το ηλεκτρικό MI χρησιμοποιείται ευρύτερα. Τα ηλεκτρικά MI ταξινομούνται ως:

ηλεκτρομαγνητικός;

ηλεκτρικός κινητήρας

Τα ηλεκτρομαγνητικά ΜΙ χωρίζονται σε:

IM με δίσκους από ηλεκτρομαγνητικές συνδέσειςΣχεδιασμένο να μεταδίδει περιστροφική κίνηση (συμπλέκτης τριβής και ολίσθησης.

Τα IM με ηλεκτρομαγνητική κίνηση είναι συσκευές 2 θέσεων (δηλαδή, σχεδιασμένες για έλεγχο 2 θέσεων) που πραγματοποιούν μεταφορική κίνηση των στοιχείων μετάδοσης κίνησης σύμφωνα με τη διακριτή αρχή: "on - off".

Οι ηλεκτροκινητήρες MI χωρίζονται σε:

μονή στροφή - η γωνία περιστροφής του άξονα εξόδου δεν υπερβαίνει τα 360 0. Παράδειγμα: MEO (ηλεκτρικός μηχανισμός μονής στροφής). Χρησιμοποιούν μονοφασικούς και τριφασικούς (MEOK, MEOB) ασύγχρονους κινητήρες.

πολλαπλή περιστροφή – για τηλεχειριστήριο και τοπικό έλεγχο εξαρτήματα σωληνώσεων(βαλβίδες).

Στα συστήματα αυτοματισμού μηχανών εξόρυξης, οι ηλεκτρικοί υδραυλικοί διανομείς, για παράδειγμα οι τύποι GSD και 1RP2, χρησιμοποιούνται ευρέως ως ενεργοποιητές. Ο ηλεκτρικός υδραυλικός διανομέας 1RP2 έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει την ταχύτητα τροφοδοσίας και τα στοιχεία κοπής του συνδυασμού ως μέρος των αυτόματων ελεγκτών φορτίου URAN.1M και του συστήματος αυτοματισμού SAUK02.2M. Ο ηλεκτροϋδραυλικός διανομέας 1RP2 είναι μια υδραυλική βαλβίδα καρουλιού με ηλεκτρομαγνητική κίνηση τύπου έλξης.

Ο ρυθμιστικός φορέας (RO) είναι το τελικό στοιχείο του ACS που ασκεί άμεση επιρροή ελέγχου στο ΛΣ. Το RO αλλάζει τη ροή του υλικού, της ενέργειας, αμοιβαία διευθέτησημέρη συσκευών, μηχανών ή μηχανισμών προς την κατεύθυνση της κανονικής ροής της τεχνολογικής διαδικασίας.

Το κύριο χαρακτηριστικό του RO είναι το στατικό του χαρακτηριστικό, δηλ. τη σχέση μεταξύ της παραμέτρου εξόδου Y (ροή, πίεση, τάση) και την τιμή διαδρομής του ρυθμιστή σε ποσοστό.

Η RO παρέχει:

α) ρύθμιση δύο θέσεων - η πύλη RO μετακινείται γρήγορα από τη μια ακραία θέση στην άλλη.

β) συνεχής - σε αυτή την περίπτωση είναι απαραίτητο να καθοριστεί αυστηρά το χαρακτηριστικό διεκπεραιώσεως του RO (πύλη, βρύση, βαλβίδα πεταλούδας).

Βασική προϋπόθεση είναι η εισαγωγή τεχνικών μέσων στις επιχειρήσεις που επιτρέπουν την αυτοματοποίηση των παραγωγικών διαδικασιών αποτελεσματική εργασία. Ποικιλία σύγχρονες μεθόδουςΗ αυτοματοποίηση διευρύνει το φάσμα των εφαρμογών τους, ενώ το κόστος της μηχανοποίησης, κατά κανόνα, δικαιολογείται από το τελικό αποτέλεσμα με τη μορφή αύξησης του όγκου των παραγόμενων προϊόντων, καθώς και αύξησης της ποιότητάς τους.

Οργανισμοί που ακολουθούν το δρόμο της τεχνολογικής προόδου κατέχουν ηγετικές θέσεις στην αγορά, παρέχουν καλύτερες συνθήκες εργασίας και ελαχιστοποιούν την ανάγκη για πρώτες ύλες. Για το λόγο αυτό, δεν είναι πλέον δυνατό να φανταστούμε μεγάλες επιχειρήσεις χωρίς την υλοποίηση έργων μηχανοποίησης - εξαιρέσεις ισχύουν μόνο για τις μικρές βιοτεχνίες, όπου η αυτοματοποίηση της παραγωγής δεν δικαιολογείται λόγω της θεμελιώδους επιλογής υπέρ της χειρωνακτικής παραγωγής. Αλλά ακόμη και σε τέτοιες περιπτώσεις, είναι δυνατή η μερική ενεργοποίηση του αυτοματισμού σε ορισμένα στάδια παραγωγής.

Βασικά στοιχεία αυτοματισμού

Με την ευρεία έννοια, ο αυτοματισμός περιλαμβάνει τη δημιουργία τέτοιων συνθηκών στην παραγωγή που θα επιτρέψουν ορισμένες εργασίες για την κατασκευή και την κυκλοφορία προϊόντων να εκτελούνται χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ρόλος του χειριστή μπορεί να είναι να επιλύει τις πιο κρίσιμες εργασίες. Ανάλογα με τους στόχους που έχουν τεθεί, η αυτοματοποίηση των τεχνολογικών διαδικασιών και της παραγωγής μπορεί να είναι πλήρης, μερική ή ολοκληρωμένη. Η επιλογή ενός συγκεκριμένου μοντέλου καθορίζεται από την πολυπλοκότητα του τεχνικού εκσυγχρονισμού της επιχείρησης λόγω της αυτόματης πλήρωσης.

Σε εργοστάσια και εργοστάσια όπου εφαρμόζεται πλήρης αυτοματισμός, συνήθως μηχανοποιημένο και ηλεκτρονικά συστήματαη διαχείριση μεταβιβάζεται όλη η λειτουργικότητα για τον έλεγχο της παραγωγής. Αυτή η προσέγγιση είναι πιο ορθολογική εάν οι συνθήκες λειτουργίας δεν συνεπάγονται αλλαγές. Σε μερική μορφή, ο αυτοματισμός εισάγεται σε επιμέρους στάδια παραγωγής ή κατά τη διάρκεια της εκμηχάνισης των αυτόνομων τεχνικό στοιχείο, χωρίς να απαιτείται η δημιουργία μιας πολύπλοκης υποδομής για τη διαχείριση της όλης διαδικασίας. Ένα ολοκληρωμένο επίπεδο αυτοματισμού παραγωγής εφαρμόζεται συνήθως σε ορισμένες περιοχές - αυτό θα μπορούσε να είναι τμήμα, συνεργείο, γραμμή κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, ο χειριστής ελέγχει το ίδιο το σύστημα χωρίς να επηρεάζει την άμεση διαδικασία εργασίας.

Αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου

Αρχικά, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τέτοια συστήματα απαιτούν πλήρης έλεγχοςπάνω από μια επιχείρηση, εργοστάσιο ή εργοστάσιο. Οι λειτουργίες τους μπορούν να επεκταθούν σε ένα συγκεκριμένο κομμάτι εξοπλισμού, μεταφορέα, εργαστήριο ή περιοχή παραγωγής. Σε αυτήν την περίπτωση, τα συστήματα αυτοματισμού διεργασιών λαμβάνουν και επεξεργάζονται πληροφορίες από το εξυπηρετούμενο αντικείμενο και, με βάση αυτά τα δεδομένα, έχουν διορθωτικό αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, εάν η λειτουργία ενός συγκροτήματος παραγωγής δεν πληροί τις παραμέτρους των τεχνολογικών προτύπων, το σύστημα θα χρησιμοποιήσει ειδικά κανάλια για να αλλάξει τους τρόπους λειτουργίας του σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Αντικείμενα αυτοματισμού και οι παράμετροί τους

Το κύριο καθήκον κατά την εισαγωγή των μέσων μηχανοποίησης παραγωγής είναι η διατήρηση των παραμέτρων ποιότητας της εγκατάστασης, οι οποίες τελικά θα επηρεάσουν τα χαρακτηριστικά του προϊόντος. Σήμερα, οι ειδικοί προσπαθούν να μην εμβαθύνουν στην ουσία Τεχνικές παράμετροιδιαφορετικά αντικείμενα, αφού θεωρητικά η εφαρμογή συστημάτων ελέγχου είναι δυνατή σε οποιοδήποτε στοιχείο της παραγωγής. Εάν λάβουμε υπόψη τα βασικά στοιχεία της αυτοματοποίησης των τεχνολογικών διαδικασιών, τότε ο κατάλογος των αντικειμένων μηχανοποίησης θα περιλαμβάνει τα ίδια εργαστήρια, μεταφορείς, κάθε είδους συσκευές και εγκαταστάσεις. Μπορεί κανείς μόνο να συγκρίνει τον βαθμό πολυπλοκότητας της υλοποίησης του αυτοματισμού, ο οποίος εξαρτάται από το επίπεδο και την κλίμακα του έργου.

Όσον αφορά τις παραμέτρους με τις οποίες λειτουργούν τα αυτόματα συστήματα, μπορούμε να διακρίνουμε δείκτες εισόδου και εξόδου. Στην πρώτη περίπτωση, αυτά είναι τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος, καθώς και οι ιδιότητες του ίδιου του αντικειμένου. Στη δεύτερη, αυτοί είναι οι άμεσοι δείκτες ποιότητας του τελικού προϊόντος.

Ρύθμιση τεχνικών μέσων

Οι συσκευές που παρέχουν ρύθμιση χρησιμοποιούνται σε συστήματα αυτοματισμού με τη μορφή ειδικών συναγερμών. Ανάλογα με τον σκοπό τους, μπορούν να παρακολουθούν και να ελέγχουν διάφορες παραμέτρους διαδικασίας. Ειδικότερα, η αυτοματοποίηση των τεχνολογικών διαδικασιών και της παραγωγής μπορεί να περιλαμβάνει συναγερμούς για χαρακτηριστικά θερμοκρασίας, πίεσης, ροής κ.λπ. Τεχνικά, οι συσκευές μπορούν να εφαρμοστούν ως συσκευές χωρίς κλίμακα με στοιχεία ηλεκτρικής επαφής στην έξοδο.

Η αρχή λειτουργίας των συναγερμών ελέγχου είναι επίσης διαφορετική. Αν λάβουμε υπόψη τα πιο συνηθισμένα συσκευές θερμοκρασίας, τότε μπορούμε να διακρίνουμε μοντέλα μανομετρικών, υδραργύρου, διμεταλλικών και θερμίστορ. Ο δομικός σχεδιασμός, κατά κανόνα, καθορίζεται από την αρχή της λειτουργίας, αλλά οι συνθήκες λειτουργίας έχουν επίσης σημαντική επίδραση σε αυτό. Ανάλογα με την κατεύθυνση του έργου της επιχείρησης, η αυτοματοποίηση των τεχνολογικών διαδικασιών και της παραγωγής μπορεί να σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, αναπτύσσονται συσκευές ελέγχου με έμφαση στη χρήση σε συνθήκες υψηλή υγρασία, φυσική πίεση ή τις επιπτώσεις των χημικών ουσιών.

Προγραμματιζόμενα συστήματα αυτοματισμού

Η ποιότητα της διαχείρισης και του ελέγχου των διαδικασιών παραγωγής έχει αυξηθεί αισθητά στο πλαίσιο της ενεργού προμήθειας των επιχειρήσεων με υπολογιστικές συσκευές και μικροεπεξεργαστές. Από την άποψη των βιομηχανικών αναγκών, οι δυνατότητες του προγραμματιζόμενου υλικού καθιστούν δυνατή όχι μόνο την εξασφάλιση αποτελεσματικού ελέγχου των τεχνολογικών διαδικασιών, αλλά και την αυτοματοποίηση του σχεδιασμού, καθώς και τη διεξαγωγή δοκιμών και πειραμάτων παραγωγής.

Συσκευές υπολογιστών που χρησιμοποιούνται σε σύγχρονες επιχειρήσεις, επίλυση προβλημάτων ρύθμισης και ελέγχου τεχνολογικών διεργασιών σε πραγματικό χρόνο. Τέτοια εργαλεία αυτοματισμού παραγωγής ονομάζονται υπολογιστικά συστήματα και λειτουργούν με βάση την αρχή της συνάθροισης. Τα συστήματα περιλαμβάνουν ενοποιημένα λειτουργικά μπλοκ και ενότητες, από τα οποία μπορείτε να δημιουργήσετε διάφορες διαμορφώσεις και να προσαρμόσετε το συγκρότημα ώστε να λειτουργεί υπό ορισμένες συνθήκες.

Μονάδες και μηχανισμοί σε συστήματα αυτοματισμού

Η άμεση εκτέλεση των εργασιών πραγματοποιείται με ηλεκτρικές, υδραυλικές και πνευματικές συσκευές. Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, η ταξινόμηση περιλαμβάνει λειτουργικούς και μερικούς μηχανισμούς. Παρόμοιες τεχνολογίες εφαρμόζονται συνήθως στη βιομηχανία τροφίμων. Ο αυτοματισμός της παραγωγής σε αυτή την περίπτωση περιλαμβάνει την εισαγωγή ηλεκτρικών και πνευματικών μηχανισμών, τα σχέδια των οποίων μπορεί να περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς κινητήρες και ρυθμιστικούς φορείς.

Ηλεκτροκινητήρες σε συστήματα αυτοματισμού

Η βάση των ενεργοποιητών σχηματίζεται συχνά από ηλεκτρικούς κινητήρες. Ανάλογα με τον τύπο ελέγχου, μπορούν να παρουσιαστούν σε εκδόσεις χωρίς επαφή και επαφή. Οι μονάδες που ελέγχονται από συσκευές επαφής ρελέ μπορούν να αλλάξουν την κατεύθυνση κίνησης των εξαρτημάτων εργασίας όταν χειρίζονται από τον χειριστή, αλλά η ταχύτητα των λειτουργιών παραμένει αμετάβλητη. Εάν υποτεθεί η αυτοματοποίηση και η μηχανοποίηση των τεχνολογικών διεργασιών με χρήση συσκευών χωρίς επαφή, τότε χρησιμοποιούνται ενισχυτές ημιαγωγών - ηλεκτρικοί ή μαγνητικοί.

Πίνακες και πίνακες ελέγχου

Για την εγκατάσταση εξοπλισμού που θα πρέπει να παρέχει διαχείριση και έλεγχο της παραγωγικής διαδικασίας στις επιχειρήσεις, τοποθετούνται ειδικές κονσόλες και πάνελ. Περιέχουν συσκευές για αυτόματο έλεγχο και ρύθμιση, όργανα, προστατευτικούς μηχανισμούς, καθώς και διάφορα στοιχείαεπικοινωνιακή υποδομή. Από το σχεδιασμό, μια τέτοια ασπίδα μπορεί να είναι ένα μεταλλικό ντουλάπι ή ένα επίπεδο πάνελ στο οποίο είναι εγκατεστημένος εξοπλισμός αυτοματισμού.

Η κονσόλα, με τη σειρά της, είναι το κέντρο για τον τηλεχειρισμό - είναι ένα είδος δωματίου ελέγχου ή περιοχής χειριστή. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η αυτοματοποίηση των τεχνολογικών διαδικασιών και της παραγωγής θα πρέπει επίσης να παρέχει πρόσβαση στη συντήρηση από το προσωπικό. Είναι αυτή η λειτουργία που καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από κονσόλες και πίνακες που σας επιτρέπουν να κάνετε υπολογισμούς, να αξιολογείτε δείκτες παραγωγής και γενικά να παρακολουθείτε τη διαδικασία εργασίας.

Σχεδιασμός συστημάτων αυτοματισμού

Το κύριο έγγραφο που χρησιμεύει ως οδηγός για τον τεχνολογικό εκσυγχρονισμό της παραγωγής με σκοπό την αυτοματοποίηση είναι το διάγραμμα. Εμφανίζει τη δομή, τις παραμέτρους και τα χαρακτηριστικά των συσκευών, οι οποίες αργότερα θα λειτουργήσουν ως μέσα αυτόματης μηχανοποίησης. Στην τυπική έκδοση, το διάγραμμα εμφανίζει τα ακόλουθα δεδομένα:

• επίπεδο (κλίμακα) αυτοματισμού σε μια συγκεκριμένη επιχείρηση.
• τον καθορισμό των παραμέτρων λειτουργίας της εγκατάστασης, η οποία πρέπει να είναι εφοδιασμένη με μέσα ελέγχου και ρύθμισης·
• χαρακτηριστικά ελέγχου - πλήρης, απομακρυσμένος, χειριστής.
• δυνατότητα μπλοκαρίσματος ενεργοποιητών και μονάδων.
• διαμόρφωση της θέσης του τεχνικού εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων των κονσολών και των πάνελ.

Βοηθητικά εργαλεία αυτοματισμού

Παρά τον μικρό ρόλο, πρόσθετες συσκευέςπαρέχουν σημαντικές λειτουργίες ελέγχου και διαχείρισης. Χάρη σε αυτά, εξασφαλίζεται η ίδια σύνδεση μεταξύ ενεργοποιητών και ατόμου. Όσον αφορά τον εξοπλισμό με βοηθητικές συσκευές, ο αυτοματισμός παραγωγής μπορεί να περιλαμβάνει σταθμούς με κουμπιά, ρελέ ελέγχου, διάφορους διακόπτες και πίνακες εντολών. Υπάρχουν πολλά σχέδια και ποικιλίες αυτών των συσκευών, αλλά όλες εστιάζονται στον εργονομικό και ασφαλή έλεγχο των βασικών μονάδων επί τόπου.