कार्यक्षमता के आधार पर तकनीकी स्वचालन उपकरण का वर्गीकरण। स्वचालन के तकनीकी साधन. स्वचालित नियंत्रण प्रणाली

प्रबंधन, परामर्श और उद्यमिता

व्याख्यान 2. स्वचालन के तकनीकी साधनों के बारे में सामान्य जानकारी। तकनीकी स्वचालन उपकरण और औद्योगिक उपकरणों और स्वचालन उपकरण जीएसपी की राज्य प्रणाली से संबंधित सामान्य मुद्दों का अध्ययन करने की आवश्यकता इस तथ्य से तय होती है कि तकनीकी साधन

व्याख्यान 2.

स्वचालन के तकनीकी साधनों के बारे में सामान्य जानकारी।

तकनीकी स्वचालन उपकरण और औद्योगिक उपकरणों और स्वचालन उपकरण (जीएसपी) की राज्य प्रणाली से संबंधित सामान्य मुद्दों का अध्ययन करने की आवश्यकता इस तथ्य से तय होती है कि तकनीकी स्वचालन उपकरण जीएसपी का एक अभिन्न अंग है। तकनीकी स्वचालन उपकरण उत्पादन के औद्योगिक और गैर-औद्योगिक क्षेत्रों में सूचना और नियंत्रण प्रणालियों के कार्यान्वयन के आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं। जीएसपी के आयोजन के सिद्धांत काफी हद तक डिजाइन चरण की सामग्री को निर्धारित करते हैं तकनीकी समर्थनस्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (एपीसीएस)। बदले में, जीएसपी का आधार तकनीकी साधनों के समस्या-उन्मुख समग्र परिसर हैं।

विशिष्ट स्वचालन उपकरण तकनीकी, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और सिस्टम-व्यापी हो सकते हैं।

को स्वचालन के तकनीकी साधन(टीएसए) में शामिल हैं:

• सेंसर;
• एक्चुएटर्स;
• नियामक प्राधिकरण (आरओ);
• संचार लाइनें;
• माध्यमिक उपकरण (प्रदर्शन और रिकॉर्डिंग);
• एनालॉग और डिजिटल नियंत्रण उपकरण;
• प्रोग्रामिंग ब्लॉक;
• तर्क-आदेश नियंत्रण उपकरण;
• डेटा एकत्र करने और प्राथमिक प्रसंस्करण और तकनीकी नियंत्रण वस्तु (टीओयू) की स्थिति की निगरानी के लिए मॉड्यूल;
• गैल्वेनिक अलगाव और सिग्नल सामान्यीकरण के लिए मॉड्यूल;
• एक रूप से दूसरे रूप में सिग्नल कन्वर्टर्स;
• डेटा प्रस्तुति, संकेत, रिकॉर्डिंग और नियंत्रण संकेतों की पीढ़ी के लिए मॉड्यूल;
• बफ़र भंडारण उपकरण;
• प्रोग्रामयोग्य टाइमर;
• विशिष्ट कंप्यूटिंग उपकरण, प्री-प्रोसेसर तैयारी उपकरण।

को सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर स्वचालन उपकरणशामिल करना:

• एनालॉग-टू-डिजिटल और डिजिटल-टू-एनालॉग कन्वर्टर्स;
• नियंत्रण का मतलब;
• मल्टी-सर्किट एनालॉग और एनालॉग-टू-डिजिटल नियंत्रण ब्लॉक;
• मल्टी-कनेक्शन प्रोग्राम लॉजिक कंट्रोल डिवाइस;
• प्रोग्रामयोग्य माइक्रोकंट्रोलर;
• स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क.

को सिस्टम-व्यापी स्वचालन उपकरणशामिल करना:

• इंटरफ़ेस डिवाइस और संचार एडेप्टर;
• साझा मेमोरी ब्लॉक;
• राजमार्ग (बसें);
• सामान्य प्रणाली निदान उपकरण;
• जानकारी संग्रहीत करने के लिए सीधी पहुंच वाले प्रोसेसर;
• ऑपरेटर कंसोल.

नियंत्रण प्रणालियों में स्वचालन के तकनीकी साधन

कोई भी सिस्टम नियंत्रण को निम्नलिखित कार्य करना होगाकार्य:

• तकनीकी नियंत्रण वस्तु (टीओयू) की वर्तमान स्थिति के बारे में जानकारी का संग्रह;
• टीओयू कार्य के लिए गुणवत्ता मानदंड का निर्धारण;
• खोज इष्टतम मोडतकनीकी नियंत्रण प्रणाली की कार्यप्रणाली और इष्टतम नियंत्रण क्रियाएं जो गुणवत्ता मानदंडों की चरम सीमा सुनिश्चित करती हैं;
• टीओयू में पाए गए इष्टतम मोड का कार्यान्वयन।

ये कार्य निष्पादित किये जा सकते हैं सेवा कार्मिकया टी.सी.ए. वहाँ चार हैंनियंत्रण प्रणाली के प्रकार(एसयू):

1) सूचनात्मक;

2) स्वचालित नियंत्रण;

3) केंद्रीकृत नियंत्रण और विनियमन;

4) स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली।

जानकारी ( नियमावली) नियंत्रण प्रणाली(चित्र 1.1) का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, केवल विश्वसनीय रूप से कार्य करने वाली, टीओयू नियंत्रण की सरल तकनीकी वस्तुओं के लिए।

चावल। 1.1. प्रबंधन सूचना प्रणाली संरचना:

डी - सेंसर (प्राथमिक मापने वाला ट्रांसड्यूसर);

वीपी - द्वितीयक संकेत उपकरण;

ओपीयू - ऑपरेटर नियंत्रण केंद्र (बोर्ड, कंसोल, स्मरणीय आरेख, अलार्म डिवाइस);

रिमोट कंट्रोल रिमोट कंट्रोल डिवाइस (बटन, चाबियाँ, बाईपास कंट्रोल पैनल, आदि);

आईएम एक्चुएटर;

आरओ - नियामक संस्था;

सी - अलार्म डिवाइस;

एमएस स्मरणीय आरेख।

कुछ मामलों में, सूचना नियंत्रण प्रणाली में प्रत्यक्ष-अभिनय नियामक और प्रक्रिया उपकरण में निर्मित नियामक शामिल होते हैं।

स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में(चित्र 1.2) सभी कार्य उपयुक्त तकनीकी साधनों का उपयोग करके स्वचालित रूप से किए जाते हैं।

ऑपरेटर कार्यों में शामिल हैं:

• एसीएस स्थिति का तकनीकी निदान और विफल सिस्टम तत्वों की बहाली;
• नियामक कानूनों में सुधार;
• कार्य का परिवर्तन;
• मैन्युअल नियंत्रण में संक्रमण;
• उपकरण रखरखाव।

चावल। 1.2. स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (ACS) की संरचना:

केपी - एन्कोडिंग कनवर्टर;

एलएस - संचार लाइनें (तार, आवेग ट्यूब);

VU - कंप्यूटिंग डिवाइस

केंद्रीकृत नियंत्रण और विनियमन प्रणाली(एससीसीआर) (चित्र 1.3)। एसीएस का उपयोग सरल तकनीकी उपकरणों के लिए किया जाता है, जिनके ऑपरेटिंग मोड को कम संख्या में निर्देशांक की विशेषता होती है, और काम की गुणवत्ता को एक आसानी से गणना किए गए मानदंड की विशेषता होती है। ACS का एक विशेष मामला स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (ASR) है।

एक नियंत्रण प्रणाली जो स्वचालित रूप से चरम टीओसी मान को बनाए रखती है, चरम नियंत्रण प्रणालियों की श्रेणी से संबंधित है।

चावल। 1.3. केंद्रीकृत नियंत्रण और विनियमन प्रणाली की संरचना:

ओपीयू - ऑपरेटर नियंत्रण केंद्र;

डी - सेंसर;

एनपी सामान्यीकरण कनवर्टर;

केपी - एन्कोडिंग और डिकोडिंग कन्वर्टर्स;

सीआर - केंद्रीय नियामक;

एमपी मल्टी-चैनल पंजीकरण उपकरण (प्रिंट);

सी - आपातकालीन पूर्व सिग्नलिंग उपकरण;

एमपीपी - मल्टी-चैनल संकेतक डिवाइस (डिस्प्ले);

एमएस - स्मरणीय आरेख;

आईएम - एक्चुएटर;

आरओ - नियामक संस्था;

के नियंत्रक

टीओयू के आउटपुट समायोज्य समन्वय के निर्दिष्ट मूल्य का समर्थन करने वाले एएसआर को इसमें विभाजित किया गया है:

• स्थिर करना;
• सॉफ़्टवेयर;
• अनुयायी;
• अनुकूली.

अत्यधिक नियामकों का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है।

SCCR की तकनीकी संरचनाएँ दो प्रकार की हो सकती हैं:

1) व्यक्तिगत टीसीए के साथ;

2) सामूहिक टीसीए के साथ।

पहले प्रकार की प्रणाली में, प्रत्येक चैनल का निर्माण व्यक्तिगत उपयोग के लिए टीसीए से किया जाता है। इनमें सेंसर, सामान्यीकरण कनवर्टर, नियामक, माध्यमिक उपकरण, एक्चुएटर और नियामक निकाय शामिल हैं।

एक नियंत्रण चैनल की विफलता से प्रक्रिया सुविधा बंद नहीं होती है।

यह डिज़ाइन सिस्टम की लागत बढ़ाता है, लेकिन इसकी विश्वसनीयता बढ़ाता है।

दूसरे प्रकार की प्रणाली में व्यक्तिगत और सामूहिक उपयोग के लिए टीएसए शामिल है। सामूहिक उपयोग के लिए टीएसए में शामिल हैं: स्विच, सीपी (एन्कोडिंग और डिकोडिंग कन्वर्टर्स), सीआर (केंद्रीय नियामक), एमआर (मल्टी-चैनल रिकॉर्डिंग डिवाइस (प्रिंट)), एमपीपी (मल्टी-चैनल संकेत डिवाइस (डिस्प्ले))।

सामूहिक प्रणाली की लागत कुछ हद तक कम है, लेकिन विश्वसनीयता काफी हद तक सामूहिक टीएसए की विश्वसनीयता पर निर्भर करती है।

जब संचार लाइन लंबी होती है, तो सेंसर और एक्चुएटर्स के पास स्थित व्यक्तिगत एन्कोडिंग और डिकोडिंग कनवर्टर्स का उपयोग किया जाता है। इससे सिस्टम की लागत बढ़ जाती है, लेकिन संचार लाइन की शोर प्रतिरोधक क्षमता में सुधार होता है।

स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली(एपीसीएस) (चित्र 1.4) एक मशीन प्रणाली है जिसमें टीएसए वस्तुओं की स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करता है, गुणवत्ता मानदंड की गणना करता है, और इष्टतम नियंत्रण सेटिंग्स ढूंढता है। ऑपरेटर के कार्यों को प्राप्त जानकारी का विश्लेषण करने और स्थानीय स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों या नियंत्रण कक्ष के रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके इसे लागू करने तक सीमित कर दिया गया है।

अंतर करना निम्नलिखित प्रकारएपीसीएस:

• केंद्रीकृत स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (सभी सूचना प्रसंस्करण और नियंत्रण कार्य एक नियंत्रण कंप्यूटर यूवीएम द्वारा किए जाते हैं) (चित्र 1.4);

चावल। 1.4. एक केंद्रीकृत स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली की संरचना:

यूएसओ - किसी वस्तु के साथ संचार उपकरण;

डीयू - रिमोट कंट्रोल;

एसओआई - सूचना प्रदर्शन उपकरण

• पर्यवेक्षी स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (व्यक्तिगत उपयोग टीएसए और एक केंद्रीय कंप्यूटर कंप्यूटर (सीयूवीएम) के आधार पर निर्मित कई स्थानीय स्वचालित नियंत्रण प्रणालियाँ हैं, जिसमें स्थानीय प्रणालियों के साथ एक सूचना संचार लाइन है) (चित्र 1.5);

चावल। 1.5. पर्यवेक्षी नियंत्रण प्रणाली की संरचना: एलआर - स्थानीय नियामक

• वितरित स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली - कई भौगोलिक रूप से वितरित वस्तुओं और कंप्यूटरों के बीच सूचना प्रसंस्करण और प्रबंधन नियंत्रण कार्यों के विभाजन की विशेषता (चित्र 1.6)।

चावल। 1.6. एसएचजी के तकनीकी साधनों की पदानुक्रमित संरचना

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शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी

राज्य शिक्षण संस्थान

उच्च व्यावसायिक शिक्षा

"ओम्स्क राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय"

वी.एन. गुडिनोव, ए.पी. कोर्नीचुक

तकनीकी स्वचालन उपकरण
लेक्चर नोट्स

ओम्स्क 2006
यूडीसी 681.5.08(075)

बीबीके 973.26-04ya73

जी
समीक्षक:
एन.एस. गैल्डिन, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, पीटीटीएम और जी विभाग के प्रोफेसर, सिबाडी,

वी.वी. ज़खारोव, ZAO NOMBUS के स्वचालन विभाग के प्रमुख।
गुडिनोव वी.एन., कोर्नीचुक ए.पी.

जी स्वचालन के तकनीकी साधन: व्याख्यान नोट्स। - ओम्स्क: ओम्स्क स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी पब्लिशिंग हाउस, 2006। - 52 पी।
व्याख्यान नोट्स आधुनिक तकनीकी और सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर स्वचालन उपकरण (टीएसए) और सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर कॉम्प्लेक्स (एसटीसी), उनके निर्माण के सिद्धांतों, वर्गीकरण, संरचना, उद्देश्य, विशेषताओं और विभिन्न स्वचालित नियंत्रण और विनियमन में आवेदन की विशेषताओं के बारे में बुनियादी जानकारी प्रदान करते हैं। तकनीकी प्रक्रियाओं की प्रणाली (एपीसीएस)।

व्याख्यान नोट्स विशेष 220301 में पूर्णकालिक, शाम, पत्राचार और दूरस्थ शिक्षा के छात्रों के लिए हैं - "तकनीकी प्रक्रियाओं और उत्पादन का स्वचालन।"
ओम्स्क राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय के संपादकीय और प्रकाशन परिषद के निर्णय द्वारा प्रकाशित।
यूडीसी 681.5.08(075)

बीबीके 973.26-04ya73

© वी.एन. गुडिनोव, ए.पी. कोर्नीचुक 2006

© ओम्स्क राज्य

तकनीकी विश्वविद्यालय, 2006

1. तकनीकी स्वचालन उपकरणों के बारे में सामान्य जानकारी

बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ
पाठ्यक्रम "तकनीकी स्वचालन उपकरण" (टीएसए) का उद्देश्य स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों के मौलिक आधार का अध्ययन करना है। सबसे पहले, हम बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ प्रस्तुत करते हैं।

तत्व(डिवाइस) - एक संरचनात्मक रूप से पूर्ण तकनीकी उत्पाद जिसे स्वचालन प्रणालियों (माप, सिग्नल ट्रांसमिशन, सूचना भंडारण, प्रसंस्करण, नियंत्रण आदेशों की पीढ़ी, आदि) में कुछ कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (एसीएस)- तकनीकी उपकरणों और सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर का एक सेट जो एक निश्चित नियंत्रण कानून (एल्गोरिदम) को लागू करने के लिए एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।

स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (एपीसीएस)- एक तकनीकी नियंत्रण वस्तु पर नियंत्रण क्रियाओं को विकसित करने और कार्यान्वित करने के लिए डिज़ाइन की गई प्रणाली और एक मानव-मशीन प्रणाली है जो स्वीकृत मानदंडों (तकनीकी, तकनीकी, आर्थिक) के अनुसार इस तकनीकी वस्तु को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक जानकारी का स्वचालित संग्रह और प्रसंस्करण प्रदान करती है।

तकनीकी नियंत्रण वस्तु (टीओयू) -प्रासंगिक निर्देशों और विनियमों के अनुसार तकनीकी उपकरणों का एक सेट और उस पर कार्यान्वित तकनीकी प्रक्रिया।

आधुनिक स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली बनाते समय, तकनीकी समाधानों का वैश्विक एकीकरण और एकीकरण देखा जाता है। आधुनिक स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों की मुख्य आवश्यकता सिस्टम का खुलापन है, जब उपयोग किए गए डेटा प्रारूप और प्रक्रियात्मक इंटरफ़ेस को इसके लिए परिभाषित और वर्णित किया जाता है, जो "बाहरी" स्वतंत्र रूप से विकसित उपकरणों और उपकरणों को इससे जोड़ने की अनुमति देता है। पीछे पिछले साल काटीसीए बाजार में काफी बदलाव आया है, कई घरेलू उद्यम बनाए गए हैं जो स्वचालन उपकरण और सिस्टम का उत्पादन करते हैं, और सिस्टम इंटीग्रेटर्स दिखाई दिए हैं। 90 के दशक की शुरुआत से अग्रणी विदेशी निर्माताटीसीए ने व्यापार मिशनों, शाखाओं, संयुक्त उद्यमों और डीलर फर्मों के माध्यम से सीआईएस देशों में अपने उत्पादों का व्यापक परिचय शुरू किया।

आधुनिक नियंत्रण प्रौद्योगिकी के लिए बाजार के गहन विकास और तीव्र गतिशीलता के लिए टीसीए की वर्तमान स्थिति को दर्शाने वाले साहित्य के उद्भव की आवश्यकता है। वर्तमान में, घरेलू और विदेशी कंपनियों के स्वचालन उपकरणों के बारे में नवीनतम जानकारी बिखरी हुई है और मुख्य रूप से समय-समय पर या वैश्विक इंटरनेट पर विनिर्माण कंपनियों की वेबसाइटों या विशेष पर प्रस्तुत की जाती है। सूचना पोर्टल, जैसे www.asutp.ru, www.mka.ru, www.industrialauto.ru। इस व्याख्यान नोट्स का उद्देश्य टीएसए के तत्वों और औद्योगिक परिसरों के बारे में सामग्री की एक व्यवस्थित प्रस्तुति है। सार "तकनीकी स्वचालन उपकरण" अनुशासन का अध्ययन करने वाले विशेष "तकनीकी प्रक्रियाओं और उत्पादन के स्वचालन" के छात्रों के लिए है।

1.1. एसीएस में कार्यात्मक उद्देश्य के आधार पर टीएसए का वर्गीकरण

GOST 12997-84 के अनुसार, संपूर्ण TSA कॉम्प्लेक्स, ACS में उनके कार्यात्मक उद्देश्य के अनुसार, निम्नलिखित सात समूहों में विभाजित है (चित्र 1)।

चावल। 1. एसीएस में कार्यात्मक उद्देश्य द्वारा टीएसए का वर्गीकरण:

सीएस - नियंत्रण प्रणाली; ओयू - नियंत्रण वस्तु; सीएस - संचार चैनल;

मेमोरी - मास्टर डिवाइस; यूपीआई - सूचना प्रसंस्करण उपकरण;

यूएसपीयू - उपकरणों को प्रवर्धित और परिवर्तित करना; यूआईओ - सूचना प्रदर्शन उपकरण; आईएम - एक्चुएटर्स; आरओ - कार्य निकाय; केयू - नियंत्रण उपकरण; डी - सेंसर; वीपी - सेकेंडरी कन्वर्टर्स

1.2. टीसीए विकास के रुझान
1. आवर्धन कार्यक्षमताटीसीए:

- नियंत्रण फ़ंक्शन में (सरलतम स्टार्ट/स्टॉप और स्वचालित रिवर्स से चक्रीय और संख्यात्मक कार्यक्रम और अनुकूली नियंत्रण तक);

- अलार्म फ़ंक्शन में (सरल प्रकाश बल्ब से लेकर टेक्स्ट और ग्राफिक डिस्प्ले तक);

- डायग्नोस्टिक फ़ंक्शन में (ओपन सर्किट इंडिकेशन से लेकर संपूर्ण ऑटोमेशन सिस्टम के सॉफ़्टवेयर परीक्षण तक);

- अन्य प्रणालियों के साथ संचार के कार्य में (वायर्ड संचार से नेटवर्क औद्योगिक सुविधाओं तक)।

2. तत्व आधार की जटिलता का अर्थ है रिले संपर्क सर्किट से संक्रमण संपर्क रहित सर्किटअर्धचालक पर व्यक्तिगत तत्व, और उनसे एकीकरण की बढ़ती डिग्री के एकीकृत सर्किट (छवि 2)।

चावल। 2. इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास के चरण
3. कठोर (हार्डवेयर, सर्किट) संरचनाओं से लचीली (पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य, पुन: प्रोग्राम करने योग्य) संरचनाओं में संक्रमण।

4. टीएसए को डिजाइन करने के मैनुअल (सहज) तरीकों से मशीन, वैज्ञानिक रूप से आधारित प्रणालियों में संक्रमण कंप्यूटर एडेड डिजाइन(सीएडी)।

1.3. टीसीए इमेजिंग तरीके
इस पाठ्यक्रम के अध्ययन की प्रक्रिया में, टीसीए और उनके चित्रण और प्रस्तुतीकरण के विभिन्न तरीके अवयव. सबसे अधिक इस्तेमाल निम्नलिखित हैं:

1. रचनात्मक विधि(चित्र 7-13) में विधियों का उपयोग करके उपकरणों और उपकरणों को चित्रित करना शामिल है मैकेनिकल इंजीनियरिंग ड्राइंगतकनीकी चित्र, लेआउट, सामान्य दृश्य, अनुमान (एक्सोनोमेट्रिक वाले सहित), अनुभाग, खंड, आदि के रूप में। .

2. सर्किट विधि(चित्र 14.16-21.23) GOST ESKD के अनुसार, विभिन्न प्रकार (विद्युत, वायवीय, हाइड्रोलिक, गतिज) और प्रकार (संरचनात्मक, कार्यात्मक, मौलिक, स्थापना, आदि) के सर्किट के साथ टीएसए का प्रतिनिधित्व मानता है।

3. गणित का मॉडलसॉफ्टवेयर-कार्यान्वित टीएसए के लिए अधिक बार उपयोग किया जाता है और इसे इसके द्वारा दर्शाया जा सकता है:

- विशिष्ट गतिशील लिंक के स्थानांतरण कार्य;

- चल रही प्रक्रियाओं के विभेदक समीकरण;

- आउटपुट और संक्रमण को नियंत्रित करने के लिए तार्किक कार्य;

- राज्य ग्राफ़, साइक्लोग्राम, समय आरेख (चित्र 14, 28);

- कार्यशील एल्गोरिदम के ब्लॉक आरेख (चित्र 40), आदि।
1.4. टीसीए निर्माण के बुनियादी सिद्धांत
आधुनिक स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों के निर्माण के लिए विभिन्न प्रकार के उपकरणों और तत्वों की आवश्यकता होती है। स्वचालन उपकरणों के लिए ऐसी विभिन्न गुणवत्ता और जटिलता की नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकताओं को उनके व्यक्तिगत विकास और उत्पादन से संतुष्ट करने से स्वचालन की समस्या बहुत बड़ी हो जाएगी, और उपकरणों और स्वचालन उपकरणों की सीमा लगभग असीमित हो जाएगी।

50 के दशक के अंत में, यूएसएसआर ने एक एकीकृत बनाने की समस्या तैयार की औद्योगिक उपकरणों और स्वचालन उपकरण की राज्य प्रणाली (जीएसपी)- उपकरणों और उपकरणों के एक तर्कसंगत रूप से संगठित सेट का प्रतिनिधित्व करना जो टाइपिंग, एकीकरण, एकत्रीकरण के सिद्धांतों को पूरा करता है, और विभिन्न उद्योगों में तकनीकी प्रक्रियाओं को मापने, निगरानी, ​​​​विनियमित करने और प्रबंधित करने के लिए स्वचालित सिस्टम के निर्माण के लिए अभिप्रेत है। और 70 के दशक से, जीएसपी ने मानव गतिविधि के गैर-औद्योगिक क्षेत्रों को भी कवर किया है, जैसे वैज्ञानिक अनुसंधान, परीक्षण, चिकित्सा, आदि।

टाइपिंग- यह किसी भी दृष्टिकोण से सर्वोत्तम नमूनों की एक छोटी संख्या के लिए चयनित प्रकारों, मशीनों, उपकरणों, उपकरणों के डिजाइन की एक उचित कमी है, जिनमें महत्वपूर्ण गुणात्मक विशेषताएं हैं। टाइपिंग प्रक्रिया के दौरान, मानक डिज़ाइन विकसित और स्थापित किए जाते हैं, जिनमें आशाजनक उत्पादों सहित कई उत्पादों के लिए सामान्य बुनियादी तत्व और पैरामीटर शामिल होते हैं। टंकण प्रक्रिया, वास्तविक प्रतिबंधों को ध्यान में रखते हुए, कुछ प्रारंभिक, दिए गए तत्वों के सेट को सीमित संख्या में प्रकारों में वर्गीकृत करने के समान है।

एकीकरण- यह विभिन्न प्रकार के उत्पादों और उनके उत्पादन के साधनों को मानक आकार, ब्रांड, आकार, गुणों के तर्कसंगत न्यूनतम तक कम करना है। यह मानक टीसीए समाधानों के बुनियादी मापदंडों में एकरूपता लाता है और एक ही उद्देश्य के साधनों की अनुचित विविधता और उनके भागों की विविधता को समाप्त करता है। उपकरण, उनके ब्लॉक और मॉड्यूल, उनके कार्यात्मक उद्देश्य में समान या भिन्न, लेकिन एक मूल डिजाइन से प्राप्त, एक एकीकृत श्रृंखला बनाते हैं।

एकत्रीकरणकई जटिल समस्या-उन्मुख प्रणालियों और परिसरों के निर्माण के लिए मानक एकीकृत मॉड्यूल, ब्लॉक, उपकरणों और एकीकृत मानक संरचनाओं (यूटीसी) की एक सीमित श्रृंखला का विकास और उपयोग है। एकत्रीकरण आपको एक ही आधार पर उत्पादों के विभिन्न संशोधन बनाने, एक ही उद्देश्य के लिए टीएसए का उत्पादन करने की अनुमति देता है, लेकिन विभिन्न के साथ तकनीकी विशेषताओं.

एकत्रीकरण के सिद्धांत का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी की कई शाखाओं में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में मॉड्यूलर मशीनें और मॉड्यूलर औद्योगिक रोबोट, नियंत्रण प्रणालियों में आईबीएम-संगत कंप्यूटर और सूचना प्रसंस्करण के स्वचालन, आदि)।

2. राज्य औद्योगिक उपकरण प्रणाली

और स्वचालन का अर्थ है

जीएसपी एक जटिल विकासशील प्रणाली है जिसमें कई उपप्रणालियाँ शामिल हैं जिन्हें विभिन्न पदों से देखा और वर्गीकृत किया जा सकता है। आइए जीएसपी के तकनीकी साधनों की कार्यात्मक-पदानुक्रमित और रचनात्मक-तकनीकी संरचना पर विचार करें।
2.1. एसएचजी की कार्यात्मक-पदानुक्रमित संरचना

चावल। 3. एसएचजी का पदानुक्रम
विशिष्ट सुविधाएं आधुनिक संरचनाएँस्वचालित नियंत्रण प्रणाली का निर्माण औद्योगिक उद्यमहैं: कंप्यूटिंग उपकरणों का प्रवेश और प्रबंधन के सभी स्तरों पर नेटवर्क प्रौद्योगिकियों की शुरूआत।

विश्व अभ्यास में, एकीकृत उत्पादन स्वचालन के विशेषज्ञ भी प्रबंधन के पांच स्तरों में अंतर करते हैं आधुनिक उद्यम(चित्र 4), जो एसएचजी की उपरोक्त पदानुक्रमित संरचना से पूरी तरह मेल खाता है।

स्तर पर इआर.पी.- एंटरप्राइज रिसोर्स प्लानिंग (उद्यम संसाधन योजना) वित्तीय और आर्थिक संकेतकों की गणना और विश्लेषण करती है, और रणनीतिक प्रशासनिक और रसद समस्याओं का समाधान करती है।

स्तर पर एमईएस- विनिर्माण निष्पादन प्रणाली (उत्पादन निष्पादन प्रणाली) - उत्पाद गुणवत्ता प्रबंधन, तकनीकी प्रक्रिया के संचालन के अनुक्रम की योजना और नियंत्रण, तकनीकी प्रक्रिया के ढांचे के भीतर उत्पादन और मानव संसाधनों का प्रबंधन, उत्पादन उपकरणों के रखरखाव के कार्य।

ये दो स्तर स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (स्वचालित उद्यम प्रबंधन प्रणाली) के कार्यों और उन तकनीकी साधनों से संबंधित हैं जिनके द्वारा इन कार्यों को कार्यान्वित किया जाता है - ये कार्यालय व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी) और मुख्य विशेषज्ञों की सेवाओं में उन पर आधारित वर्कस्टेशन हैं। उद्यम.


चावल। 4. आधुनिक उत्पादन प्रबंधन का पिरामिड।
अगले तीन स्तरों पर, स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली) के वर्ग से संबंधित समस्याओं का समाधान किया जाता है।

स्काडा- पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण (डेटा संग्रह और पर्यवेक्षी (प्रेषक) नियंत्रण प्रणाली) सामरिक परिचालन प्रबंधन का एक स्तर है जिस पर अनुकूलन, निदान, अनुकूलन आदि की समस्याओं का समाधान किया जाता है।

नियंत्रण- स्तर- प्रत्यक्ष (स्थानीय) नियंत्रण का स्तर, जिसे ऐसे टीसीए पर लागू किया जाता है: सॉफ्टवेयर - ऑपरेटर पैनल (रिमोट), पीएलसी - प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक, यूएसओ - ऑब्जेक्ट के साथ संचार उपकरण।

एचएमआई- मानव-मशीन इंटरफ़ेस (मानव-मशीन संचार) - तकनीकी प्रक्रिया की प्रगति की कल्पना करता है (जानकारी प्रदर्शित करता है)।

इनपुट/ उत्पादन- नियंत्रण ऑब्जेक्ट के इनपुट/आउटपुट हैं

विशिष्ट तकनीकी प्रतिष्ठानों और कार्यशील मशीनों के सेंसर और एक्चुएटर (एस/एएम)।

2.2. जीएसपी की संरचनात्मक और तकनीकी संरचना


चावल। 5. एसएचजी संरचना
यूकेटीएस(तकनीकी साधनों का एकीकृत सेट) – यह विभिन्न प्रकार का संग्रह है तकनीकी उत्पाद, विभिन्न कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन संचालन के एक ही सिद्धांत पर बनाया गया है और इसमें समान संरचनात्मक तत्व हैं।

अधिनियमों(तकनीकी साधनों का समग्र परिसर) – यह विभिन्न प्रकार के तकनीकी उत्पादों और उपकरणों का एक सेट है, जो ब्लॉक-मॉड्यूलर सिद्धांत के अनुसार एकल डिजाइन, सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर के आधार पर निर्मित कार्यक्षमता, डिजाइन, बिजली आपूर्ति के प्रकार, इनपुट/आउटपुट सिग्नल के स्तर से जुड़ा हुआ है। प्रसिद्ध घरेलू यूकेटीएस और एसीटीएस के उदाहरण तालिका में दिए गए हैं। 1.

पीटीके (सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर कॉम्प्लेक्स ) – यह माइक्रोप्रोसेसर ऑटोमेशन टूल्स (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर, स्थानीय रेगुलेटर, ऑब्जेक्ट के साथ संचार उपकरण), ऑपरेटरों और सर्वर के डिस्प्ले पैनल, सूचीबद्ध घटकों को जोड़ने वाले औद्योगिक नेटवर्क, साथ ही इन सभी घटकों के औद्योगिक सॉफ्टवेयर का एक सेट है, जिसे बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विभिन्न उद्योगों में वितरित स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियाँ। आधुनिक घरेलू और विदेशी हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर सिस्टम के उदाहरण तालिका में दिए गए हैं। 2.

तकनीकी साधनों के विशिष्ट परिसरों में उपकरणों और उपकरणों के सैकड़ों और हजारों विभिन्न प्रकार, आकार, संशोधन और डिजाइन शामिल हैं।

उत्पाद का प्रकार- यह तकनीकी उत्पादों का एक सेट है जो कार्यक्षमता में समान हैं, एक ही ऑपरेटिंग सिद्धांत है, और मुख्य पैरामीटर का समान नामकरण है।

मानक आकार- एक ही प्रकार के उत्पाद, लेकिन मुख्य पैरामीटर के अपने विशिष्ट मान होते हैं।

परिवर्तन- एक ही प्रकार के उत्पादों का एक संग्रह है जो निश्चित है प्रारुप सुविधाये.

कार्यान्वयन- डिज़ाइन सुविधाएँ जो प्रदर्शन विशेषताओं को प्रभावित करती हैं।

टीसीए कॉम्प्लेक्स तालिका 1

सूचना उत्पन्न करने और प्राथमिक प्रसंस्करण के साधनों में यांत्रिक (छिद्रण) या चुंबकीय तरीकों से कार्ड, टेप या अन्य सूचना वाहक पर डेटा लागू करने के लिए कीबोर्ड डिवाइस शामिल हैं; संचित जानकारी को बाद के प्रसंस्करण या पुनरुत्पादन के लिए स्थानांतरित किया जाता है। कीबोर्ड डिवाइस, पंचिंग या चुंबकीय ब्लॉक और ट्रांसमीटर का उपयोग स्थानीय और सिस्टम उद्देश्यों के लिए उत्पादन रिकॉर्डर बनाने के लिए किया जाता है, जो कार्यशालाओं, गोदामों और उत्पादन के अन्य स्थानों में प्राथमिक जानकारी उत्पन्न करते हैं।

सेंसर (प्राथमिक ट्रांसड्यूसर) का उपयोग स्वचालित रूप से जानकारी निकालने के लिए किया जाता है। ऑपरेटिंग सिद्धांतों के संदर्भ में वे बहुत विविध उपकरण हैं जो तकनीकी प्रक्रियाओं के नियंत्रित मापदंडों में परिवर्तन को समझते हैं। आधुनिक माप तकनीक सीधे 300 से अधिक विभिन्न भौतिक, रासायनिक और अन्य मात्राओं का मूल्यांकन कर सकती है, लेकिन यह मानव गतिविधि के कई नए क्षेत्रों को स्वचालित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। संवेदनशील तत्वों को एकीकृत करके जीपीएस में सेंसर की सीमा का आर्थिक रूप से व्यवहार्य विस्तार हासिल किया जाता है। संवेदनशील तत्व जो दबाव, बल, वजन, गति, त्वरण, ध्वनि, प्रकाश, थर्मल और रेडियोधर्मी विकिरण पर प्रतिक्रिया करते हैं, उपकरण की लोडिंग और उसके ऑपरेटिंग मोड, प्रसंस्करण की गुणवत्ता, उत्पादों की रिहाई के लिए लेखांकन को नियंत्रित करने के लिए सेंसर में उपयोग किए जाते हैं। कन्वेयर, स्टॉक और सामग्री, वर्कपीस, उपकरण आदि की खपत पर उनके आंदोलनों की निगरानी करना। इन सभी सेंसर के आउटपुट सिग्नल मानक विद्युत या वायवीय सिग्नल में परिवर्तित हो जाते हैं, जो अन्य उपकरणों द्वारा प्रसारित होते हैं।

सूचना प्रसारित करने वाले उपकरणों में प्रसारण के लिए सुविधाजनक ऊर्जा के रूपों में सिग्नल कन्वर्टर्स, लंबी दूरी पर संचार चैनलों के माध्यम से सिग्नल प्रसारित करने के लिए टेलीमैकेनिक्स उपकरण, उन स्थानों पर सिग्नल वितरित करने के लिए स्विच शामिल हैं जहां सूचना संसाधित या प्रस्तुत की जाती है। ये उपकरण सूचना के सभी परिधीय स्रोतों (कीबोर्ड डिवाइस, सेंसर) को नियंत्रण प्रणाली के केंद्रीय भाग से जोड़ते हैं। उनका उद्देश्य है कुशल उपयोगसंचार चैनल, वायर्ड और वायरलेस लाइनों पर ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल विरूपण और संभावित हस्तक्षेप के प्रभाव को समाप्त करते हैं।

तार्किक और गणितीय सूचना प्रसंस्करण के लिए उपकरणों में कार्यात्मक कनवर्टर्स शामिल होते हैं जो सूचना संकेतों की प्रकृति, आकार या संयोजन को बदलते हैं, साथ ही कानूनों और नियंत्रण (विनियमन) मोड को लागू करने के लिए दिए गए एल्गोरिदम (कंप्यूटर सहित) के अनुसार जानकारी संसाधित करने के लिए उपकरण भी शामिल होते हैं।

नियंत्रण प्रणाली के अन्य भागों के साथ संचार के लिए कंप्यूटर सूचना इनपुट और आउटपुट उपकरणों के साथ-साथ स्रोत डेटा के अस्थायी भंडारण, गणना के मध्यवर्ती और अंतिम परिणामों आदि के लिए भंडारण उपकरणों से लैस हैं। (डेटा इनपुट देखें। डेटा आउटपुट, भंडारण उपकरण) ).

जानकारी प्रस्तुत करने वाले उपकरण मानव ऑपरेटर को उत्पादन प्रक्रियाओं की स्थिति दिखाते हैं और उसे रिकॉर्ड करते हैं सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर. ऐसे उपकरण हैं सिग्नल बोर्ड, बोर्ड या नियंत्रण पैनल पर दृश्य प्रतीकों के साथ स्मरणीय आरेख, द्वितीयक सूचक और डिजिटल संकेत और रिकॉर्डिंग उपकरण, कैथोड रे ट्यूब, अल्फाबेटिक और डिजिटल टाइपराइटर।

नियंत्रण क्रियाएं उत्पन्न करने के लिए उपकरण कमजोर सूचना संकेतों को आवश्यक आकार के अधिक शक्तिशाली ऊर्जा दालों में परिवर्तित करते हैं, जो सुरक्षा, विनियमन या नियंत्रण एक्चुएटर्स को सक्रिय करने के लिए आवश्यक हैं।

उत्पादों की उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करना उत्पादन के सभी मुख्य चरणों में नियंत्रण के स्वचालन से जुड़ा है। व्यक्तिपरक मानवीय आकलन को केंद्रीय बिंदुओं से जुड़े स्वचालित माप स्टेशनों से वस्तुनिष्ठ संकेतकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जहां दोषों का स्रोत निर्धारित किया जाता है और जहां से सहनशीलता के बाहर विचलन को रोकने के लिए आदेश भेजे जाते हैं। बड़े पैमाने पर उत्पादन और नियंत्रित मापदंडों की एक महत्वपूर्ण संख्या के कारण रेडियो-तकनीकी और रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के उत्पादन में कंप्यूटर का उपयोग करके स्वचालित नियंत्रण का विशेष महत्व है। तैयार उत्पादों की अंतिम विश्वसनीयता परीक्षण भी कम महत्वपूर्ण नहीं हैं (तकनीकी उपकरणों की विश्वसनीयता देखें)। कार्यात्मक, शक्ति, जलवायु, ऊर्जा और विशेष परीक्षणों के लिए स्वचालित स्टैंड आपको उत्पादों (उत्पादों) की तकनीकी और आर्थिक विशेषताओं को जल्दी और समान रूप से जांचने की अनुमति देते हैं।

सक्रिय करने वाले उपकरणों में शुरुआती उपकरण, सक्रिय करने वाले हाइड्रोलिक, वायवीय या विद्युत तंत्र (सर्वोमोटर्स) और नियामक निकाय शामिल होते हैं जो सीधे स्वचालित प्रक्रिया पर कार्य करते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि उनके संचालन से अनावश्यक ऊर्जा हानि न हो और प्रक्रिया की दक्षता कम न हो। उदाहरण के लिए, थ्रॉटलिंग, जिसका उपयोग आमतौर पर वृद्धि के आधार पर भाप और तरल पदार्थ के प्रवाह को विनियमित करने के लिए किया जाता है हाइड्रोलिक प्रतिरोधपाइपलाइनों में, उन्हें प्रवाह बनाने वाली मशीनों या दबाव के नुकसान के बिना प्रवाह की गति को बदलने के अन्य अधिक उन्नत तरीकों से प्रतिस्थापित किया जाता है। बडा महत्वइसमें एसी इलेक्ट्रिक ड्राइव का किफायती और विश्वसनीय नियंत्रण, गियरलेस इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स का उपयोग और इलेक्ट्रिक मोटरों को नियंत्रित करने के लिए संपर्क रहित बैलेस्ट शामिल हैं।

जीएसपी में कार्यान्वित कुछ कार्य करने वाले स्वतंत्र ब्लॉकों से युक्त इकाइयों के रूप में निगरानी, ​​विनियमन और नियंत्रण के लिए उपकरणों के निर्माण के विचार ने इसे संभव बनाया विभिन्न संयोजनएक ही साधन का उपयोग करके विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करने के लिए इन ब्लॉकों का उपयोग करना। इनपुट और आउटपुट सिग्नल का एकीकरण विभिन्न कार्यों वाले ब्लॉकों के संयोजन और उनकी विनिमेयता को सुनिश्चित करता है।

जीएसपी में वायवीय, हाइड्रोलिक और शामिल हैं बिजली का सामानऔर उपकरण. सूचना प्राप्त करने, संचारित करने और पुन: प्रस्तुत करने के लिए डिज़ाइन किए गए विद्युत उपकरण सबसे बहुमुखी हैं।

औद्योगिक वायवीय स्वचालन तत्वों (यूएसईपीपीए) की एक सार्वभौमिक प्रणाली के उपयोग ने वायवीय उपकरणों के विकास को मुख्य रूप से मानक इकाइयों और भागों से कम संख्या में कनेक्शन के साथ इकट्ठा करना संभव बना दिया। कई आग और विस्फोट खतरनाक उद्योगों में नियंत्रण और विनियमन के लिए वायवीय उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

जीएसपी हाइड्रोलिक उपकरणों को भी ब्लॉकों से इकट्ठा किया जाता है। हाइड्रोलिक उपकरण और उपकरण नियंत्रण उपकरणों को महत्वपूर्ण प्रयास और उच्च परिशुद्धता के साथ नियंत्रण तत्वों को स्थानांतरित करने के लिए उच्च गति की आवश्यकता होती है, जो मशीन टूल्स और स्वचालित लाइनों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

जीएसपी सुविधाओं को सबसे तर्कसंगत रूप से व्यवस्थित करने और उनके उत्पादन की दक्षता बढ़ाने के साथ-साथ स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के डिजाइन और कॉन्फ़िगरेशन को सरल बनाने के लिए, विकास के दौरान जीएसपी उपकरणों को समग्र परिसरों में जोड़ा जाता है। समग्र परिसर, इनपुट-आउटपुट मापदंडों के मानकीकरण और उपकरणों के ब्लॉक डिजाइन के लिए धन्यवाद, सबसे सुविधाजनक, विश्वसनीय और आर्थिक रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में विभिन्न तकनीकी साधनों को जोड़ते हैं और सामान्य प्रयोजन स्वचालन इकाइयों से विभिन्न प्रकार के विशेष प्रतिष्ठानों की असेंबली की अनुमति देते हैं।

विश्लेषणात्मक उपकरणों, परीक्षण मशीनों, एकीकृत माप, कंप्यूटिंग और कार्यालय उपकरणों के साथ बड़े पैमाने पर खुराक तंत्र का लक्षित एकत्रीकरण इस उपकरण के बुनियादी डिजाइनों के निर्माण और उनके उत्पादन के लिए कारखानों की विशेषज्ञता को सुविधाजनक बनाता है और तेज करता है।

विषय 2

1. सेंसर

सेंसर एक उपकरण है जो किसी भी भौतिक मात्रा के इनपुट प्रभाव को आगे के उपयोग के लिए सुविधाजनक सिग्नल में परिवर्तित करता है।

उपयोग किए गए सेंसर बहुत विविध हैं और इन्हें विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है (तालिका 1 देखें)।

इनपुट के प्रकार (मापी गई) मात्रा के आधार पर, ये हैं: यांत्रिक विस्थापन सेंसर (रैखिक और कोणीय), वायवीय, विद्युत, प्रवाह मीटर, गति, त्वरण, बल, तापमान, दबाव सेंसर, आदि।

आउटपुट मान के प्रकार के आधार पर जिसमें इनपुट मान परिवर्तित किया जाता है, गैर-इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रिकल को प्रतिष्ठित किया जाता है: प्रत्यक्ष वर्तमान सेंसर (ईएमएफ या वोल्टेज), वैकल्पिक वर्तमान आयाम सेंसर (ईएमएफ या वोल्टेज), वैकल्पिक वर्तमान आवृत्ति सेंसर (ईएमएफ या वोल्टेज) ), प्रतिरोध सेंसर (सक्रिय, आगमनात्मक या कैपेसिटिव) आदि।

अधिकांश सेंसर विद्युत हैं। यह निम्नलिखित फायदों के कारण है विद्युत माप:

विद्युत मात्राएँदूरी पर संचारित करना सुविधाजनक है, और संचरण उच्च गति से किया जाता है;

विद्युत मात्राएँ इस अर्थ में सार्वभौमिक हैं कि किसी भी अन्य मात्रा को विद्युत मात्रा में परिवर्तित किया जा सकता है और इसके विपरीत;

वे सटीक रूप से डिजिटल कोड में परिवर्तित हो जाते हैं और आपको माप उपकरणों की उच्च सटीकता, संवेदनशीलता और गति प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

उनके संचालन सिद्धांत के आधार पर, सेंसर को दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: जनरेटर और पैरामीट्रिक। एक अलग समूह में रेडियोधर्मी सेंसर होते हैं। रेडियोधर्मी सेंसर ऐसे सेंसर होते हैं जो जी और बी किरणों के प्रभाव में मापदंडों में परिवर्तन जैसी घटनाओं का उपयोग करते हैं; रेडियोधर्मी विकिरण के प्रभाव में कुछ पदार्थों का आयनीकरण और चमक। जेनरेटर सेंसर सीधे इनपुट वैल्यू को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करते हैं। पैरामीट्रिक सेंसर इनपुट मान को सेंसर के किसी भी विद्युत पैरामीटर (आर, एल या सी) में बदलाव में परिवर्तित करते हैं।

ऑपरेशन के सिद्धांत के आधार पर, सेंसर को ओमिक, रिओस्टैटिक, फोटोइलेक्ट्रिक (ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक), इंडक्टिव, कैपेसिटिव आदि में भी विभाजित किया जा सकता है।

सेंसर के तीन वर्ग हैं:

एनालॉग सेंसर, यानी सेंसर जो इनपुट मूल्य में परिवर्तन के अनुपात में एक एनालॉग सिग्नल उत्पन्न करते हैं;

डिजिटल सेंसर जो पल्स ट्रेन या बाइनरी शब्द उत्पन्न करते हैं;

बाइनरी (बाइनरी) सेंसर जो केवल दो स्तरों का सिग्नल उत्पन्न करते हैं: "चालू/बंद" (0 या 1)।

चित्र 1 - खनन मशीन स्वचालन प्रणालियों के लिए सेंसर का वर्गीकरण

सेंसर के लिए आवश्यकताएँ:

इनपुट मूल्य पर आउटपुट मूल्य की स्पष्ट निर्भरता;

समय के साथ विशेषताओं की स्थिरता;

उच्च संवेदनशील;

छोटा आकार और वजन;

पर कोई प्रतिक्रिया नहीं नियंत्रित प्रक्रियाऔर नियंत्रित पैरामीटर पर;

विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत काम करना;

विभिन्न स्थापना विकल्प.

पैरामीट्रिक सेंसर

पैरामीट्रिक सेंसर ऐसे सेंसर होते हैं जो इनपुट सिग्नल को विद्युत सर्किट (आर, एल या सी) के किसी भी पैरामीटर में बदलाव में परिवर्तित करते हैं। इसके अनुसार, सक्रिय प्रतिरोध, आगमनात्मक और कैपेसिटिव सेंसर को प्रतिष्ठित किया जाता है।

अभिलक्षणिक विशेषताइन सेंसरों की खासियत यह है कि इनका उपयोग केवल बाहरी शक्ति स्रोत के साथ किया जाता है।

आधुनिक स्वचालन उपकरण में, विभिन्न पैरामीट्रिक सक्रिय प्रतिरोध सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - संपर्क, रिओस्टैटिक, पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर।

सेंसर से संपर्क करें. के साथ सबसे विश्वसनीय संपर्क सेंसरचुंबकीय रूप से नियंत्रित सीलबंद संपर्कों (रीड स्विच) पर विचार किया जाता है।

चित्र 1 - रीड स्विच सेंसर का योजनाबद्ध आरेख

सेंसर का सेंसिंग तत्व, रीड स्विच, एक एम्पौल 1 है, जिसके अंदर फेरोमैग्नेटिक सामग्री से बने संपर्क स्प्रिंग्स (इलेक्ट्रोड) 2 को सील कर दिया जाता है। कांच की शीशी एक सुरक्षात्मक गैस (आर्गन, नाइट्रोजन, आदि) से भरी होती है। शीशी की जकड़न समाप्त हो जाती है बुरा प्रभावसंपर्कों पर पर्यावरण का (प्रभाव), उनके संचालन की विश्वसनीयता बढ़ जाती है। अंतरिक्ष में एक नियंत्रित बिंदु पर स्थित रीड स्विच के संपर्क चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में बंद हो जाते हैं, जो एक चलती वस्तु पर स्थापित स्थायी चुंबक (इलेक्ट्रोमैग्नेट) द्वारा बनाया जाता है। जब रीड स्विच संपर्क खुले होते हैं, तो यह सक्रिय प्रतिरोधअनंत के बराबर, और बंद होने पर - लगभग शून्य।

सेंसर आउटपुट सिग्नल (लोड आर1 पर यू आउट) वोल्टेज के बराबरनियंत्रण बिंदु पर चुंबक (वस्तु) की उपस्थिति में शक्ति स्रोत का यू पी और उसकी अनुपस्थिति में शून्य।

रीड स्विच मेक और ब्रेक दोनों संपर्कों के साथ-साथ स्विचिंग और ध्रुवीकृत संपर्कों के साथ उपलब्ध हैं। कुछ प्रकार के रीड स्विच - केईएम, एमकेएस, एमकेए।

रीड स्विच सेंसर के फायदे उच्च विश्वसनीयता और विफलताओं के बीच औसत समय (लगभग 10 7 ऑपरेशन) हैं। रीड सेंसर का नुकसान वस्तु की गति के लंबवत दिशा में चुंबक के मामूली विस्थापन के साथ संवेदनशीलता में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन है।

रीड सेंसर का उपयोग, एक नियम के रूप में, उठाने, जल निकासी, वेंटिलेशन और कन्वेयर प्रतिष्ठानों के स्वचालन में किया जाता है।

पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर. पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर एक वैरिएबल रेसिस्टर (पोटेंशियोमीटर) होता है, जिसमें एक फ्लैट (पट्टी), बेलनाकार या रिंग फ्रेम होता है, जिस पर उच्च प्रतिरोधकता वाले कॉन्स्टेंटन या नाइक्रोम का एक पतला तार लपेटा जाता है। एक स्लाइडर फ़्रेम के साथ चलता है - ऑब्जेक्ट से यांत्रिक रूप से जुड़ा एक स्लाइडिंग संपर्क (चित्र 2 देखें)।

उपयुक्त ड्राइव का उपयोग करके स्लाइडर को घुमाकर, आप अवरोधक के प्रतिरोध को शून्य से अधिकतम तक बदल सकते हैं। इसके अलावा, सेंसर का प्रतिरोध एक रैखिक कानून और अन्य, अक्सर लघुगणकीय, कानूनों के अनुसार बदल सकता है। ऐसे सेंसर का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां लोड सर्किट में वोल्टेज या करंट को बदलना आवश्यक होता है।

चित्र 2 - पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर

एक रैखिक पोटेंशियोमीटर के लिए (चित्र 2 देखें) लंबाई एलआउटपुट वोल्टेज अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है:

,

जहां x ब्रश की गति है; के=यू पी / एल- स्थानांतरण गुणांक; यू पी - आपूर्ति वोल्टेज।

पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर का उपयोग विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों - दबाव, स्तर, आदि को मापने के लिए किया जाता है, जो पहले गति में एक संवेदन तत्व द्वारा परिवर्तित किए गए थे।

पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर के फायदे डिज़ाइन की सादगी हैं, छोटे आकार, साथ ही प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा दोनों के साथ बिजली आपूर्ति की संभावना।

पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर का नुकसान एक स्लाइडिंग विद्युत संपर्क की उपस्थिति है, जो ऑपरेशन की विश्वसनीयता को कम करता है।

आगमनात्मक सेंसर. आगमनात्मक सेंसर के संचालन का सिद्धांत चलते समय फेरोमैग्नेटिक कोर 2 पर रखे गए कॉइल 1 के इंडक्शन एल में बदलाव पर आधारित है। एक्सएंकर 3 (चित्र 3 देखें)।

चित्र 3 - आगमनात्मक सेंसर

सेंसर सर्किट एक एसी स्रोत से संचालित होता है।

सेंसर का नियंत्रण तत्व एक चर है मुक़ाबला- परिवर्तनीय वायु अंतराल के साथ गला घोंटना।

सेंसर निम्नानुसार काम करता है। किसी वस्तु के प्रभाव में, आर्मेचर, कोर के पास पहुंचकर, फ्लक्स लिंकेज में वृद्धि का कारण बनता है और परिणामस्वरूप, कॉइल का प्रेरण होता है। घटते अंतर के साथ डीन्यूनतम मान तक, कुंडल का आगमनात्मक प्रतिक्रिया x L = wL = 2pfL अधिकतम तक बढ़ जाता है, जिससे लोड वर्तमान आरएल कम हो जाता है, जो आमतौर पर एक विद्युत चुम्बकीय रिले होता है। उत्तरार्द्ध, उनके संपर्कों, स्विच नियंत्रण, सुरक्षा, निगरानी सर्किट आदि के साथ।

लाभ आगमनात्मक सेंसर- कोर और आर्मेचर के बीच यांत्रिक कनेक्शन की अनुपस्थिति के कारण डिवाइस की सादगी और संचालन की विश्वसनीयता, आमतौर पर एक चलती वस्तु से जुड़ी होती है, जिसकी स्थिति नियंत्रित होती है। एक एंकर के कार्यों को एक वस्तु द्वारा ही किया जा सकता है जिसमें लौहचुंबकीय भाग होते हैं, उदाहरण के लिए शाफ्ट में अपनी स्थिति को नियंत्रित करते समय एक स्किप।

आगमनात्मक सेंसर के नुकसान विशेषताओं की गैर-रैखिकता और कोर के लिए आर्मेचर के आकर्षण के महत्वपूर्ण विद्युत चुम्बकीय बल हैं। बलों को कम करने और विस्थापन को लगातार मापने के लिए, सोलनॉइड-प्रकार के सेंसर का उपयोग किया जाता है, या उन्हें अंतर कहा जाता है।

कैपेसिटिव सेंसर.कैपेसिटिव सेंसर विभिन्न डिज़ाइन और आकार के संरचनात्मक रूप से परिवर्तनीय कैपेसिटर होते हैं, लेकिन हमेशा दो प्लेटों के साथ, जिनके बीच एक ढांकता हुआ माध्यम होता है। ऐसे सेंसर का उपयोग यांत्रिक रैखिक या कोणीय आंदोलनों, साथ ही दबाव, आर्द्रता या पर्यावरण स्तर को क्षमता में परिवर्तन में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। इस मामले में, छोटे रैखिक आंदोलनों को नियंत्रित करने के लिए कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है जिसमें प्लेटों के बीच हवा का अंतर बदल जाता है। कोणीय गति को नियंत्रित करने के लिए, निरंतर अंतराल और प्लेटों के परिवर्तनशील कार्य क्षेत्र वाले कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है। टैंक भरने के स्तर की निगरानी के लिए ढेर सारी सामग्रीया प्लेटों के निरंतर अंतराल और कार्य क्षेत्र वाले तरल पदार्थ - नियंत्रित माध्यम के ढांकता हुआ स्थिरांक वाले कैपेसिटर। ऐसे संधारित्र की विद्युत क्षमता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

कहा पे: एस - प्लेटों का कुल चौराहा क्षेत्र; δ - प्लेटों के बीच की दूरी; ε प्लेटों के बीच माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक है; ε 0 ढांकता हुआ स्थिरांक है।

प्लेटों के आकार के आधार पर, फ्लैट, बेलनाकार और अन्य प्रकार के चर कैपेसिटर को प्रतिष्ठित किया जाता है।

कैपेसिटिव सेंसर केवल 1000Hz से ऊपर की आवृत्तियों पर काम करते हैं। उच्च धारिता (Xc = =) के कारण औद्योगिक आवृत्ति पर उपयोग व्यावहारिक रूप से असंभव है।

जेनरेटर सेंसर

जेनरेटर सेंसर ऐसे सेंसर होते हैं जो विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। उन्हें बाहरी बिजली स्रोतों की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि वे स्वयं ईएमएफ का उत्पादन करते हैं। जेनरेटर सेंसर प्रसिद्ध का उपयोग करते हैं भौतिक घटनाएं: गर्म होने पर थर्मोकपल में ईएमएफ की घटना, रोशन होने पर बाधा परत वाले फोटोकल्स में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना।

प्रेरण सेंसर. में प्रेरण सेंसरएक इनपुट गैर-विद्युत मात्रा का प्रेरित ईएमएफ में रूपांतरण। गति की गति, रैखिक या कोणीय गति को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। ई.एम.एफ. ऐसे सेंसरों में इसे तांबे से बने कॉइल या वाइंडिंग में प्रेरित किया जाता है अछूता तारऔर विद्युत इस्पात से बने चुंबकीय कोर पर रखा गया।

छोटे आकार के माइक्रोजेनरेटर जो किसी वस्तु के कोणीय वेग को ईएमएफ में परिवर्तित करते हैं, जिसका मान परीक्षण वस्तु के आउटपुट शाफ्ट की घूर्णन गति के सीधे आनुपातिक होता है, प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धाराओं के टैकोजेनरेटर कहलाते हैं। स्वतंत्र उत्तेजना वाइंडिंग के साथ और उसके बिना टैकोजेनरेटर के सर्किट चित्र 4 में दिखाए गए हैं।

चित्र 4 - स्वतंत्र उत्तेजना वाइंडिंग के साथ और उसके बिना टैकोजेनरेटर की योजनाएं

डीसी टैकोजेनरेटर एक आर्मेचर और एक उत्तेजना वाइंडिंग या स्थायी चुंबक के साथ एक कम्यूटेटर इलेक्ट्रिक मशीन है। बाद वाले को अतिरिक्त बिजली स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। ऐसे टैकोजेनरेटर के संचालन का सिद्धांत यह है कि आर्मेचर में एक ईएमएफ प्रेरित होता है, जो स्थायी चुंबक या फ़ील्ड वाइंडिंग के चुंबकीय प्रवाह (एफ) में घूमता है। (ई), जिसका मान वस्तु की घूर्णन आवृत्ति (ω) के समानुपाती होता है:

ई = सीФएन = सीФω

ईएमएफ की रैखिक निर्भरता बनाए रखने के लिए। आर्मेचर के घूमने की गति के आधार पर, यह आवश्यक है कि टैकोजेनरेटर का भार प्रतिरोध हमेशा अपरिवर्तित रहे और आर्मेचर वाइंडिंग के प्रतिरोध से कई गुना अधिक हो। डीसी टैकोजेनरेटर का नुकसान कम्यूटेटर और ब्रश की उपस्थिति है, जो इसकी विश्वसनीयता को काफी कम कर देता है। कलेक्टर वैकल्पिक ईएमएफ का रूपांतरण प्रदान करता है। में लंगर डालते हैं डी.सी..

अधिक विश्वसनीय एक प्रत्यावर्ती धारा टैकोजेनरेटर है, जिसमें आउटपुट आंतरिक रूप से सुरक्षित वाइंडिंग स्टेटर पर स्थित है, और रोटर है स्थायी चुंबकसंगत स्थिर चुंबकीय प्रवाह के साथ। ऐसे टैकोजेनरेटर के लिए किसी संग्राहक की नहीं, बल्कि उसके परिवर्तनीय ईएमएफ की आवश्यकता होती है। ब्रिज डायोड सर्किट का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया गया। एक तुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा टैकोजेनरेटर के संचालन का सिद्धांत यह है कि जब रोटर को नियंत्रण वस्तु द्वारा घुमाया जाता है, तो इसकी वाइंडिंग में एक चर ईएमएफ प्रेरित होता है, जिसका आयाम और आवृत्ति सीधे रोटर रोटेशन गति के लिए आनुपातिक होती है। इस तथ्य के कारण कि रोटर का चुंबकीय प्रवाह रोटर के समान आवृत्ति पर घूमता है, ऐसे टैकोजेनरेटर को सिंक्रोनस कहा जाता है। एक तुल्यकालिक जनरेटर का नुकसान यह है कि इसमें असर वाली इकाइयाँ होती हैं, जो खनन स्थितियों के लिए उपयुक्त नहीं है। सिंक्रोनस टैकोजेनरेटर के साथ कन्वेयर बेल्ट की गति को नियंत्रित करने का आरेख चित्र 5 में दिखाया गया है। चित्र 5 इंगित करता है: 1 - टैकोजेनरेटर का चुंबकीय रोटर, 2 - ट्रेड के साथ ड्राइव रोलर, 3 - कन्वेयर बेल्ट, 4 - स्टेटर वाइंडिंग tachogenerator.

चित्र 5 - सिंक्रोनस कन्वेयर बेल्ट गति नियंत्रण के लिए योजना

tachogenerator

स्क्रैपर कन्वेयर के कामकाजी निकायों की गति की रैखिक गति को मापने के लिए, चुंबकीय प्रेरण सेंसर का उपयोग किया जाता है, जिसमें कोई भी चलने वाला भाग नहीं होता है। इस मामले में गतिशील भाग (आर्मेचर) कन्वेयर के स्टील स्क्रेपर्स हैं, जो आंतरिक रूप से सुरक्षित कॉइल के साथ स्थायी चुंबक सेंसर के चुंबकीय प्रवाह में चलते हैं। जब स्टील स्क्रेपर्स कॉइल में एक चुंबकीय प्रवाह को पार करते हैं, तो एक चर ईएमएफ प्रेरित होता है, जो सीधे गति की गति के लिए आनुपातिक होता है और कॉइल के स्टील कोर और स्क्रेपर के बीच के अंतर के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस मामले में कुंडल में ईएमएफ की ओर जाने वाला चुंबकीय प्रवाह स्टील स्क्रेपर्स के प्रभाव में बदलता है, जो सेंसर के ऊपर चलते हुए, स्थायी चुंबक द्वारा गठित चुंबकीय प्रवाह को बंद करने के मार्ग के साथ चुंबकीय प्रतिरोध में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है। . चुंबकीय प्रेरण सेंसर का उपयोग करके स्क्रैपर कन्वेयर के कामकाजी निकाय की गति की निगरानी के लिए आरेख चित्र 6 में दिखाया गया है। चित्र 6 इंगित करता है: 1 - स्क्रैपर कन्वेयर, 2 - स्टील कोर, 3 - स्टील वॉशर, 4 - प्लास्टिक वॉशर , 5 - रिंग स्थायी चुंबक, 6 - सेंसर कॉइल

चित्र 6 - कार्यशील निकाय की गति की गति को नियंत्रित करने की योजना

चुंबकीय प्रेरण सेंसर के साथ स्क्रैपर कन्वेयर

मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर।मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर के संचालन का सिद्धांत विकृत होने पर चुंबकीय पारगम्यता एम को बदलने के लिए फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों की संपत्ति पर आधारित है। इस गुण को मैग्नेटोइलास्टिकिटी कहा जाता है, जो मैग्नेटोइलास्टिक संवेदनशीलता की विशेषता है

पर्माले (लौह-निकल मिश्र धातु) का उच्चतम मूल्य S m = 200 H/m2 है। पर्माले की कुछ किस्में, जब 0.1% तक लम्बी हो जाती हैं, चुंबकीय पारगम्यता के गुणांक को 20% तक बढ़ा देती हैं। हालाँकि, ऐसे छोटे बढ़ाव प्राप्त करने के लिए, 100 - 200 एन/मिमी के क्रम के भार की आवश्यकता होती है, जो बहुत असुविधाजनक है और लौहचुंबकीय सामग्री के क्रॉस-सेक्शन को कम करने की आवश्यकता होती है और इसके लिए एक शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है। किलोहर्ट्ज़ के क्रम की आवृत्ति।

संरचनात्मक रूप से, मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर एक बंद चुंबकीय सर्किट 2 के साथ एक कुंडल 1 है (चित्र 7 देखें)। नियंत्रित बल पी, कोर को विकृत करते हुए, इसकी चुंबकीय पारगम्यता को बदलता है और, परिणामस्वरूप, कुंडल की प्रेरक प्रतिक्रिया को बदलता है। लोड वर्तमान आरएल, उदाहरण के लिए, एक रिले, कुंडल के प्रतिरोध से निर्धारित होता है।

मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर का उपयोग बलों की निगरानी के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, स्किप लोड करते समय और मुट्ठी पर पिंजरे लगाते समय), रॉक दबाव, आदि।

मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर के फायदे सादगी और विश्वसनीयता हैं।

मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर का नुकसान यह है कि चुंबकीय सर्किट के लिए महंगी सामग्री और उनके विशेष प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

चित्र 7 - मैग्नेटोइलास्टिक सेंसर

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर. पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव कुछ ढांकता हुआ पदार्थों (क्वार्ट्ज, टूमलाइन, रोशेल नमक, आदि) के एकल क्रिस्टल में निहित है। प्रभाव का सार यह है कि क्रिस्टल पर गतिशील यांत्रिक बलों की कार्रवाई के तहत, इसकी सतहों पर विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं, जिसका परिमाण क्रिस्टल के लोचदार विरूपण के समानुपाती होता है। क्रिस्टल प्लेटों के आयाम और संख्या का चयन ताकत और चार्ज की आवश्यक मात्रा के आधार पर किया जाता है। ज्यादातर मामलों में पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग गतिशील प्रक्रियाओं और शॉक लोड, कंपन आदि को मापने के लिए किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक सेंसर. 200-2500 डिग्री सेल्सियस की विस्तृत श्रृंखला में तापमान मापने के लिए, थर्मोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग किया जाता है - थर्मोकपल, जो थर्मल ऊर्जा को विद्युत ईएमएफ में परिवर्तित करना सुनिश्चित करते हैं। थर्मोकपल के संचालन का सिद्धांत थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना पर आधारित है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि जब थर्मोइलेक्ट्रोड के जंक्शन और सिरों को थर्मोकपल द्वारा गठित एक सर्कल में अलग-अलग तापमान टी 1 और टी 2 वाले वातावरण में रखा जाता है। और एक मिलीवोल्टमीटर, एक थर्मो ईएमएफ प्रकट होता है, जो इन तापमानों के बीच के अंतर के समानुपाती होता है

चित्र 8 - थर्मोकपल आरेख

थर्मोकपल के कंडक्टर ए और बी असमान धातुओं और उनके मिश्र धातुओं से बने होते हैं। थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना ऐसे कंडक्टर ए और बी, तांबा-स्थिरांक (300 डिग्री सेल्सियस तक), तांबा - कोपेल (600 डिग्री सेल्सियस तक), क्रोमेल - कोपेल (800 डिग्री सेल्सियस तक) के संयोजन द्वारा दी जाती है। आयरन - कोपेल (800 डिग्री सेल्सियस तक) , क्रोमेल - एल्यूमेल (1300 डिग्री सेल्सियस तक), प्लैटिनम - प्लैटिनम-रोडियम (1600 डिग्री सेल्सियस तक), आदि।

विभिन्न प्रकार के थर्मोकपल के लिए थर्मो-ईएमएफ मान दसवें से दसियों मिलीवोल्ट तक होता है। उदाहरण के लिए, कॉपर-कॉन्स्टेंटन थर्मोकपल के लिए जंक्शन तापमान + 100 से - 260 o C तक बदलने पर यह 4.3 से -6.18 mB तक बदल जाता है।

थर्मिस्टर सेंसर।थर्मिस्टर सेंसर का संचालन सिद्धांत तापमान में परिवर्तन होने पर प्रतिरोध को बदलने के लिए सेंसिंग तत्व - थर्मिस्टर - की संपत्ति पर आधारित है। थर्मिस्टर धातुओं (तांबा, निकल, एटिन, आदि) और अर्धचालक (धातु ऑक्साइड का मिश्रण - तांबा, मैंगनीज, आदि) से बने होते हैं। एक धातु थर्मिस्टर तार से बना होता है, उदाहरण के लिए, तांबे का व्यासलगभग 0.1 मिमी, अभ्रक, चीनी मिट्टी या क्वार्ट्ज फ्रेम पर एक सर्पिल में घाव। ऐसा थर्मिस्टर टर्मिनल क्लैंप के साथ एक सुरक्षात्मक ट्यूब में संलग्न होता है, जो वस्तु के तापमान नियंत्रण बिंदु पर स्थित होता है।

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स लीड वाली छोटी छड़ों और डिस्क के रूप में निर्मित होते हैं।

बढ़ते तापमान के साथ, धातु थर्मिस्टर्स का प्रतिरोध बढ़ता है, जबकि अधिकांश अर्धचालकों के लिए यह कम हो जाता है।

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स का लाभ उनकी उच्च तापीय संवेदनशीलता (धातु वाले की तुलना में 30 गुना अधिक) है।

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स का नुकसान प्रतिरोध का बड़ा प्रसार और कम स्थिरता है, जिससे माप के लिए उनका उपयोग करना मुश्किल हो जाता है। इसलिए, खदान प्रक्रिया संयंत्रों के स्वचालन प्रणालियों में अर्धचालक थर्मिस्टर्स का उपयोग मुख्य रूप से वस्तुओं के तापमान मूल्यों और उनकी थर्मल सुरक्षा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। इस मामले में, वे आम तौर पर विद्युत स्रोत से विद्युत चुम्बकीय रिले के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं।

तापमान मापने के लिए, थर्मिस्टर आरके को ब्रिज सर्किट में शामिल किया जाता है, जो प्रतिरोध माप को आउटपुट यूआउट पर वोल्टेज में परिवर्तित करता है, जिसका उपयोग स्वचालित नियंत्रण प्रणाली या माप प्रणाली में किया जाता है।

पुल संतुलित या असंतुलित हो सकता है।

शून्य माप पद्धति के साथ एक संतुलित पुल का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, थर्मिस्टर आरटी के प्रतिरोध में परिवर्तन के बाद प्रतिरोध आर 3 को बदल दिया जाता है (उदाहरण के लिए, एक विशेष स्वचालित उपकरण द्वारा) ताकि बिंदु ए और बी पर क्षमता की समानता सुनिश्चित हो सके। रोकनेवाला R3 को डिग्री में स्नातक किया जाता है, फिर तापमान को उसके स्लाइडर की स्थिति से पढ़ा जा सकता है। इस पद्धति का लाभ उच्च सटीकता है, लेकिन नुकसान मापने वाले उपकरण की जटिलता है, जो एक स्वचालित ट्रैकिंग प्रणाली है।

एक असंतुलित पुल वस्तु के अधिक गरम होने के अनुपात में एक सिग्नल यूआउट उत्पन्न करता है। प्रतिरोधों R1, R2, R3 के प्रतिरोधों का चयन करके, पुल का संतुलन प्रारंभिक तापमान मान पर प्राप्त किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि शर्त पूरी हो गई है

आरटी/आर1= आर3/आर2

यदि नियंत्रित तापमान का मान और, तदनुसार, प्रतिरोध आरटी बदलता है, तो पुल का संतुलन गड़बड़ा जाएगा। यदि आप एक एमवी डिवाइस को डिग्री में स्नातक किए गए स्केल के साथ उसके आउटपुट से जोड़ते हैं, तो डिवाइस की सुई मापा तापमान दिखाएगी।

प्रेरण प्रवाह मीटर

जल निकासी पंपिंग इकाई की आपूर्ति को नियंत्रित करने के लिए, इंडक्शन फ्लो मीटर का उपयोग करना संभव है, उदाहरण के लिए, आईआर -61 एम टाइप करें। इंडक्शन फ्लो मीटर का संचालन सिद्धांत फैराडे के नियम (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम) पर आधारित है।

इंडक्शन फ्लोमीटर का डिज़ाइन आरेख चित्र 9 में दिखाया गया है। जब एक प्रवाहकीय तरल चुंबक के ध्रुवों के बीच एक पाइपलाइन में बहता है, तो एक ईएमएफ तरल की दिशा के लंबवत और मुख्य चुंबकीय प्रवाह की दिशा में दिखाई देता है। . इलेक्ट्रोड पर यू, द्रव वेग v के आनुपातिक:

जहां बी चुंबक ध्रुवों के बीच के अंतराल में चुंबकीय प्रेरण है; डी - पाइपलाइन का आंतरिक व्यास।

चित्र 9 - एक इंडक्शन फ्लो मीटर का डिज़ाइन आरेख

यदि हम गति v को वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर Q के संदर्भ में व्यक्त करते हैं, अर्थात।

इंडक्शन फ्लो मीटर के लाभ:

उनमें पढ़ने की थोड़ी सी जड़ता है;

कार्यशील पाइपलाइन के अंदर कोई भाग नहीं हैं (इसलिए उनमें न्यूनतम हाइड्रोलिक हानि होती है)।

प्रवाह मीटर के नुकसान:

रीडिंग मापे जा रहे तरल के गुणों (चिपचिपाहट, घनत्व) और प्रवाह की प्रकृति (लैमिनर, अशांत) पर निर्भर करती है;

अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर

अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का संचालन सिद्धांत यह है

गैस या तरल के गतिमान माध्यम में अल्ट्रासाउंड के प्रसार की गति माध्यम v की गति की औसत गति और इस माध्यम में ध्वनि की प्राकृतिक गति के ज्यामितीय योग के बराबर है।

अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का डिज़ाइन आरेख चित्र 10 में दिखाया गया है।

चित्र 10 - अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का डिज़ाइन आरेख

उत्सर्जक I 20 हर्ट्ज और उससे अधिक की आवृत्ति के साथ अल्ट्रासोनिक कंपन पैदा करता है, जो रिसीवर पी पर पड़ता है, जो इन कंपनों को पंजीकृत करता है (यह दूरी एल पर स्थित है)। प्रवाह दर F के बराबर है

जहां S द्रव प्रवाह का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है; सी - माध्यम में ध्वनि की गति (तरल के लिए 1000-1500 मीटर/सेकेंड);

t1 उत्सर्जक I1 से रिसीवर P1 तक प्रवाह की दिशा में ध्वनि तरंग के प्रसार की अवधि है;

टी 2 - उत्सर्जक I2 से रिसीवर P2 तक प्रवाह के विरुद्ध ध्वनि तरंग के प्रसार की अवधि;

एल उत्सर्जक I और रिसीवर P के बीच की दूरी है;

k - प्रवाह में गति के वितरण को ध्यान में रखते हुए गुणांक।

अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर के लाभ:

क) उच्च विश्वसनीयता और गति;

बी) गैर-प्रवाहकीय तरल पदार्थ को मापने की क्षमता।

नुकसान: नियंत्रित जल प्रवाह के प्रदूषण के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं।

2. डेटा ट्रांसमिशन डिवाइस

संचार लाइनों (चैनलों) के माध्यम से सूचना को स्वचालन वस्तु से नियंत्रण उपकरण तक स्थानांतरित किया जाता है। उस भौतिक माध्यम के आधार पर जिसके माध्यम से सूचना प्रसारित की जाती है, संचार चैनलों को निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

– केबल लाइनें- विद्युत (सममित, समाक्षीय, " व्यावर्तित जोड़ी", आदि), फाइबर-ऑप्टिक और संयुक्त विद्युत केबलफाइबर ऑप्टिक कोर के साथ;

- पावर लो-वोल्टेज और हाई-वोल्टेज विद्युत नेटवर्क;

- इन्फ्रारेड चैनल;

- रेडियो चैनल.

संचार चैनलों पर सूचना प्रसारण सूचना संपीड़न के बिना प्रसारित किया जा सकता है, अर्थात। एक सूचना संकेत (एनालॉग या असतत) एक चैनल पर प्रसारित होता है, और सूचना संपीड़न के साथ, कई सूचना संकेत एक संचार चैनल पर प्रसारित होते हैं। सूचना संघनन का उपयोग काफी दूरी पर सूचना के दूरस्थ प्रसारण के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, सड़क पर स्थित स्वचालन उपकरण से शियरर तक या खदान के एक खंड से सतह से डिस्पैचर तक) और विभिन्न प्रकार के सिग्नल का उपयोग करके किया जा सकता है कोडिंग.

तकनीकी प्रणालियाँ जो किसी वस्तु की स्थिति के बारे में जानकारी का प्रसारण प्रदान करती हैं और संचार चैनलों के माध्यम से दूरी पर नियंत्रण आदेश प्रदान करती हैं रिमोट कंट्रोल और माप प्रणालीया टेलीमैकेनिकल सिस्टम. रिमोट कंट्रोल और माप प्रणालियों में, प्रत्येक सिग्नल अपनी स्वयं की लाइन - एक संचार चैनल का उपयोग करता है। जितने सिग्नल होंगे, उतने ही संचार माध्यमों की आवश्यकता होगी। इसलिए, जब रिमोट कंट्रोलऔर माप, नियंत्रित वस्तुओं की संख्या, विशेष रूप से लंबी दूरी पर, आमतौर पर सीमित होती है। टेलीमैकेनिकल प्रणालियों में, कई संदेशों को बड़ी संख्या में वस्तुओं तक प्रसारित करने के लिए केवल एक लाइन या एक संचार चैनल का उपयोग किया जाता है। सूचना एन्कोडेड रूप में प्रसारित की जाती है, और प्रत्येक वस्तु अपने कोड को "जानती" है, इसलिए नियंत्रित या प्रबंधित वस्तुओं की संख्या व्यावहारिक रूप से असीमित है, केवल कोड अधिक जटिल होगा। टेलीमैकेनिक्स सिस्टम को असतत और एनालॉग में विभाजित किया गया है। असतत टेलीकंट्रोल सिस्टम कहलाते हैं टेलीअलार्म सिस्टम(टीएस), वे ऑब्जेक्ट अवस्थाओं की एक सीमित संख्या का प्रसारण प्रदान करते हैं (उदाहरण के लिए, "चालू", "बंद")। एनालॉग टेलीविज़न मॉनिटरिंग सिस्टम को कहा जाता है टेलीमीटरिंग सिस्टम(TI), वे वस्तु की स्थिति को दर्शाने वाले किसी भी पैरामीटर में निरंतर परिवर्तन का प्रसारण प्रदान करते हैं (उदाहरण के लिए, वोल्टेज, करंट, गति, आदि में परिवर्तन)।

असतत सिग्नल बनाने वाले तत्वों में विभिन्न गुणात्मक विशेषताएं होती हैं: पल्स आयाम, पल्स ध्रुवता और अवधि, प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति या चरण, दालों की एक श्रृंखला भेजने में कोड। टेलीमैकेनिकल सिस्टम पर अधिक विस्तार से चर्चा की गई है।

नियंत्रण कंप्यूटर सहित विभिन्न स्वचालन प्रणाली उपकरणों के माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रकों के बीच सूचनाओं के आदान-प्रदान के लिए, विशेष साधनों, विधियों और इंटरैक्शन के नियमों का उपयोग किया जाता है - इंटरफेस. डेटा ट्रांसफर की विधि के आधार पर, समानांतर और सीरियल इंटरफेस के बीच अंतर किया जाता है। में समानांतर इंटरफ़ेस qडेटा के बिट्स प्रसारित किए जाते हैं क्यूसंचार लाइनें. में आनुक्रमिक अंतरापृष्ठडेटा ट्रांसमिशन आम तौर पर दो लाइनों पर किया जाता है: एक लगातार टाइमर से घड़ी (सिंक्रनाइज़िंग) दालों को प्रसारित करता है, और दूसरा जानकारी प्रदान करता है।

खनन मशीन स्वचालन प्रणालियों में, आरएस232 और आरएस485 मानकों के सीरियल इंटरफेस का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

RS232 इंटरफ़ेस दो कंप्यूटरों, एक नियंत्रण कंप्यूटर और एक माइक्रोकंट्रोलर के बीच संचार प्रदान करता है, या 15 मीटर तक की दूरी पर 19600 बीपीएस तक की गति पर दो माइक्रोकंट्रोलर के बीच संचार प्रदान करता है।

आरएस-485 इंटरफ़ेस हाफ-डुप्लेक्स मोड में एक दो-तार संचार लाइन पर कई उपकरणों के बीच डेटा विनिमय प्रदान करता है। RS-485 इंटरफ़ेस 10 Mbit/s तक की गति से डेटा ट्रांसफर प्रदान करता है। अधिकतम ट्रांसमिशन रेंज गति पर निर्भर करती है: 10 Mbit/s की गति पर ज्यादा से ज्यादा लंबाईलाइन - 120 मीटर, 100 kbit/s की गति पर - 1200 मीटर। एक इंटरफ़ेस लाइन से जुड़े उपकरणों की संख्या डिवाइस में उपयोग किए गए ट्रांसीवर के प्रकार पर निर्भर करती है। एक ट्रांसमीटर को 32 मानक रिसीवरों को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रिसीवर मानक के 1/2, 1/4, 1/8 के इनपुट प्रतिबाधा के साथ उपलब्ध हैं। ऐसे रिसीवरों का उपयोग करते समय, उपकरणों की कुल संख्या तदनुसार बढ़ाई जा सकती है: 64, 128 या 256। नियंत्रकों के बीच डेटा स्थानांतरण प्रोटोकॉल नामक नियमों के अनुसार किया जाता है। अधिकांश प्रणालियों में एक्सचेंज प्रोटोकॉल मास्टर-स्लेव सिद्धांत पर काम करते हैं। राजमार्ग पर एक उपकरण मास्टर है और स्लेव उपकरणों को अनुरोध भेजकर विनिमय शुरू करता है, जो तार्किक पते में भिन्न होते हैं। लोकप्रिय प्रोटोकॉल में से एक मोडबस प्रोटोकॉल है।

2. एक्चुएटर्स

निर्णय का निष्पादन, अर्थात्। उत्पन्न नियंत्रण संकेत के अनुरूप नियंत्रण कार्रवाई का कार्यान्वयन किया जाता है एक्चुएटर्स (ईडी)।सामान्य तौर पर, एक एक्चुएटर एक एक्चुएटर (एएम) और एक नियामक निकाय (आरओ) का संयोजन होता है। स्थानीय एसीएस के ब्लॉक आरेख में एक्चुएटर्स का स्थान चित्र 11 में दिखाया गया है।

चित्र 11 - स्थानीय स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के ब्लॉक आरेख में एक्चुएटर्स का स्थान

एक्चुएटर (एएम) एक उपकरण है जिसे नियंत्रण इकाई (पीएलसी) द्वारा उत्पन्न नियंत्रण संकेतों को एसीएस - नियामक निकाय (आरओ) के अंतिम लिंक को प्रभावित करने के लिए सुविधाजनक संकेतों में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एक्चुएटर में निम्नलिखित मूल तत्व होते हैं:

कार्यकारी मोटर (इलेक्ट्रिक मोटर, पिस्टन, झिल्ली);

क्लच तत्व (युग्मन, काज);

ट्रांसमिशन-कनवर्टिंग तत्व (आउटपुट लीवर या रॉड के साथ गियरबॉक्स);

पावर एम्पलीफायर (इलेक्ट्रिक, वायवीय, हाइड्रोलिक, संयुक्त)

एक विशिष्ट एमआई मॉडल में, कई तत्व (एक्चुएटर मोटर को छोड़कर) गायब हो सकते हैं।

आईएम के लिए मुख्य आवश्यकता: उत्पन्न पीएलसी के नियंत्रण कानूनों के कम से कम संभव विरूपण के साथ आरओ की गति, यानी। एमआई में पर्याप्त गति और सटीकता होनी चाहिए।

मुख्य लक्षण:

ए) नाममात्र और अधिकतम टोक़ मूल्य

आउटपुट शाफ्ट (रोटरी) पर या आउटपुट रॉड पर बल;

बी) आईएम के आउटपुट शाफ्ट का रोटेशन समय या इसकी रॉड का स्ट्रोक;

ग) आउटपुट शाफ्ट रोटेशन कोण या स्ट्रोक का अधिकतम मूल्य

घ) मृत क्षेत्र।

एक्चुएटर्स को इसके अनुसार वर्गीकृत किया गया है निम्नलिखित संकेत:

1) नियामक निकाय की गति (रोटरी और रैखिक);

2) डिज़ाइन (इलेक्ट्रिक, हाइड्रोलिक, वायवीय);

इलेक्ट्रिक - इलेक्ट्रिक मोटर और इलेक्ट्रोमैग्नेट ड्राइव के साथ;

हाइड्रोलिक - ड्राइव के साथ: हाइड्रोलिक मोटर से पिस्टन, प्लंजर;

वायवीय - ड्राइव के साथ: पिस्टन, प्लंजर, झिल्ली, डायाफ्राम, एक वायु मोटर से।

व्यवहार में, विद्युत एमआई का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। विद्युत एमआई को इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:

विद्युत चुम्बकीय;

विद्युत मोटर

विद्युत चुम्बकीय एमआई में विभाजित हैं:

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्लच से ड्राइव वाले आईएम को घूर्णी गति (घर्षण और स्लाइडिंग क्लच) संचारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है;

सोलनॉइड ड्राइव वाले आईएम 2-पोजीशन डिवाइस हैं (यानी, 2-पोजीशन नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किए गए) जो अलग सिद्धांत के अनुसार ड्राइव तत्वों के ट्रांसलेशनल मूवमेंट को पूरा करते हैं: "ऑन-ऑफ।"

इलेक्ट्रिक मोटर एमआई में विभाजित हैं:

सिंगल-टर्न - आउटपुट शाफ्ट के रोटेशन का कोण 360 0 से अधिक नहीं है। उदाहरण: एमईओ (इलेक्ट्रिक सिंगल-टर्न मैकेनिज्म)। वे एकल-चरण और तीन-चरण (MEOK, MEOB) अतुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग करते हैं।

मल्टी-टर्न - पाइपलाइन फिटिंग (वाल्व) के दूरस्थ और स्थानीय नियंत्रण के लिए।

खनन मशीनों की स्वचालन प्रणालियों में, इलेक्ट्रिक हाइड्रोलिक वितरक, उदाहरण के लिए जीएसडी और 1आरपी2 प्रकार, का व्यापक रूप से एक्चुएटर के रूप में उपयोग किया जाता है। 1RP2 इलेक्ट्रिक हाइड्रोलिक वितरक को URAN.1M स्वचालित लोड नियंत्रकों और SAUK02.2M स्वचालन प्रणाली के हिस्से के रूप में कंबाइन की फ़ीड गति और काटने वाले तत्वों को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। 1RP2 इलेक्ट्रोहाइड्रोलिक वितरक एक हाइड्रोलिक स्पूल वाल्व है जिसमें पुल-टाइप इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ड्राइव होता है।

नियामक निकाय (आरओ) एसीएस का अंतिम तत्व है जो ओएस पर प्रत्यक्ष नियंत्रण प्रभाव डालता है। आरओ तकनीकी प्रक्रिया के सामान्य प्रवाह की दिशा में सामग्री, ऊर्जा के प्रवाह, उपकरण, मशीनों या तंत्र के हिस्सों की सापेक्ष स्थिति को बदलता है।

आरओ की मुख्य विशेषता इसकी स्थिर विशेषता है, अर्थात। आउटपुट पैरामीटर Y (प्रवाह, दबाव, वोल्टेज) और नियामक के स्ट्रोक मान के बीच संबंध प्रतिशत में।

आरओ प्रदान करता है:

ए) दो-स्थिति विनियमन - आरओ गेट तेजी से एक चरम स्थिति से दूसरे तक जाता है।

बी) निरंतर - इस मामले में यह आवश्यक है कि आरओ की थ्रूपुट विशेषता को सख्ती से परिभाषित किया जाए (गेट, टैप, बटरफ्लाई वाल्व)।

प्रक्रिया स्वचालन के बारे में सामान्य जानकारी

प्रक्रियाओं खाद्य उत्पाद

स्वचालन की बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ

मशीन(ग्रीक ऑटोमेटोस - स्व-अभिनय) एक उपकरण (उपकरणों का एक सेट) है जो मानव हस्तक्षेप के बिना कार्य करता है।

स्वचालनमशीन उत्पादन के विकास में एक प्रक्रिया है जिसमें पहले मनुष्यों द्वारा किए गए प्रबंधन और नियंत्रण कार्यों को उपकरणों और स्वचालित उपकरणों में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

स्वचालन का लक्ष्य- श्रम उत्पादकता में वृद्धि, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, योजना और प्रबंधन का अनुकूलन, लोगों को स्वास्थ्य के लिए खतरनाक परिस्थितियों में काम करने से रोकना।

स्वचालन वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की मुख्य दिशाओं में से एक है।

स्वचालनएक शैक्षणिक अनुशासन के रूप में, यह स्वचालित रूप से संचालित होने वाले उपकरणों और प्रणालियों के बारे में सैद्धांतिक और व्यावहारिक ज्ञान का एक क्षेत्र है।

प्रौद्योगिकी की एक शाखा के रूप में स्वचालन का इतिहास स्वचालित मशीनों के विकास से निकटता से जुड़ा हुआ है, स्वचालित उपकरणऔर स्वचालित कॉम्प्लेक्स। अपनी प्रारंभिक अवस्था में, स्वचालन सैद्धांतिक यांत्रिकी और सिद्धांत पर निर्भर था इलेक्ट्रिक सर्किट्सऔर सिस्टम और स्टीम बॉयलरों में दबाव को विनियमित करने, स्टीम पिस्टन स्ट्रोक और विद्युत मशीनों की घूर्णी गति, स्वचालित मशीनों, स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंजों और रिले सुरक्षा उपकरणों के संचालन को नियंत्रित करने से संबंधित समस्याओं का समाधान किया। तदनुसार, इस अवधि के दौरान स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के संबंध में स्वचालन के तकनीकी साधनों का विकास और उपयोग किया गया। 20वीं सदी के पूर्वार्ध के अंत में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सभी शाखाओं के गहन विकास के कारण स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी का भी तेजी से विकास हुआ, जिसका उपयोग सार्वभौमिक होता जा रहा है।

20वीं सदी के उत्तरार्ध को स्वचालन के तकनीकी साधनों में और सुधार और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों के लिए असमान होते हुए भी अधिक जटिल उपकरणों में परिवर्तन के साथ स्वचालित नियंत्रण उपकरणों के व्यापक प्रसार द्वारा चिह्नित किया गया था। स्वचालित प्रणाली, विशेष रूप से उद्योग में - व्यक्तिगत इकाइयों के स्वचालन से लेकर कार्यशालाओं और कारखानों के जटिल स्वचालन तक। एक विशेष विशेषता उन सुविधाओं पर स्वचालन का उपयोग है जो भौगोलिक रूप से एक दूसरे से दूर हैं, उदाहरण के लिए, बड़े औद्योगिक और ऊर्जा परिसर, कृषि उत्पादों के उत्पादन और प्रसंस्करण के लिए कृषि सुविधाएं आदि। ऐसी प्रणालियों में व्यक्तिगत उपकरणों के बीच संचार के लिए टेलीमैकेनिक्स का उपयोग किया जाता है, जो नियंत्रण उपकरणों और नियंत्रित वस्तुओं के साथ मिलकर टेलीऑटोमैटिक सिस्टम बनाते हैं। इस मामले में, जानकारी एकत्र करने और स्वचालित रूप से संसाधित करने के तकनीकी (टेलीमैकेनिकल सहित) साधन बहुत महत्वपूर्ण हो जाते हैं, क्योंकि इसमें कई कार्य होते हैं जटिल प्रणालियाँस्वचालित नियंत्रण को केवल कंप्यूटर प्रौद्योगिकी की सहायता से ही हल किया जा सकता है। अंत में, स्वचालित नियंत्रण का सिद्धांत स्वचालित नियंत्रण के एक सामान्यीकृत सिद्धांत को रास्ता देता है, जो स्वचालन के सभी सैद्धांतिक पहलुओं को एकजुट करता है और नियंत्रण के सामान्य सिद्धांत का आधार बनाता है।

उत्पादन में स्वचालन की शुरूआत से श्रम उत्पादकता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है और उत्पादन के विभिन्न क्षेत्रों में कार्यरत श्रमिकों की हिस्सेदारी कम हो गई है। स्वचालन की शुरुआत से पहले, शारीरिक श्रम का प्रतिस्थापन उत्पादन प्रक्रिया के मुख्य और सहायक कार्यों के मशीनीकरण के माध्यम से होता था। बौद्धिक कार्य कब कामशीनहीन रह गया. वर्तमान में, बौद्धिक श्रम संचालन मशीनीकरण और स्वचालन का उद्देश्य बनता जा रहा है।

स्वचालन विभिन्न प्रकार के होते हैं.

1. स्वत: नियंत्रणइसमें स्वचालित अलार्म, माप, जानकारी का संग्रह और छँटाई शामिल है।

2. स्वचालित अलार्मकिसी की सीमा या आपातकालीन मूल्यों के बारे में सूचित करने का इरादा है भौतिक पैरामीटर, तकनीकी उल्लंघनों के स्थान और प्रकृति के बारे में।

3. स्वचालित मापनियंत्रित भौतिक मात्राओं के मूल्यों की माप और विशेष रिकॉर्डिंग उपकरणों तक संचरण प्रदान करता है।

4. स्वचालित छँटाईआकार, चिपचिपाहट और अन्य संकेतकों के आधार पर उत्पादों और कच्चे माल का नियंत्रण और पृथक्करण करता है।

5. स्वचालित सुरक्षा यह तकनीकी साधनों का एक सेट है जो असामान्य या आपातकालीन स्थिति होने पर नियंत्रित तकनीकी प्रक्रिया की समाप्ति सुनिश्चित करता है।

6. स्वत: नियंत्रणइसमें तकनीकी प्रक्रियाओं की इष्टतम प्रगति के प्रबंधन के लिए तकनीकी साधनों और विधियों का एक सेट शामिल है।

7. स्वचालित विनियमनभौतिक राशियों के मूल्यों को एक निश्चित स्तर पर बनाए रखता है या प्रत्यक्ष मानवीय भागीदारी के बिना आवश्यक कानून के अनुसार उन्हें बदलता है।

ये और स्वचालन और नियंत्रण से संबंधित अन्य अवधारणाएँ एकजुट हैं साइबरनेटिक्स- जटिल विकासशील प्रणालियों और प्रक्रियाओं के प्रबंधन का विज्ञान, विभिन्न प्रकृति की वस्तुओं को नियंत्रित करने के सामान्य गणितीय कानूनों का अध्ययन (किबरनेटस (ग्रीक) - प्रबंधक, हेल्समैन, हेल्समैन)।

स्वचालित नियंत्रण प्रणाली(एसीएस) नियंत्रण वस्तु का एक सेट है ( कहां) और नियंत्रण उपकरण ( तुम तुम), मानवीय भागीदारी के बिना एक दूसरे के साथ बातचीत करना, जिसकी कार्रवाई का उद्देश्य एक विशिष्ट लक्ष्य प्राप्त करना है।

स्वचालित नियंत्रण प्रणाली(एसएआर) - समग्रता कहांऔर एक स्वचालित नियंत्रक, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, यह सुनिश्चित करता है कि टीपी पैरामीटर किसी दिए गए स्तर पर बनाए रखा जाता है या आवश्यक कानून के अनुसार बदला जाता है, और मानव हस्तक्षेप के बिना भी संचालित होता है। एटीएस एक प्रकार की स्व-चालित बंदूक है।