Sarana teknis otomatisasi produksi. Klasifikasi peralatan otomasi Peralatan otomasi tambahan

Manajemen, konsultasi dan kewirausahaan

Kuliah 2. Informasi Umum tentang sarana teknis otomatisasi. Kebutuhan untuk mempelajari isu-isu umum yang berkaitan dengan peralatan otomasi teknis dan sistem keadaan perangkat industri dan peralatan otomasi GSP ditentukan oleh fakta bahwa sarana teknis

Kuliah 2.

Informasi umum tentang sarana teknis otomatisasi.

Kebutuhan untuk mempelajari isu-isu umum mengenai peralatan otomasi teknis dan sistem keadaan instrumen industri dan peralatan otomasi (GSP) ditentukan oleh fakta bahwa sarana teknis otomatisasi merupakan bagian integral dari SHGs. Peralatan otomasi teknis merupakan dasar penerapan sistem informasi dan kontrol di bidang produksi industri dan non-industri. Prinsip-prinsip pengorganisasian GSP sangat menentukan isi tahap desain dukungan teknis untuk sistem kontrol proses otomatis (APCS). Pada gilirannya, dasar GSP adalah kumpulan sarana teknis yang berorientasi pada masalah.

Alat otomasi yang umum dapat bersifat teknis, perangkat keras, perangkat lunak, dan seluruh sistem.

KE sarana teknis otomatisasi(TSA) meliputi:

• sensor;
• aktuator;
• otoritas pengatur (RO);
• jalur komunikasi;
• instrumen sekunder (menampilkan dan merekam);
• perangkat kontrol analog dan digital;
• blok pemrograman;
• perangkat kontrol perintah logika;
• modul untuk mengumpulkan dan memproses data utama serta memantau keadaan objek kendali teknologi (TOU);
• modul untuk isolasi galvanis dan normalisasi sinyal;
• pengubah sinyal dari satu bentuk ke bentuk lainnya;
• modul untuk penyajian data, indikasi, perekaman dan pembangkitan sinyal kendali;
• perangkat penyimpanan penyangga;
• pengatur waktu yang dapat diprogram;
• perangkat komputasi khusus, perangkat persiapan pra-prosesor.

KE alat otomasi perangkat lunak dan perangkat keras termasuk:

• konverter analog-ke-digital dan digital-ke-analog;
• sarana pengendalian;
• blok kontrol analog dan analog-ke-digital multi-sirkuit;
• perangkat kontrol logika program multi-koneksi;
• mikrokontroler yang dapat diprogram;
• jaringan area lokal.

KE alat otomatisasi seluruh sistem termasuk:

• perangkat antarmuka dan adaptor komunikasi;
• blok memori bersama;
• jalan raya (bus);
• perangkat diagnostik sistem umum;
• pemroses akses langsung untuk menyimpan informasi;
• konsol operator.

Sarana teknis otomatisasi dalam sistem kendali

Sistem apa pun kontrol harus melakukan hal berikut fungsi:

• mengumpulkan informasi tentang kondisi saat ini objek kendali teknologi (TOU);
• penetapan kriteria mutu pekerjaan TOU;
• menemukan mode pengoperasian TOU yang optimal dan tindakan pengendalian optimal yang memastikan kriteria kualitas ekstrem;
• implementasi mode optimal yang ditemukan di TOU.

Fungsi-fungsi ini dapat dilakukan personel layanan atau TCA. Ada empatjenis sistem kendali(SU):

1) informasional;

2) kontrol otomatis;

3) pengendalian dan pengaturan terpusat;

4) sistem kontrol proses otomatis.

Informasi ( panduan) sistem kontrol(Gbr. 1.1) jarang digunakan, hanya untuk objek teknologi sederhana yang berfungsi andal dari kontrol TOU.

Beras. 1.1. Struktur sistem Informasi kontrol:

D - sensor (transduser pengukur utama);

VP - perangkat penunjuk sekunder;

OPU - pusat kendali operator (papan, konsol, diagram mnemonik, perangkat alarm);

Perangkat kendali jarak jauh kendali jarak jauh (tombol, kunci, panel kendali bypass, dll.);

aktuator IM;

RO - badan pengawas;

C - perangkat alarm;

Diagram mnemonik MS.

Dalam beberapa kasus, sistem kendali informasi mencakup regulator yang bertindak langsung dan regulator yang terpasang pada peralatan proses.

Dalam sistem kendali otomatis(Gbr. 1.2) semua fungsi dijalankan secara otomatis menggunakan sarana teknis yang sesuai.

Fungsi operator meliputi:

• diagnostik teknis kondisi ACS dan pemulihan elemen sistem yang gagal;
• koreksi peraturan perundang-undangan;
• perubahan tugas;
• transisi ke kontrol manual;
• Pemeliharaan peralatan.

Beras. 1.2. Struktur sistem kendali otomatis (ACS):

KP - konverter pengkodean;

LS - jalur komunikasi (kabel, tabung impuls);

VU - perangkat komputasi

Sistem kontrol dan regulasi terpusat(SCCR) (Gbr. 1.3). ACS digunakan untuk peralatan teknis sederhana, mode operasinya ditandai dengan sejumlah kecil koordinat, dan kualitas pekerjaan ditandai dengan satu kriteria yang mudah dihitung. Kasus khusus ACS adalah sistem kendali otomatis (ASR).

Sistem kendali yang secara otomatis mempertahankan nilai TOC ekstrim termasuk dalam kelas sistem kendali ekstrim.

Beras. 1.3. Struktur sistem pengendalian dan pengaturan terpusat:

OPU - pusat kendali operator;

D - sensor;

Konverter normalisasi NP;

KP - konverter pengkodean dan decoding;

CR - regulator pusat;

Alat registrasi multi-saluran MP (cetak);

C - perangkat sinyal pra-darurat;

MPP - perangkat penunjuk multisaluran (tampilan);

MS - diagram mnemonik;

IM - aktuator;

RO - badan pengawas;

pengontrol K

ASR yang mendukung nilai tertentu dari koordinat keluaran TOU yang dapat disesuaikan dibagi menjadi:

• menstabilkan;
• perangkat lunak;
• pengikut;
• adaptif.

Regulator ekstrim sangat jarang digunakan.

Struktur teknis SCCR dapat terdiri dari dua jenis:

1) dengan TCA individu;

2) dengan TCA kolektif.

Pada sistem tipe pertama, setiap saluran dibangun dari TCA untuk penggunaan individual. Ini termasuk sensor, konverter normalisasi, regulator, perangkat sekunder, aktuator, dan badan pengatur.

Kegagalan satu saluran kontrol tidak menyebabkan penghentian fasilitas proses.

Desain ini meningkatkan biaya sistem, namun meningkatkan keandalannya.

Sistem tipe kedua terdiri dari TSA untuk penggunaan individu dan kolektif. TSA untuk penggunaan kolektif meliputi: saklar, CP (encoding dan decoding converter), CR (regulator pusat), MR (perangkat perekam multi-saluran (cetak)), MPP (perangkat penunjuk multi-saluran (display)).

Biaya sistem kolektif agak lebih rendah, namun keandalannya sangat bergantung pada keandalan TSA kolektif.

Ketika jalur komunikasi panjang, konverter pengkodean dan decoding individual digunakan, terletak di dekat sensor dan aktuator. Hal ini meningkatkan biaya sistem, tetapi meningkatkan kekebalan kebisingan pada jalur komunikasi.

Sistem kontrol proses otomatis(APCS) (Gbr. 1.4) adalah sistem mesin di mana TSA memperoleh informasi tentang keadaan objek, menghitung kriteria kualitas, dan menemukan pengaturan kontrol optimal. Fungsi operator direduksi menjadi menganalisis informasi yang diterima dan mengimplementasikannya menggunakan sistem kendali otomatis lokal atau kendali jarak jauh dari ruang kendali.

Jenis sistem kontrol proses berikut ini dibedakan:

• sistem kontrol proses otomatis terpusat (semua fungsi pemrosesan dan kontrol informasi dilakukan oleh satu komputer kontrol UVM) (Gbr. 1.4);

Beras. 1.4. Struktur sistem kontrol proses otomatis terpusat:

USO - perangkat komunikasi dengan suatu objek;

DU - kendali jarak jauh;

SOI - alat tampilan informasi

• sistem kontrol proses otomatis pengawasan (memiliki sejumlah sistem kontrol otomatis lokal yang dibangun berdasarkan penggunaan individu TSA dan komputer komputer pusat (CUVM), yang memiliki jalur komunikasi informasi dengan sistem lokal) (Gbr. 1.5);

Beras. 1.5. Struktur sistem kendali pengawasan: LR - regulator lokal

• sistem kontrol proses otomatis terdistribusi - ditandai dengan pembagian fungsi pemrosesan informasi dan kontrol manajemen antara beberapa objek dan komputer yang tersebar secara geografis (Gbr. 1.6).

Beras. 1.6. Struktur hierarki sarana teknis SHG

HALAMAN 7

Pertanyaan 1 Konsep dasar dan definisi A&C

Otomatisasi- salah satu bidang kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menggunakan sarana teknis dan metode matematika yang mengatur dirinya sendiri dengan tujuan membebaskan masyarakat dari partisipasi dalam proses memperoleh, mengubah, mentransfer dan menggunakan energi, bahan atau informasi, atau secara signifikan mengurangi derajatnya. partisipasi ini atau kompleksitas operasi yang dilakukan. Otomatisasi memungkinkan peningkatan produktivitas tenaga kerja, meningkatkan kualitas produk, mengoptimalkan proses manajemen, dan mengeluarkan orang dari proses produksi yang berbahaya bagi kesehatan. Otomasi, dengan pengecualian kasus yang paling sederhana, memerlukan pendekatan yang terintegrasi dan sistematis untuk memecahkan suatu masalah. Sistem otomasi meliputi sensor (sensor), alat masukan, alat kendali (controller), aktuator, alat keluaran, dan komputer. Metode komputasi yang digunakan terkadang meniru fungsi saraf dan mental manusia. Keseluruhan alat yang kompleks ini biasanya disebut sistem otomasi dan kontrol.

Semua sistem otomasi dan kendali didasarkan pada konsep seperti objek kendali, perangkat komunikasi dengan objek kendali, kendali dan pengaturan parameter teknologi, pengukuran dan konversi sinyal.

Objek kontrol dipahami sebagai peralatan teknologi atau seperangkatnya di mana operasi teknologi standar pencampuran, pemisahan atau kombinasi timbal baliknya dengan operasi sederhana dilakukan (atau dengan bantuan yang dilakukan). Peralatan teknologi tersebut, bersama dengan proses teknologi yang terjadi di dalamnya dan yang dengannya sistem kendali otomatis dikembangkan, disebut objek kendali atau objek otomasi. Dari himpunan besaran-besaran masukan dan keluaran suatu benda yang dikendalikan, dapat dibedakan besaran-besaran yang dikendalikan, pengaruh-pengaruh kendali dan gangguan serta interferensi. Kuantitas terkontrol adalah besaran atau parameter fisis keluaran dari suatu benda yang dikendalikan, yang selama pengoperasian benda tersebut harus dipertahankan pada tingkat tertentu tertentu atau diubah menurut hukum tertentu. Tindakan kontrol adalah aliran masukan material atau energi, dengan mengubahnya, nilai terkendali dapat dipertahankan pada tingkat tertentu atau diubah menurut hukum tertentu. Alat atau pengatur otomatis disebut perangkat teknis, yang memungkinkan, tanpa campur tangan manusia, untuk mempertahankan nilai parameter teknologi atau mengubahnya menurut hukum tertentu. Alat kendali otomatis mencakup seperangkat sarana teknis yang menjalankan fungsi tertentu dalam sistem.Sistem kendali otomatis meliputi: Elemen penginderaan atau sensor, yang berfungsi untuk mengubah nilai keluaran benda yang dikendalikan menjadi sinyal listrik atau pneumatik proporsional, Elemen perbandingan- untuk menentukan besarnya perbedaan antara nilai saat ini dan nilai keluaran yang ditentukan. Elemen pengaturan berfungsi untuk mengatur nilai parameter proses yang harus dijaga pada tingkat yang konstan. Memperkuat-mengubah elemen tersebut berfungsi untuk menghasilkan efek pengaturan tergantung pada besaran dan tanda ketidaksesuaian yang disebabkan oleh sumber energi eksternal. Elemen aktuator berfungsi untuk menerapkan pengaruh regulasi. diproduksi oleh UPE. Elemen pengatur– untuk mengubah aliran material atau energi untuk mempertahankan nilai keluaran pada tingkat tertentu. Dalam praktik otomasi proses produksi sistem otomatis sistem regulasi dilengkapi dengan perangkat industri umum standar yang menjalankan fungsi elemen-elemen di atas. Elemen utama dari sistem tersebut adalah komputer yang menerima informasi dari sensor analog dan diskrit tentang parameter teknologi. Informasi yang sama dapat dikirim ke perangkat penyajian informasi analog atau digital (perangkat sekunder). Operator proses mengakses mesin ini menggunakan remote control untuk memasukkan informasi yang tidak diterima dari sensor otomatis, meminta informasi yang diperlukan dan saran mengenai pengendalian proses. Pekerjaan sistem kendali otomatis didasarkan pada penerimaan dan pemrosesan informasi.

Jenis utama sistem otomasi dan kontrol:

· sistem perencanaan otomatis (APS),

· sistem otomatis penelitian ilmiah(ASNI),

· sistem desain berbantuan komputer (CAD),

· kompleks eksperimental otomatis (AEC),

· produksi otomatis yang fleksibel (GAP) dan sistem kontrol proses otomatis (APCS),

· sistem kontrol operasi otomatis (ACS)

· sistem kontrol otomatis (ACS).

Pertanyaan 2 Komposisi sarana teknis otomasi dan pengendalian sistem kendali otomatis.

Sarana teknis otomasi dan kontrol adalah perangkat dan instrumen yang dapat berupa alat otomasi itu sendiri atau menjadi bagian dari kompleks perangkat keras dan perangkat lunak.

Alat otomasi dan kontrol yang umum dapat bersifat teknis, perangkat keras, perangkat lunak, dan seluruh sistem.

Sarana teknis otomatisasi dan kontrol meliputi:

− sensor;

− aktuator;

− otoritas pengatur (RO);

− jalur komunikasi;

− instrumen sekunder (menampilkan dan merekam);

− perangkat kontrol analog dan digital;

− blok pemrograman;

− perangkat kontrol perintah logika;

− modul untuk mengumpulkan dan memproses data utama serta memantau keadaan objek kontrol teknologi (TOU);

− modul untuk isolasi galvanik dan normalisasi sinyal;

− pengubah sinyal dari satu bentuk ke bentuk lainnya;

−modul untuk penyajian data, indikasi, perekaman dan pembangkitan sinyal kontrol;

− perangkat penyimpanan penyangga;

− pengatur waktu yang dapat diprogram;

− perangkat komputasi khusus, perangkat persiapan pra-prosesor.

Sarana teknis otomatisasi dan kontrol dapat disistematisasikan sebagai berikut:

CS – sistem kendali.
Memori – Perangkat utama (tombol, layar, sakelar sakelar).

UIO – Perangkat tampilan informasi.
UIO – Perangkat pengolah informasi.

USPU – Perangkat konverter / amplifier.
CS – Saluran komunikasi.
OU – Objek kontrol.
IM – Aktuator.

RO – Badan Kerja (Manipulator).

D – Sensor.
VP – Konverter sekunder.

Oleh tujuan fungsional mereka dibagi menjadi 5 kelompok berikut:

Perangkat masukan. Ini termasuk - ZU, VP, D;

Perangkat keluaran. Ini termasuk - IM, USPI, RO;

Perangkat bagian tengah. Ini termasuk - UPI;

Alat jaringan industri. Ini termasuk - KS;

Perangkat tampilan informasi – UIO.

TSAiU melakukan fungsi berikut: 1. pengumpulan dan transformasi informasi tentang keadaan proses; 2. penyampaian informasi melalui saluran komunikasi; 3. transformasi, penyimpanan dan pemrosesan informasi; 4. pembentukan tim manajemen sesuai dengan tujuan yang dipilih (kriteria berfungsinya sistem); 5. penggunaan dan penyajian informasi perintah untuk mempengaruhi proses dan berkomunikasi dengan operator menggunakan aktuator. Oleh karena itu, semua sarana industri untuk otomasi proses teknologi, berdasarkan hubungannya dengan sistem, digabungkan sesuai dengan standar ke dalam kelompok fungsional berikut: 1. sarana pada input sistem (sensor); 2. sarana pada keluaran sistem (pengonversi keluaran, sarana untuk menampilkan informasi dan perintah pengendalian proses, hingga ucapan); 3. sistem kendali intra-sistem (menyediakan interkoneksi antar perangkat dengan sinyal berbeda dan bahasa mesin berbeda), misalnya, memiliki keluaran relai atau kolektor terbuka; 4. sarana transmisi, penyimpanan dan pengolahan informasi.
Beragamnya kelompok, jenis dan konfigurasi sistem kendali otomatis menyebabkan masalah multi-alternatif dalam merancang dukungan teknis untuk sistem kendali proses otomatis di masing-masing sistem. kasus tertentu. Salah satu yang paling banyak kriteria penting Pilihan TSAiU mungkin didasarkan pada biayanya.

Dengan demikian, sarana teknis otomatisasi dan kontrol mencakup perangkat untuk merekam, memproses, dan mengirimkan informasi dalam produksi otomatis. Dengan bantuan mereka, jalur produksi otomatis dipantau, diatur, dan dikendalikan.

Peralatan otomasi teknis

instrumen, perangkat dan sistem teknis yang dimaksudkan untuk otomatisasi produksi (Lihat Otomatisasi produksi). T.s. A. menyediakan penerimaan otomatis, transmisi, transformasi, perbandingan dan penggunaan informasi untuk tujuan pemantauan dan pengelolaan proses produksi. Di Uni Soviet, pendekatan sistematis terhadap konstruksi dan penggunaan sistem teknis. A. (pengelompokan dan penyatuannya menurut karakteristik fungsional, informasional, dan desain-teknologi) memungkinkan untuk menyatukan semua sistem teknis. A. dalam kerangka Sistem Negara Instrumen Industri dan Peralatan Otomasi - GSP.

Ensiklopedia Besar Soviet. - M.: Ensiklopedia Soviet. 1969-1978 .

Lihat apa itu “Peralatan otomasi teknis” di kamus lain:

ALAT TEKNIS (OTOMATISASI)- 13. PERALATAN TEKNIS (OTOMASI) Peralatan otomasi yang sudah tidak digunakan perangkat lunak. Sumber: RB 004 98: Persyaratan sertifikasi sistem kendali yang penting untuk keselamatan pembangkit listrik tenaga nuklir...

sarana teknis otomatisasi- instrumen, perangkat dan sistem teknis untuk produksi otomatis, menyediakan penerimaan otomatis, transmisi, transformasi, perbandingan dan informasi untuk tujuan pemantauan dan pengelolaan produksi... ... Kamus Ensiklopedis Metalurgi

Peralatan otomatisasi I&C, dukungan teknis I&C- 7 Sarana teknis otomatisasi sistem I&C, dukungan teknis sistem I&C Himpunan semua komponen sistem I&C, kecuali manusia (GOST 34.003 90). Totalitas semua sarana teknis yang digunakan dalam pengoperasian sistem I&C (GOST 34.003 90) Sumber ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

PERANGKAT LUNAK DAN ALAT PERANGKAT KERAS OTOMATISASI- 7. ALAT OTOMATISASI PERANGKAT LUNAK DAN PERANGKAT KERAS seperangkat alat otomasi perangkat lunak dan perangkat keras yang dirancang untuk membuat sistem perangkat lunak dan perangkat keras kontrol. Sumber : RB 004 98 : Persyaratan sertifikasi manajer... ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Sarana teknis- 3.2 Sarana teknis sistem otomasi, seperangkat sarana teknis (CTS) seperangkat perangkat (produk) yang menyediakan penerimaan, masukan, persiapan, konversi, pemrosesan, penyimpanan, registrasi, keluaran, tampilan, penggunaan dan... .. . Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Sarana sistem otomasi teknis- 4.8 Sumber: RM 4 239 91: Sistem otomasi. Buku referensi kamus tentang istilah. Panduan untuk SNiP 3.05.07 85 ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Sarana teknis sistem kontrol proses otomatis- Sistem kontrol proses otomatis, termasuk produk dari sistem keadaan instrumen industri dan peralatan otomasi (GSP), alat ukur agregat (AS IMS), peralatan komputer (SVT) Sumber: RD 34.35.414 91: Aturan organisasi ... ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

PERALATAN TEKNIS SISTEM OTOMASI- 4.8. ALAT TEKNIS SISTEM OTOMATISASI Perangkat keras perangkat keras Seperangkat alat yang memastikan berfungsinya sistem otomatis dari berbagai jenis dan tingkatan: perangkat, blok fungsional, regulator, aktuator, kompleks agregat,... ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Gost 13033-84: GSP. Instrumen analog listrik dan peralatan otomasi. Kondisi teknis umum- Terminologi Gost 13033 84: GSP. Instrumen analog listrik dan peralatan otomasi. Biasa saja spesifikasi teknis dokumen asli: 2.10. Persyaratan daya 2.10.1. Produk harus diberi daya dari salah satu sumber berikut: ... ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Teknis- 19. Petunjuk teknis tentang teknologi pekerjaan konstruksi dan instalasi pada bidang elektrifikasi kereta api(perangkat catu daya). M.: Orgtransstroy, 1966. Sumber: VSN 13 77: Petunjuk pemasangan jaringan kontak industri ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis

Buku

• Sarana teknis otomatisasi dan kontrol Buku Teks, Kolosov O., Yesyutkin A., Prokofiev N. (eds.). Buku teks, pada tingkat yang berbeda-beda (tanpa berpura-pura mencakup “yang sangat besar”), memperkuat dan melengkapi materi yang disajikan sesuai dengan program kerja dari suatu kompleks disiplin ilmu dalam siklus profesional...
• Sarana teknis otomatisasi. Buku teks untuk gelar sarjana akademik, Rachkov M.Yu.. Buku teks ini membahas tentang klasifikasi peralatan otomasi teknis, metode pemilihan peralatan teknis berdasarkan jenis produksi, serta sistem kendali peralatan. Deskripsi disediakan...

Alat otomasi produksi mencakup peralatan otomasi teknis (TAA) - ini adalah perangkat dan instrumen yang dapat menjadi alat otomasi atau menjadi bagian dari kompleks perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem keamanan aktif perusahaan modern termasuk sarana teknis otomatisasi. Paling sering, TCA adalah elemen dasar dari sistem keamanan terintegrasi.

Peralatan otomasi teknis mencakup perangkat untuk merekam, memproses, dan mengirimkan informasi dalam produksi otomatis. Dengan bantuan mereka, jalur produksi otomatis dipantau, diatur, dan dikendalikan.

Sistem keselamatan memantau proses produksi menggunakan berbagai sensor. Ini termasuk sensor tekanan, sensor foto, sensor induktif, sensor kapasitif, sensor laser, dll.

Sensor digunakan untuk mengekstrak informasi secara otomatis dan mengubahnya pada awalnya. Sensor berbeda dalam prinsip operasinya dan sensitivitasnya terhadap parameter yang dipantaunya. Peralatan keselamatan teknis mencakup jangkauan sensor terluas. Penggunaan sensor terintegrasi inilah yang memungkinkan terciptanya sistem keamanan komprehensif yang mengontrol banyak faktor.

Sarana teknis informasi juga mencakup perangkat transmisi yang menyediakan komunikasi antara sensor dan peralatan kontrol. Setelah menerima sinyal dari sensor, peralatan kontrol menghentikan proses produksi dan menghilangkan penyebab kecelakaan. Jika situasi darurat tidak dapat dihilangkan, peralatan keselamatan teknis memberikan sinyal kerusakan kepada operator.

Sensor paling umum yang disertakan dalam sistem keamanan terintegrasi adalah sensor kapasitif.

Mereka memungkinkan deteksi tanpa kontak terhadap keberadaan objek pada jarak hingga 25 mm. Sensor kapasitif beroperasi berdasarkan prinsip berikut. Sensor dilengkapi dengan dua elektroda, di mana konduktivitas dicatat. Jika ada benda yang berada di zona kontrol, hal ini menyebabkan perubahan amplitudo osilasi generator yang termasuk dalam sensor. Pada saat yang sama, sensor kapasitif dipicu, yang mencegah benda yang tidak diinginkan memasuki peralatan.

Sensor kapasitif dibedakan berdasarkan kesederhanaan desain dan keandalan yang tinggi, yang memungkinkannya digunakan di berbagai area produksi. Satu-satunya kelemahan adalah area kontrol yang kecil dari sensor tersebut.

Pengunjung juga membaca:

Keamanan industri
Di sebagian besar perusahaan otomatis modern, keselamatan industri dijamin melalui penerapannya sistem yang kompleks keselamatan dan pengendalian produksi

Topik 2

1. Sensor

Sensor adalah perangkat yang mengubah pengaruh masukan apa pun kuantitas fisik menjadi sinyal yang nyaman untuk digunakan lebih lanjut.

Sensor yang digunakan cukup bervariasi dan dapat diklasifikasikan menurut berbagai tanda(lihat tabel 1).

Tergantung pada jenis besaran masukan (yang diukur), ada: sensor perpindahan mekanis (linier dan sudut), pneumatik, listrik, pengukur aliran, kecepatan, percepatan, gaya, suhu, sensor tekanan, dll.

Berdasarkan jenis nilai keluaran yang diubah nilai masukannya, non-listrik dan listrik dibedakan: sensor arus searah (EMF atau tegangan), sensor amplitudo arus bolak-balik(EMF atau tegangan), sensor frekuensi arus bolak-balik (EMF atau tegangan), sensor resistansi (aktif, induktif atau kapasitif), dll.

Kebanyakan sensor bersifat listrik. Hal ini disebabkan oleh keuntungan pengukuran listrik sebagai berikut:

Besaran listrik nyaman untuk mengirimkan jarak jauh, dan transmisi dilakukan dengan kecepatan tinggi;

Besaran listrik bersifat universal dalam arti besaran lain dapat diubah menjadi besaran listrik dan sebaliknya;

Mereka secara akurat diubah menjadi kode digital dan memungkinkan Anda mencapai akurasi, sensitivitas, dan kecepatan instrumen pengukuran yang tinggi.

Berdasarkan prinsip pengoperasiannya, sensor dapat dibagi menjadi dua kelas: generator dan parametrik. Kelompok terpisah terdiri dari sensor radioaktif. Sensor radioaktif adalah sensor yang menggunakan fenomena seperti perubahan parameter di bawah pengaruh sinar g dan b; ionisasi dan pendaran zat tertentu di bawah pengaruh iradiasi radioaktif. Sensor generator langsung mengubah nilai masukan menjadi sinyal listrik. Sensor parametrik mengubah nilai masukan menjadi perubahan parameter listrik (R, L atau C) sensor.

Berdasarkan prinsip pengoperasiannya, sensor juga dapat dibagi menjadi ohmik, rheostatik, fotolistrik (optoelektronik), induktif, kapasitif, dll.

Ada tiga kelas sensor:

Sensor analog, yaitu sensor yang menghasilkan sinyal analog sebanding dengan perubahan nilai masukan;

Sensor digital yang menghasilkan rangkaian pulsa atau kata biner;

Sensor biner (biner) yang menghasilkan sinyal hanya dua level: “on/off” (0 atau 1).

Gambar 1 – Klasifikasi sensor untuk sistem otomasi mesin pertambangan

Persyaratan untuk sensor:

Ketergantungan yang jelas antara nilai keluaran terhadap nilai masukan;

Stabilitas karakteristik dari waktu ke waktu;

Sensitivitas tinggi;

Ukuran dan berat kecil;

Tidak adanya dampak sebaliknya pada proses yang dikendalikan dan parameter yang dikendalikan;

Bekerja di kondisi yang berbeda operasi;

Berbagai pilihan instalasi.

Sensor parametrik

Sensor parametrik adalah sensor yang mengubah sinyal masukan menjadi perubahan beberapa parameter. rangkaian listrik(Kanan, Kiri atau C). Sesuai dengan ini, sensor resistensi aktif, induktif, dan kapasitif dibedakan.

Fitur karakteristik Salah satu sensor ini adalah hanya digunakan dengan sumber daya eksternal.

Dalam peralatan otomasi modern, berbagai sensor resistensi aktif parametrik banyak digunakan - sensor kontak, rheostatik, potensiometri.

Sensor kontak. Yang paling dapat diandalkan dengan sensor kontak Kontak tertutup yang dikontrol secara magnetis (sakelar buluh) dipertimbangkan.

Gambar 1 – Diagram skema sensor saklar buluh

Elemen penginderaan sensor, saklar buluh, adalah ampul 1, di dalamnya terdapat pegas kontak (elektroda) 2, terbuat dari bahan feromagnetik, disegel. Ampul kaca diisi dengan gas pelindung (argon, nitrogen, dll.). Ketatnya ampul tidak termasuk pengaruh buruk(dampak) lingkungan pada kontak, meningkatkan keandalan operasinya. Kontak saklar buluh yang terletak pada titik terkendali di ruang tertutup karena aksi Medan gaya, yang dihasilkan oleh magnet permanen (elektromagnet) yang dipasang pada benda bergerak. Ketika kontak saklar buluh terbuka, resistansi aktifnya sama dengan tak terhingga, dan ketika ditutup, hampir nol.

Sinyal keluaran sensor (U keluar pada beban R1) sama dengan tegangan Naik sumber listrik dengan adanya magnet (benda) di titik kontrol dan nol jika tidak ada.

Sakelar buluh tersedia dengan kontak make dan break, serta kontak switching dan terpolarisasi. Beberapa jenis saklar buluh - KEM, MKS, MKA.

Keuntungan dari sensor saklar buluh adalah keandalan yang tinggi dan waktu rata-rata antar kegagalan (sekitar 10 7 operasi). Kerugian dari sensor buluh adalah perubahan sensitivitas yang signifikan dengan sedikit perpindahan magnet ke arah tegak lurus terhadap pergerakan benda.

Sensor buluh biasanya digunakan dalam otomatisasi instalasi pengangkatan, drainase, ventilasi, dan konveyor.

Sensor potensiometri. Sensor potensiometri adalah resistor variabel (potensiometer) yang terdiri dari bingkai datar (strip), silinder atau cincin di mana kawat tipis konstantan atau nikrom dengan tinggi resistivitas. Sebuah penggeser bergerak di sepanjang bingkai - kontak geser yang terhubung secara mekanis ke objek (lihat Gambar 2).

Dengan menggerakkan penggeser menggunakan drive yang sesuai, Anda dapat mengubah resistansi resistor dari nol ke maksimum. Selain itu, resistansi sensor dapat berubah menurut hukum linier dan menurut hukum lain, seringkali hukum logaritmik. Sensor semacam itu digunakan ketika perlu mengubah tegangan atau arus di sirkuit beban.

Gambar 2 - Sensor potensiometri

Untuk potensiometer linier (lihat Gambar 2) panjangnya aku tegangan keluaran ditentukan oleh ekspresi:

,

dimana x adalah pergerakan kuas; k=kamu hal / aku- koefisien transfer; U p – tegangan suplai.

Sensor potensiometri digunakan untuk mengukur berbagai parameter proses - tekanan, level, dll., yang sebelumnya diubah oleh elemen penginderaan yang bergerak.

Kelebihan sensor potensiometri adalah kesederhanaan desainnya, ukurannya yang kecil, dan kemampuannya untuk ditenagai oleh arus searah dan bolak-balik.

Kerugian dari sensor potensiometri adalah adanya kontak listrik geser, yang mengurangi keandalan operasi.

Sensor induktif. Prinsip pengoperasian sensor induktif didasarkan pada perubahan induktansi L kumparan 1 yang ditempatkan pada inti feromagnetik 2 ketika bergerak. X jangkar 3 (lihat Gambar 3).

Gambar 3 - Sensor induktif

Rangkaian sensor ditenagai dari sumber AC.

Elemen kontrol sensor adalah reaktansi variabel - tersedak dengan celah udara variabel.

Sensor bekerja sebagai berikut. Di bawah pengaruh suatu benda, jangkar, mendekati inti, menyebabkan peningkatan hubungan fluks dan, akibatnya, induktansi kumparan. Dengan berkurangnya kesenjangan D ke nilai minimum, reaktansi induktif kumparan x L = wL = 2pfL meningkat hingga maksimum, mengurangi arus beban RL, yang biasanya merupakan relai elektromagnetik. Yang terakhir, dengan kontaknya, kontrol sakelar, perlindungan, sirkuit pemantauan, dll.

Kelebihan sensor induktif adalah kesederhanaan perangkat dan keandalan pengoperasian karena tidak adanya hubungan mekanis antara inti dan jangkar, yang biasanya dipasang pada benda bergerak, yang posisinya dikontrol. Fungsi jangkar dapat dilakukan oleh suatu benda itu sendiri yang mempunyai bagian-bagian yang bersifat feromagnetik, misalnya loncatan ketika mengontrol posisinya pada poros.

Kerugian dari sensor induktif adalah karakteristik nonlinier dan gaya tarik elektromagnetik yang signifikan dari jangkar ke inti. Untuk mereduksi gaya dan mengukur perpindahan secara kontinyu digunakan sensor tipe solenoid, atau disebut sensor diferensial.

Sensor kapasitif. Sensor kapasitif adalah kapasitor variabel struktural dengan berbagai desain dan bentuk, tetapi selalu dengan dua pelat, di antaranya terdapat media dielektrik. Sensor tersebut digunakan untuk mengubah gerakan linier atau sudut mekanis, serta tekanan, kelembapan, atau tingkat lingkungan menjadi perubahan kapasitas. Dalam hal ini, untuk mengontrol gerakan linier kecil, kapasitor digunakan di mana celah udara antara pelat berubah. Untuk mengontrol pergerakan sudut, kapasitor dengan celah konstan dan area kerja pelat yang bervariasi digunakan. Untuk memantau tingkat pengisian tangki bahan curah atau cairan dengan celah konstan dan area kerja pelat - kapasitor dengan konstanta dielektrik medium yang dikontrol. Kapasitas listrik kapasitor tersebut dihitung dengan rumus

dimana: S - Total luas perpotongan pelat; δ - jarak antar pelat; - konstanta dielektrik lingkungan di antara lempengan-lempengan itu; ε 0 adalah konstanta dielektrik.

Berdasarkan bentuk pelatnya, kapasitor variabel datar, silinder, dan jenis lainnya dibedakan.

Sensor kapasitif hanya beroperasi pada frekuensi di atas 1000Hz. Penggunaan pada frekuensi industri secara praktis tidak mungkin dilakukan karena kapasitansinya yang tinggi (Xc = = ).

Sensor pembangkit

Sensor generator merupakan sensor yang secara langsung mengubah berbagai jenis energi menjadi energi listrik. Mereka tidak memerlukan sumber daya eksternal karena mereka sendiri yang menghasilkan ggl. Sensor generator terkenal digunakan fenomena fisik: terjadinya EMF pada termokopel bila dipanaskan, pada fotosel dengan lapisan penghalang bila disinari, efek piezoelektrik dan fenomena induksi elektromagnetik.

Sensor induksi. DI DALAM sensor induksi konversi besaran masukan non-listrik menjadi ggl induksi. digunakan untuk mengukur kecepatan gerakan, gerakan linier atau sudut. E.m.f. pada sensor seperti itu, ia diinduksi dalam kumparan atau belitan yang terbuat dari tembaga kawat terisolasi dan ditempatkan pada inti magnet yang terbuat dari baja listrik.

Mikrogenerator berukuran kecil yang mengubah kecepatan sudut suatu benda menjadi ggl, yang nilainya berbanding lurus dengan kecepatan putaran poros keluaran benda uji, disebut tachogenerator arus searah dan bolak-balik. Rangkaian tachogenerator dengan dan tanpa belitan eksitasi independen ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4 - Skema tachogenerator dengan dan tanpa belitan eksitasi independen

Tachogenerator DC adalah mesin listrik komutator dengan jangkar dan belitan eksitasi atau magnet permanen. Yang terakhir ini tidak memerlukan sumber listrik tambahan. Prinsip pengoperasian tachogenerator tersebut adalah bahwa ggl diinduksi pada jangkar, yang berputar dalam fluks magnet (F) dari magnet permanen atau belitan medan. (E), yang nilainya sebanding dengan frekuensi putaran (ω) benda:

E = cФn = cФω

Untuk mempertahankan ketergantungan linier ggl. tergantung pada kecepatan putaran jangkar, resistansi beban tachogenerator harus selalu tidak berubah dan berkali-kali lebih tinggi daripada resistansi belitan jangkar. Kerugian dari tachogenerator DC adalah adanya komutator dan sikat, yang secara signifikan mengurangi keandalannya. Kolektor menyediakan konversi ggl bolak-balik. jangkar dalam arus searah.

Yang lebih andal adalah tachogenerator arus bolak-balik, di mana belitan keluaran yang secara intrinsik aman terletak di stator, dan rotornya magnet permanen dengan fluks magnet konstan yang sesuai. Tachogenerator semacam itu tidak memerlukan kolektor, tetapi ggl variabelnya. diubah menjadi arus searah menggunakan rangkaian dioda jembatan. Prinsip pengoperasian tachogenerator arus bolak-balik sinkron adalah ketika rotor diputar oleh benda kendali, ggl variabel diinduksi pada belitannya, yang amplitudo dan frekuensinya berbanding lurus dengan kecepatan putaran rotor. Karena fluks magnet rotor berputar pada frekuensi yang sama dengan rotor itu sendiri, tachogenerator semacam itu disebut sinkron. Kerugian generator sinkron adalah ia mempunyai unit bantalan, yang tidak sesuai untuk kondisi penambangan. Diagram untuk mengontrol kecepatan sabuk konveyor dengan tachogenerator sinkron ditunjukkan pada Gambar 5. Gambar 5 menunjukkan: 1 - rotor magnet dari tachogenerator, 2 - roller penggerak dengan tapak, 3 - ban berjalan, 4 - belitan stator dari tachogenerator generator takometer.

Gambar 5 - Skema kontrol kecepatan sabuk konveyor sinkron

generator takometer

Untuk mengukur kecepatan linier pergerakan benda kerja scraper conveyor digunakan sensor induksi magnet yang tidak memiliki bagian yang bergerak sama sekali. Bagian yang bergerak (angker) dalam hal ini adalah pengikis baja konveyor, yang bergerak dalam fluks magnet sensor magnet permanen dengan kumparan yang secara intrinsik aman. Ketika pengikis baja melintasi fluks magnet dalam kumparan, ggl variabel diinduksi, berbanding lurus dengan kecepatan gerakan dan berbanding terbalik dengan jarak antara inti baja kumparan dan pengikis. Fluks magnet yang mengarah ke ggl dalam kumparan dalam hal ini berubah di bawah pengaruh pengikis baja, yang bergerak di atas sensor menyebabkan fluktuasi hambatan magnet di sepanjang jalur penutupan fluks magnet yang dibentuk oleh magnet permanen. . Diagram pemantauan kecepatan gerak benda kerja scraper conveyor menggunakan sensor induksi magnetik ditunjukkan pada Gambar 6. Gambar 6 menunjukkan: 1 - scraper conveyor, 2 - inti baja, 3 - mesin cuci baja, 4 - mesin cuci plastik , magnet permanen 5 cincin, koil 6 sensor

Gambar 6 - Skema untuk mengendalikan kecepatan gerak benda kerja

konveyor scraper dengan sensor induksi magnetik

Sensor magnetoelastik. Prinsip pengoperasian sensor magnetoelastik didasarkan pada sifat bahan feromagnetik untuk mengubah permeabilitas magnetik m ketika mengalami deformasi. Sifat ini disebut magnetoelastisitas, yang ditandai dengan sensitivitas magnetoelastik

Nilai tertinggi S m = 200 H/m2 berbahan dasar permallay (paduan besi-nikel). Beberapa jenis permallay, bila memanjang sebesar 0,1%, meningkatkan koefisien permeabilitas magnetik hingga 20%. Namun, untuk mendapatkan perpanjangan sekecil itu pun, diperlukan beban sekitar 100 - 200 N/mm, yang sangat merepotkan dan menyebabkan kebutuhan untuk mengurangi penampang bahan feromagnetik dan memerlukan sumber listrik dengan a frekuensi orde kilohertz.

Secara struktural sensor magnetoelastik berbentuk kumparan 1 dengan rangkaian magnet tertutup 2 (lihat Gambar 7). Gaya P yang terkontrol, mengubah bentuk inti, mengubah permeabilitas magnetiknya dan, akibatnya, resistansi induktif kumparan. Arus beban RL, misalnya relai, ditentukan oleh hambatan kumparan.

Sensor magnetoelastik digunakan untuk memantau gaya (misalnya, saat memuat lompatan dan memasang sangkar dengan kepalan tangan), tekanan batuan, dll.

Kelebihan sensor magnetoelastik adalah kesederhanaan dan keandalan.

Kerugian dari sensor magnetoelastik adalah bahan yang mahal untuk sirkuit magnetik dan memerlukan pemrosesan khusus.

Gambar 7 – Sensor magnetoelastik

Sensor piezoelektrik. Efek piezoelektrik melekat pada kristal tunggal beberapa zat dielektrik (kuarsa, turmalin, garam Rochelle, dll.). Inti dari efeknya adalah bahwa di bawah pengaruh gaya mekanik dinamis pada kristal, muatan listrik timbul pada permukaannya, yang besarnya sebanding dengan deformasi elastis kristal. Dimensi dan jumlah pelat kristal dipilih berdasarkan kekuatan dan jumlah muatan yang dibutuhkan. Sensor piezoelektrik dalam banyak kasus digunakan untuk mengukur proses dinamis dan beban kejut, getaran, dll.

Sensor termoelektrik. Untuk mengukur suhu di dalam batas yang luas Sensor termoelektrik 200-2500 °C digunakan - termokopel, yang memastikan konversi energi panas menjadi ggl listrik. Prinsip pengoperasian termokopel didasarkan pada fenomena efek termoelektrik, yang terdiri dari kenyataan bahwa ketika persimpangan dan ujung termoelektroda ditempatkan di lingkungan dengan suhu berbeda t 1 dan t 2 dalam lingkaran yang dibentuk oleh termokopel dan milivoltmeter, ggl termo muncul, sebanding dengan perbedaan antara suhu ini

Gambar 8 - Diagram termokopel

Konduktor A dan B termokopel terbuat dari logam dan paduannya yang berbeda. Fenomena efek termoelektrik diberikan oleh kombinasi konduktor A dan B, tembaga-konstantan (sampai 300 °C), tembaga - kopel (sampai 600 °C), kromel - kopel (sampai 800 °C), besi - kopel (hingga 800 °C) , chromel - alumel (hingga 1300 °C), platinum - platinum-rhodium (hingga 1600 °C), dll.

Nilai ggl termal untuk berbagai jenis termokopel berkisar dari sepersepuluh hingga puluhan milivolt. Misalnya, untuk termokopel tembaga-konstantan berubah dari 4,3 menjadi –6,18 mB ketika suhu sambungan berubah dari + 100 menjadi – 260 o C.

Sensor termistor. Prinsip pengoperasian sensor termistor didasarkan pada sifat elemen penginderaan - termistor - untuk mengubah resistansi ketika suhu berubah. Termistor terbuat dari logam (tembaga, nikel, atin, dll.) dan semikonduktor (campuran oksida logam - tembaga, mangan, dll.). Termistor logam terbuat dari kawat, misalnya, diameter tembaga kira-kira 0,1 mm, dililitkan secara spiral pada bingkai mika, porselen atau kuarsa. Termistor semacam itu ditutup dalam tabung pelindung dengan klem terminal, yang terletak di titik pengatur suhu benda.

Termistor semikonduktor diproduksi dalam bentuk batang kecil dan cakram dengan kabel.

Dengan meningkatnya suhu, resistansi termistor logam meningkat, sedangkan sebagian besar termistor semikonduktor menurun.

Keuntungan termistor semikonduktor adalah sensitivitas termalnya yang tinggi (30 kali lebih banyak daripada termistor logam).

Kerugian dari termistor semikonduktor adalah penyebaran resistansi yang besar dan stabilitas yang rendah, sehingga sulit digunakan untuk pengukuran. Oleh karena itu, termistor semikonduktor dalam sistem otomasi tambang instalasi teknologi terutama digunakan untuk memantau nilai suhu benda dan perlindungan termalnya. Dalam hal ini, biasanya dihubungkan secara seri dengan relai elektromagnetik ke sumber listrik.

Untuk mengukur suhu, termistor RK dimasukkan dalam rangkaian jembatan, yang mengubah pengukuran resistansi menjadi tegangan pada keluaran Uout, yang digunakan dalam sistem kendali otomatis atau sistem pengukuran.

Jembatan itu bisa seimbang atau tidak seimbang.

Jembatan seimbang digunakan dengan metode pengukuran nol. Dalam hal ini, resistansi R3 diubah (misalnya, oleh perangkat otomatis khusus) mengikuti perubahan resistansi termistor Rt sedemikian rupa untuk memastikan kesetaraan potensial di titik A dan B. Jika skala dari resistor R3 dinyatakan dalam derajat, kemudian suhu dapat dibaca berdasarkan posisi penggesernya. Kelebihan metode ini adalah akurasinya yang tinggi, namun kelemahannya adalah kompleksitasnya. alat pengukur, yang merupakan sistem pelacakan otomatis.

Jembatan yang tidak seimbang menghasilkan sinyal Uout, sebanding dengan panas berlebih pada objek. Dengan memilih resistansi resistor R1, R2, R3, keseimbangan jembatan dicapai pada nilai suhu awal, memastikan bahwa kondisi terpenuhi

Rt/R1= R3/R2

Jika nilai suhu yang dikontrol dan resistansi Rt berubah, keseimbangan jembatan akan terganggu. Jika Anda menghubungkan perangkat mV dengan skala dalam derajat ke outputnya, jarum perangkat akan menunjukkan suhu yang diukur.

Pengukur aliran induksi

Untuk mengontrol suplai unit pompa drainase, dimungkinkan untuk menggunakan pengukur aliran induksi, misalnya tipe IR-61M. Prinsip pengoperasian flow meter induksi didasarkan pada hukum Faraday (hukum induksi elektromagnetik).

Diagram struktur flowmeter induksi ditunjukkan pada Gambar 9. Ketika suatu cairan penghantar mengalir dalam pipa di antara kutub-kutub magnet, terjadi ggl dengan arah tegak lurus arah cairan dan searah fluks magnet utama. U pada elektroda, sebanding dengan kecepatan fluida v:

dimana B adalah induksi magnet pada celah antar kutub magnet; D - diameter dalam saluran pipa.

Gambar 9 – Diagram desain pengukur aliran induksi

Jika kita menyatakan kecepatan v dalam laju aliran volumetrik Q, yaitu.

Keuntungan dari pengukur aliran induksi:

Mereka memiliki sedikit kelembaman dalam pembacaan;

Tidak ada bagian di dalam pipa yang berfungsi (oleh karena itu kehilangan hidrauliknya minimal).

Kekurangan pengukur aliran:

Pembacaannya bergantung pada sifat cairan yang diukur (viskositas, densitas) dan sifat aliran (laminar, turbulen);

Pengukur aliran ultrasonik

Prinsip pengoperasian pengukur aliran ultrasonik adalah sebagai berikut

kecepatan rambat gelombang ultrasonik dalam medium bergerak berupa gas atau cairan sama dengan jumlah geometri kecepatan rata-rata pergerakan medium v ​​dan cepat rambat alami bunyi dalam medium tersebut.

Diagram desain flow meter ultrasonik ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10 - Diagram desain pengukur aliran ultrasonik

Pemancar I menciptakan getaran ultrasonik dengan frekuensi 20 Hz dan lebih tinggi, yang jatuh pada penerima P, yang mencatat getaran ini (terletak pada jarak l). Laju aliran F sama dengan

dimana S adalah luas penampang aliran fluida; C – kecepatan suara dalam medium (untuk cairan 1000-1500 m/s);

t1 adalah lama rambat gelombang bunyi dalam arah aliran dari emitor I1 ke penerima P1;

t 2 – durasi rambat gelombang suara melawan aliran dari emitor I2 ke penerima P2;

l adalah jarak antara emitor I dan penerima P;

k – koefisien dengan mempertimbangkan distribusi kecepatan aliran.

Keuntungan dari pengukur aliran ultrasonik:

a) keandalan dan kecepatan tinggi;

b) kemampuan mengukur cairan non-konduktif.

Kerugian: peningkatan kebutuhan akan kontaminasi aliran air yang terkendali.

2. Perangkat transmisi data

Informasi ditransfer dari objek otomasi ke perangkat kontrol melalui jalur komunikasi (saluran). Tergantung pada media fisik yang digunakan untuk mengirimkan informasi, saluran komunikasi dapat dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

– jalur kabel– listrik (simetris, koaksial, twisted pair, dll.), serat optik dan gabungan kabel listrik dengan inti serat optik;

– memberi daya pada jaringan listrik tegangan rendah dan tegangan tinggi;

– saluran inframerah;

– saluran radio.

Transmisi informasi melalui saluran komunikasi dapat ditransmisikan tanpa kompresi informasi, yaitu. Satu sinyal informasi (analog atau diskrit) ditransmisikan melalui satu saluran, dan ketika informasi dikompresi, banyak sinyal informasi ditransmisikan melalui saluran komunikasi. Pemadatan informasi digunakan untuk transmisi informasi jarak jauh dalam jarak yang cukup jauh (misalnya, dari peralatan otomasi yang terletak di jalan raya ke pencukur atau dari bagian tambang ke permukaan ke petugas operator) dan dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai jenis sinyal pengkodean.

Sistem teknis, yang memastikan transmisi informasi tentang keadaan objek dan perintah kontrol jarak jauh melalui saluran komunikasi dapat dilakukan kendali jarak jauh dan sistem pengukuran atau sistem telemekanik. Dalam sistem kendali jarak jauh dan pengukuran, setiap sinyal menggunakan jalurnya sendiri - saluran komunikasi. Semakin banyak sinyal yang ada, semakin banyak pula saluran komunikasi yang dibutuhkan. Oleh karena itu, dengan kendali dan pengukuran jarak jauh, jumlah objek yang dikendalikan, terutama dalam jarak jauh, biasanya terbatas. Dalam sistem telemekanik, hanya satu jalur, atau satu saluran komunikasi, yang digunakan untuk mengirimkan banyak pesan ke sejumlah besar objek. Informasi dikirimkan dalam bentuk yang dikodekan, dan setiap objek “mengetahui” kodenya, sehingga jumlah objek yang dikendalikan atau dikelola praktis tidak terbatas, hanya kodenya yang akan lebih kompleks. Sistem telemekanik dibagi menjadi diskrit dan analog. Sistem telekontrol diskrit disebut sistem telealarm(TS), mereka menyediakan transmisi sejumlah status objek yang terbatas (misalnya, "on", "off"). Sistem pemantauan televisi analog disebut sistem telemeter(TI), mereka menyediakan transmisi perubahan berkelanjutan dalam parameter apa pun yang mencirikan keadaan suatu objek (misalnya, perubahan tegangan, arus, kecepatan, dll.).

Elemen-elemen yang membentuk sinyal diskrit memiliki karakteristik kualitatif yang berbeda-beda: amplitudo pulsa, polaritas dan durasi pulsa, frekuensi atau fase arus bolak-balik, kode dalam pengiriman serangkaian pulsa. Sistem telemekanik dibahas lebih rinci di.

Untuk pertukaran informasi antara pengontrol mikroprosesor dari berbagai perangkat sistem otomasi, termasuk komputer kontrol, digunakan sarana khusus, metode dan aturan interaksi – antarmuka. Tergantung pada metode transfer data, perbedaan dibuat antara antarmuka paralel dan serial. DI DALAM antarmuka paralel q bit data ditransmisikan Q jalur komunikasi. DI DALAM antarmuka serial Transmisi data biasanya dilakukan melalui dua jalur: satu terus menerus mentransmisikan pulsa clock (sinkronisasi) dari pengatur waktu, dan yang kedua membawa informasi.

Dalam sistem otomasi mesin pertambangan, antarmuka serial standar RS232 dan RS485 paling sering digunakan.

Antarmuka RS232 menyediakan komunikasi antara dua komputer, komputer kontrol dan mikrokontroler, atau komunikasi antara dua mikrokontroler dengan kecepatan hingga 19600 bps pada jarak hingga 15m.

Antarmuka RS-485 menyediakan pertukaran data antara beberapa perangkat melalui satu jalur komunikasi dua kabel dalam mode setengah dupleks. Antarmuka RS-485 menyediakan transfer data dengan kecepatan hingga 10 Mbit/s. Jangkauan transmisi maksimum tergantung pada kecepatan: pada kecepatan 10 Mbit/s panjang saluran maksimum adalah 120 m, pada kecepatan 100 kbit/s - 1200 m Jumlah perangkat yang terhubung ke satu saluran antarmuka tergantung pada jenisnya transceiver yang digunakan dalam perangkat. Satu pemancar dirancang untuk mengontrol 32 penerima standar. Penerima tersedia dengan impedansi masukan 1/2, 1/4, 1/8 dari standar. Saat menggunakan penerima seperti itu, jumlah perangkat dapat ditingkatkan: 64, 128 atau 256. Transfer data antar pengontrol dilakukan sesuai dengan aturan yang disebut protokol. Protokol pertukaran di sebagian besar sistem beroperasi berdasarkan prinsip master-slave. Satu perangkat di jalan raya adalah master dan memulai pertukaran dengan mengirimkan permintaan ke perangkat budak, yang berbeda dalam alamat logis. Salah satu protokol yang populer adalah protokol Modbus.

2. Aktuator

Eksekusi keputusan, mis. implementasi tindakan kendali sesuai dengan sinyal kendali yang dihasilkan dilakukan aktuator (ED). Secara umum aktuator merupakan gabungan antara aktuator (AM) dan badan pengatur (RO). Lokasi aktuator pada diagram blok ACS lokal ditunjukkan pada Gambar 11.

Gambar 11 - Lokasi aktuator dalam diagram blok sistem kendali otomatis lokal

Aktuator (AM) adalah perangkat yang dirancang untuk mengubah sinyal kontrol yang dihasilkan oleh unit kontrol (PLC) menjadi sinyal yang sesuai untuk mempengaruhi tautan akhir ACS - badan pengatur (RO).

Aktuator terdiri dari elemen dasar berikut:

motor eksekutif (motor listrik, piston, membran);

elemen kopling (kopling, engsel);

elemen pengubah transmisi (kotak roda gigi dengan tuas atau batang keluaran);

power amplifier (listrik, pneumatik, hidrolik, gabungan)

Dalam model MI tertentu, sejumlah elemen (kecuali motor aktuator) mungkin hilang.

Persyaratan utama untuk IM: pergerakan RO dengan distorsi sekecil mungkin terhadap hukum kontrol PLC yang dihasilkan, yaitu. MI harus mempunyai kecepatan dan ketepatan yang cukup.

Karakter utama:

a) nilai torsi nominal dan maksimum

pada poros keluaran (putar) atau gaya pada batang keluaran;

b) waktu putaran poros keluaran IM atau kayuhan batangnya;

c) nilai maksimum sudut putaran atau langkah poros keluaran

d) zona mati.

Aktuator diklasifikasikan menurut tanda-tanda berikut:

1) pergerakan badan pengatur (rotari dan linier);

2) desain (listrik, hidrolik, pneumatik);

Listrik – dengan penggerak motor listrik dan elektromagnet;

Hidraulik – dengan penggerak: piston, pendorong, dari motor hidrolik;

Pneumatik – dengan penggerak: piston, pendorong, membran, diafragma, dari motor udara.

Dalam praktiknya, MI kelistrikan paling banyak digunakan. MI Listrik diklasifikasikan menjadi:

elektromagnetik;

motor listrik

MI elektromagnetik dibagi menjadi:

IM dengan drive dari kopling elektromagnetik dirancang untuk mentransmisikan gerakan rotasi (gesekan dan kopling geser;

IM dengan penggerak solenoid adalah perangkat 2 posisi (yaitu, dirancang untuk kontrol 2 posisi) yang melakukan pergerakan translasi elemen penggerak sesuai dengan prinsip diskrit: “on - off.”

Motor listrik MI dibagi menjadi:

putaran tunggal - sudut putaran poros keluaran tidak melebihi 360 0. Contoh: MEO (mekanisme putaran tunggal elektrik). Mereka menggunakan motor asinkron satu fasa dan tiga fasa (MEOK, MEOB).

multi-putaran – untuk kontrol jarak jauh dan lokal pada alat kelengkapan pipa (katup).

Dalam sistem otomasi mesin pertambangan, distributor hidrolik elektrik misalnya tipe GSD dan 1RP2 banyak digunakan sebagai aktuator. Distributor hidrolik listrik 1RP2 dirancang untuk mengontrol kecepatan umpan dan elemen pemotongan gabungan sebagai bagian dari pengontrol beban otomatis URAN.1M dan sistem otomasi SAUK02.2M. Distributor elektrohidraulik 1RP2 adalah katup spool hidrolik dengan penggerak elektromagnetik tipe tarik.

Badan pengatur (RO) adalah elemen terakhir dari ACS yang melakukan pengaruh kontrol langsung pada OS. RO mengubah aliran material, energi, posisi relatif bagian-bagian peralatan, mesin atau mekanisme ke arah aliran normal proses teknologi.

Ciri utama RO adalah sifat statisnya, yaitu. hubungan antara parameter keluaran Y (aliran, tekanan, tegangan) dan nilai langkah regulator dalam persen.

RO menyediakan:

a) regulasi dua posisi - gerbang RO dengan cepat berpindah dari satu posisi ekstrem ke posisi ekstrem lainnya.

b) kontinu - dalam hal ini karakteristik keluaran RO harus ditentukan secara ketat (gerbang, keran, katup kupu-kupu).