Üretim otomasyonunun teknik araçları. Otomasyon ekipmanlarının sınıflandırılması Yardımcı otomasyon ekipmanları

Yönetim, danışmanlık ve girişimcilik

Ders 2 Genel bilgi otomasyonun teknik araçları hakkında. Teknik otomasyon araçları ve endüstriyel cihazların devlet sistemi ve GSP'nin otomasyon araçları ile ilgili genel konuları inceleme ihtiyacı, teknik araçların

Ders 2

Otomasyonun teknik araçları hakkında genel bilgi.

Teknik otomasyon araçları ve endüstriyel cihazların durum sistemi ve otomasyon araçları (GSP) ile ilgili genel konuların incelenmesi ihtiyacı, teknik araçlar otomasyon GSP'nin ayrılmaz bir parçasıdır. Teknik otomasyon araçları, endüstriyel ve endüstriyel olmayan üretim alanlarında bilgi ve kontrol sistemlerinin uygulanmasının temelini oluşturur. GSP organizasyonunun ilkeleri, otomatik proses kontrol sistemlerinin (APCS) teknik desteğinin tasarlanması aşamasının içeriğini büyük ölçüde belirler. Buna karşılık, GSP, teknik araçların problem odaklı toplam komplekslerine dayanmaktadır.

Tipik otomasyon araçları teknik, donanım, yazılım, donanım ve sistem çapında olabilir.

İLE otomasyonun teknik araçları(TSA) şunları içerir:

• sensörler;
• yürütme mekanizmaları;
• düzenleyici otoriteler (RO);
• iletişim hatları;
• ikincil cihazlar (gösterge ve kayıt);
• analog ve dijital düzenleme cihazları;
• programlama blokları;
• mantıksal komutlu kontrol cihazları;
• teknolojik kontrol nesnesinin (TOU) toplanması ve birincil veri işleme ve durumunun izlenmesi için modüller;
• galvanik izolasyon ve sinyal normalleştirme modülleri;
• bir formdan diğerine sinyal dönüştürücüler;
• veri sunumu, gösterimi, kaydı ve kontrol sinyallerinin üretilmesi için modüller;
• arabellek depolama aygıtları;
• programlanabilir zamanlayıcılar;
• özel bilgi işlem cihazları, ön işlemci hazırlama cihazları.

İLE otomasyonun yazılım ve donanım araçları katmak:

• analogdan dijitale ve dijitalden analoğa dönüştürücüler;
• kontrol araçları;
• çok döngülü analog ve analogdan dijitale düzenleme blokları;
• çoklu bağlı yazılım mantık kontrol cihazları;
• programlanabilir mikrodenetleyiciler;
• yerel bilgisayar ağları.

İLE sistem çapında otomasyon araçları katmak:

• arayüz cihazları ve iletişim adaptörleri;
• paylaşılan hafıza blokları;
• otoyollar (lastikler);
• cihaz çapında teşhis;
• bilgi birikimi için doğrudan erişim işlemcileri;
• operatör konsolları.

Kontrol sistemlerinde otomasyonun teknik araçları

Herhangi bir sistem yönetim aşağıdakileri yapmalıdırözellikler :

• hakkında bilgi toplanması mevcut durum teknolojik kontrol nesnesi (TOU);
• Kullanım Koşullarının çalışma kalitesine ilişkin kriterlerin belirlenmesi;
• Kullanım Koşullarının optimal çalışma modunun ve kalite kriterlerinin uç noktalarını sağlayan optimal kontrol eylemlerinin bulunması;
• Kullanım Koşullarında bulunan optimum modun uygulanması.

Bu işlevler gerçekleştirilebilir servis personeli veya TSA'dır. Dört tane varkontrol sistemleri türü(SU):

1) bilgi;

2) otomatik kontrol;

3) merkezi kontrol ve düzenleme;

4) otomatik süreç kontrol sistemleri.

Bilgilendirici ( otomatik olmayan) kontrol sistemleri(Şekil 1.1) nadiren kullanılır, yalnızca güvenilir şekilde çalışan, Kullanım Koşulları kontrolünün basit teknolojik nesneleri için kullanılır.

Pirinç. 1.1. Yapı bilgi sistemi kontroller:

D - sensör (birincil ölçüm dönüştürücüsü);

VP - ikincil gösterge cihazı;

OPU - operatör kontrol noktası (kalkanlar, konsollar, anımsatıcı diyagramlar, sinyal cihazları);

Uzaktan kumandalı uzaktan kumanda cihazları (düğmeler, tuşlar, bypass kontrol panelleri vb.);

IM yürütme mekanizması;

RO - düzenleyici kurum;

C - sinyal cihazları;

MS anımsatıcıları.

Bazı durumlarda bilgi kontrol sistemi, doğrudan etkili regülatörleri ve proses ekipmanına yerleştirilmiş regülatörleri içerir.

Otomatik kontrol sistemlerinde(Şekil 1.2) tüm işlevler uygun teknik araçlar kullanılarak otomatik olarak gerçekleştirilir.

Operatör özellikleri şunları içerir:

• ACS durumunun teknik teşhisi ve sistemin arızalı elemanlarının restorasyonu;
• düzenleme yasalarının düzeltilmesi;
• görev değişikliği;
• manuel kontrole geçiş;
• Bakım teçhizat.

Pirinç. 1.2. Otomatik kontrol sisteminin (ACS) yapısı:

KP - kodlama dönüştürücüsü;

LS - iletişim hatları (teller, impuls tüpleri);

VU - bilgi işlem cihazları

Merkezi kontrol ve düzenleme sistemleri(SCKR) (Şekil 1.3). ACS, çalışma modları az sayıda koordinatla karakterize edilen ve iş kalitesinin kolayca hesaplanabilen bir kriter olduğu basit Kullanım Koşulları için kullanılır. ACS'nin özel bir durumu otomatik kontrol sistemidir (ACS).

Kullanım Koşullarının ekstrem değerini otomatik olarak koruyan kontrol sistemi, ekstrem kontrol sistemleri sınıfına aittir.

Pirinç. 1.3. Merkezi kontrol ve düzenleme sisteminin yapısı:

OPU - operatör kontrol noktası;

D - sensör;

NP normalleştirme dönüştürücüsü;

KP - kodlama ve kod çözme dönüştürücüleri;

CR - merkezi düzenleyiciler;

MP çok kanallı kayıt aracı (yazdırma);

C - acil durum öncesi sinyalizasyon cihazı;

MPP - çok kanallı gösterge cihazları (ekranlar);

MS - anımsatıcı;

IM - yürütme mekanizması;

RO - düzenleyici kurum;

K denetleyici

Çıkış kontrollü koordinat TOU'nun ayar değerini destekleyen ASR aşağıdakilere bölünmüştür:

• stabilize etme;
• yazılım;
• izleme;
• uyarlanabilir.

Aşırı kontroller nadiren kullanılır.

SCKR'nin teknik yapıları iki tipte olabilir:

1) bireysel TCA ile;

2) toplu TSA ile.

Birinci tip sistemde her kanal bireysel kullanım için TCA'dan inşa edilir. Bunlar sensörleri, normalleştirme dönüştürücülerini, regülatörleri, ikincil cihazları, aktüatörleri, regülatörleri içerir.

Bir kontrol kanalının arızalanması teknolojik nesnenin kapanmasına yol açmaz.

Bu yapı sistemin maliyetini arttırır ancak güvenilirliğini arttırır.

İkinci tip sistem bireysel ve toplu kullanıma yönelik TSA'dan oluşmaktadır. Toplu kullanıma yönelik TCA'lar şunları içerir: anahtar, KP (kodlama ve kod çözme dönüştürücüleri), CR (merkezi düzenleyiciler), MR (çok kanallı kayıt aracı (baskı)), MPP (çok kanallı gösterge cihazları (ekranlar)).

Kolektif sistemin maliyeti biraz daha düşüktür ancak güvenilirliği büyük ölçüde kolektif TCA'nın güvenilirliğine bağlıdır.

İletişim hattının önemli bir uzunluğu ile sensörlerin ve aktüatörlerin yakınında bulunan ayrı kodlama ve kod çözme dönüştürücüleri kullanılır. Bu, sistemin maliyetini artırır ancak iletişim hattının gürültü bağışıklığını artırır.

Otomatik proses kontrol sistemleri(APCS) (Şekil 1.4), TSA'nın nesnelerin durumu hakkında bilgi aldığı, kalite kriterlerini hesapladığı ve en uygun kontrol ayarlarını bulduğu bir makine sistemidir. Operatörün işlevleri, yerel ACP'ler veya RO'nun uzaktan kontrolü yardımıyla alınan bilgilerin analizine ve uygulamaya indirgenir.

Aşağıdaki proses kontrol sistemi türleri vardır:

• merkezi otomatik proses kontrol sistemi (tüm bilgi işleme ve kontrol fonksiyonları, UVM'nin bir kontrol bilgisayarı tarafından gerçekleştirilir) (Şekil 1.4);

Pirinç. 1.4. Merkezi APCS'nin yapısı:

USO - nesneyle iletişim cihazı;

DU - uzaktan kumanda;

SOI - bilgileri görüntülemenin bir yolu

• denetleyici otomatik kontrol sistemi (bireysel kullanım için TSA esas alınarak oluşturulmuş bir dizi yerel otomatik kontrol sistemine ve bilgi iletişim hattına sahip bir merkezi bilgisayara (CUVM) sahiptir. yerel sistemler) (Şekil 1.5);

Pirinç. 1.5. Denetleyici süreç kontrol sisteminin yapısı: LR - yerel düzenleyiciler

• dağıtılmış süreç kontrol sistemi - bilgi işleme kontrolü ve yönetim fonksiyonlarının coğrafi olarak dağıtılmış çeşitli nesneler ve bilgisayarlar arasında bölünmesiyle karakterize edilir (Şekil 1.6).

Pirinç. 1.6. GPS'in teknik araçlarının hiyerarşik yapısı

Sayfa 7

Soru 1 ACS'nin temel kavramları ve tanımları

Otomasyon- Bir kişiyi enerji, malzeme veya bilgi edinme, dönüştürme, aktarma ve kullanma süreçlerine katılımdan kurtarmak veya derecesini önemli ölçüde azaltmak için kendi kendini düzenleyen teknik araçları ve matematiksel yöntemleri kullanan bilimsel ve teknolojik ilerlemenin yönlerinden biri bu katılımın veya gerçekleştirilen operasyonların karmaşıklığının etkisi. Otomasyon, işgücü verimliliğini artırmanıza, ürün kalitesini iyileştirmenize, yönetim süreçlerini optimize etmenize, insanları sağlığa zararlı endüstrilerden uzaklaştırmanıza olanak tanır. Otomasyon, en basit durumlar dışında, sorunun çözümü için entegre, sistematik bir yaklaşım gerektirir. Otomasyon sistemleri sensörleri (sensörler), giriş cihazlarını, kontrol cihazlarını (kontrolörleri), aktüatörleri, çıkış cihazlarını, bilgisayarları içerir. Uygulanan hesaplama yöntemleri bazen bir kişinin sinir ve zihinsel işlevlerini kopyalar. Bu araç setinin tamamına genellikle otomasyon ve kontrol sistemleri denir..

Tüm otomasyon ve kontrol sistemleri, bir kontrol nesnesi, bir kontrol nesnesi ile bir iletişim cihazı, teknolojik parametrelerin kontrolü ve düzenlenmesi, ölçüm ve sinyal dönüşümü gibi kavramlara dayanmaktadır.

Kontrol nesnesi, karıştırma, ayırma veya bunların basit işlemlerle karşılıklı kombinasyonunun standart teknolojik işlemlerinin gerçekleştirildiği (veya bunların yardımıyla gerçekleştirildiği) teknolojik bir aparat veya bunların bir kombinasyonu olarak anlaşılmaktadır. Böyle bir teknolojik aparat, içinde yer alan ve otomatik kontrol sisteminin geliştirilmekte olduğu teknolojik süreçle birlikte kontrol nesnesi veya otomasyon nesnesi olarak adlandırılır. Kontrol edilen nesnenin giriş ve çıkış değerleri kümesinden, kontrollü değerleri, kontrol edici ve rahatsız edici etkileri ve parazitleri ayırmak mümkündür. Yönetilen miktar Kontrol edilen nesnenin, nesnenin çalışması sırasında önceden belirlenmiş belirli bir seviyede tutulması veya önceden belirlenmiş bir yasaya göre değişmesi gereken çıktı fiziksel miktarı veya parametresidir. Kontrol eylemi kontrollü değeri belirli bir seviyede tutabileceğiniz veya belirli bir yasaya göre değiştirebileceğiniz bir malzeme veya enerji giriş akışıdır. Otomatik bir cihaz veya regülatör denir teknik cihaz insan müdahalesi olmadan teknolojik parametrenin değerinin korunmasına veya belirli bir yasaya göre değiştirilmesine olanak tanıyan. Otomatik kontrol cihazı, sistemde belirli işlevleri yerine getiren bir dizi teknik araç içerir.Otomatik kontrol sistemi şunları içerir: Bir algılama elemanı veya sensör Kontrol edilen nesnenin çıkış değerini orantılı bir elektrik veya pnömatik sinyale dönüştürmeye yarayan, Karşılaştırma öğesi- Çıkış değerinin mevcut ve ayarlanan değerleri arasındaki uyumsuzluk miktarını belirlemek için. Ana öğe Sabit bir seviyede tutulması gereken teknolojik parametrenin değerini ayarlamaya yarar. yükseltici-dönüştürücü eleman, harici bir enerji kaynağından kaynaklanan uyumsuzluğun büyüklüğüne ve işaretine bağlı olarak düzenleyici bir eylem oluşturmaya hizmet eder. Yönetici unsur düzenleyici eylemin uygulanmasına hizmet eder. UPE'yi oluşturdu. Düzenleme elemanı- Çıkış değerini belirli bir seviyede tutmak için malzeme veya enerji akışını değiştirmek. Otomasyon uygulamasındaüretim süreçleri otomatik sistemler kontroller, yukarıdaki elemanların işlevlerini yerine getiren tipik genel endüstriyel cihazlarla tamamlanır. Bu tür sistemlerin ana unsuru, teknolojik parametrelerin analog ve ayrık sensörlerinden bilgi alan bir bilgisayardır. Aynı bilgiler analog veya dijital bilgi sunum cihazlarına (ikincil cihazlar) gönderilebilir. Proses operatörü, otomatik sensörlerden alınmayan bilgileri girmek, proses kontrolüne ilişkin gerekli bilgi ve tavsiyeleri talep etmek için bu makineye bir konsol aracılığıyla erişir. AMS'nin çalışması bilginin alınmasına ve işlenmesine dayanmaktadır.

Ana otomasyon ve kontrol sistemleri türleri:

otomatik planlama sistemi (ASP),

· otomatik sistem bilimsel araştırma(ASNI),

bilgisayar destekli tasarım sistemi (CAD),

Otomatik Deney Kompleksi (AEC),

esnek otomatik üretim (FAP) ve otomatik proses kontrol sistemi (APCS),

otomatik çalışma kontrol sistemi (ACS)

otomatik kontrol sistemi (ACS).

Soru 2 ACS'nin teknik otomasyon ve kontrol araçlarının bileşimi.

Otomasyon ve kontrolün teknik araçları, otomasyonun kendisi olabilen veya bir donanım ve yazılım kompleksinin parçası olabilen cihazlar ve cihazlardır.

Tipik otomasyon ve kontrol araçları teknik, donanım, yazılım ve donanım ve sistem çapında olabilir.

Otomasyon ve kontrolün teknik araçları şunları içerir:

- sensörler;

- Yürütme mekanizmaları;

- Düzenleyici otoriteler (RO);

- iletişim hatları;

- İkincil cihazlar (gösterge ve kayıt);

- Analog ve dijital düzenleme cihazları;

- program ayarlama blokları;

- Mantıksal komutlu kontrol cihazları;

- teknolojik kontrol nesnesinin (TOU) durumunu toplama ve birincil veri işleme ve izleme modülleri;

- galvanik izolasyon ve sinyal normalleştirme modülleri;

- Bir formdan diğerine sinyal dönüştürücüler;

- veri sunumu, gösterimi, kaydı ve kontrol sinyallerinin üretilmesi için modüller;

- arabellek depolama aygıtları;

- programlanabilir zamanlayıcılar;

- Özel bilgi işlem cihazları, ön işlemci hazırlama cihazları.

Otomasyon ve kontrolün teknik araçları aşağıdaki şekilde sistematize edilebilir:

SU - kontrol sistemi.
ZU - Ana cihaz (düğmeler, ekranlar, geçiş anahtarları).

UOI - Bilgi Görüntüleme Cihazı.
UOI - Bilgi İşleme Cihazı.

USPU - Dönüştürücü / Amplifikatör cihazı.
CS - İletişim kanalı.
İşletim Sistemi - Kontrol Nesnesi.
IM - Yürütme mekanizmaları.

RO - Çalışma organları (Manipülatörler).

D - Sensörler.
VP - İkincil dönüştürücüler.

İle işlevsel amaç aşağıdaki 5 gruba ayrılırlar:

giriş cihazları. Bunlar arasında - bellek, VP, D;

çıktı cihazları. Bunlar arasında - IM, USPI, RO;

Orta kısmın cihazları. Bunlar arasında - UPI;

Endüstriyel ağların araçları. Bunlar arasında - COP;

Bilgi görüntüleme cihazları - UOI.

TSAiU aşağıdaki işlevleri yerine getirir: 1. Sürecin durumuna ilişkin bilgilerin toplanması ve dönüştürülmesi; 2. Bilginin iletişim kanalları aracılığıyla iletilmesi; 3. bilginin dönüştürülmesi, saklanması ve işlenmesi; 4. seçilen hedeflere (sistemlerin işleyişine ilişkin kriterler) uygun olarak yönetim ekiplerinin oluşturulması; 5. Süreci etkilemek ve aktüatörleri kullanan operatörle iletişimi sağlamak için komut bilgilerinin kullanılması ve sunulması. Bu nedenle, teknolojik süreçleri sistemle ilişkileri temelinde otomatikleştirmeye yönelik tüm endüstriyel araçlar, standarda uygun olarak aşağıdaki işlevsel gruplarda birleştirilir: 1. sistem girişindeki araçlar (sensörler); 2. sistemin çıkışındaki araçlar (çıkış dönüştürücüler, bilgi görüntüleme araçları ve işlem kontrol komutları, konuşmaya kadar); 3. sistem içi ACS (farklı sinyallere ve farklı makine dillerine sahip cihazlar arasında ara bağlantı sağlar), örneğin röle veya açık kolektör çıkışlarına sahiptir; 4. Bilginin iletilmesi, saklanması ve işlenmesi araçları.
Otomatik kontrol sistemlerinin bu kadar çeşitli grupları, tipleri ve konfigürasyonları, her birinde otomatik proses kontrol sistemleri için teknik destek tasarlama konusunda çok alternatif bir soruna yol açmaktadır. özel durum. En iyilerinden biri önemli kriterler TSAiU'nun seçimi bunların maliyeti olabilir.

Bu nedenle, otomasyon ve kontrolün teknik araçları, otomatik üretimde bilgilerin kaydedilmesi, işlenmesi ve iletilmesi için cihazları içerir. Bunların yardımıyla otomatik üretim hatlarının kontrolü, düzenlenmesi ve yönetimi gerçekleştirilir.

Otomasyonun teknik araçları

Üretim otomasyonuna yönelik cihazlar, cihazlar ve teknik sistemler (bkz. Üretim otomasyonu). T. s. A. üretim süreçlerini kontrol etmek ve yönetmek için bilgilerin otomatik olarak alınmasını, aktarılmasını, dönüştürülmesini, karşılaştırılmasını ve kullanılmasını sağlar. SSCB'de T. s.'nin yapımına ve kullanımına sistematik bir yaklaşım. A. (işlevsel, bilgilendirici ve yapıcı-teknolojik özelliklere göre gruplandırılması ve birleştirilmesi), tüm T.'yi birleştirmeyi mümkün kıldı. A. Devlet endüstriyel cihazlar ve otomasyon araçları sistemi - GSP çerçevesinde.

Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978 .

Diğer sözlüklerde "Teknik otomasyon araçlarının" ne olduğunu görün:

TEKNİK ARAÇLAR (OTOMATİK)- 13. TEKNİK TESİSLER (OTOMASYON) otomasyon araçları, aşağıdakileri içermez: yazılım. Kaynak: RB 004 98: Nükleer santrallerin güvenliği açısından önemli olan kontrol sistemlerinin belgelendirilmesine ilişkin gereklilikler…

otomasyonun teknik araçları- üretimi kontrol etmek ve yönetmek için bilgilerin otomatik olarak alınmasını, iletilmesini, dönüştürülmesini, karşılaştırılmasını ve analizini sağlayan otomatik üretime yönelik cihazlar, cihazlar ve teknik sistemler ... ... Ansiklopedik Metalurji Sözlüğü

I&C otomasyonunun teknik araçları, I&C teknik desteği- 7 I&C otomasyon donanımı, I&C donanımı İnsanlar hariç tüm I&C bileşenlerinin toplamı (GOST 34.003 90). E&K sisteminin işletilmesinde kullanılan tüm teknik araçların toplamı (GOST 34.003 90) Kaynak ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

OTOMASYON İÇİN YAZILIM VE DONANIM ARAÇLARI- 7. OTOMASYON YAZILIMI VE DONANIMI Kontrol yazılımı ve donanım sistemleri oluşturmak için tasarlanmış bir dizi otomasyon yazılımı ve donanımı. Kaynak: RB 004 98: Yöneticilerin sertifikasyonu için gereklilikler ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

Teknik araçlar- 3.2 Otomasyon sistemlerinin teknik araçları, bir teknik araçlar kompleksi (CTS), alma, giriş, hazırlama, dönüştürme, işleme, depolama, kayıt, çıktı, görüntüleme, kullanım ve ... sağlayan bir dizi cihazdır (ürünler). .. Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

Teknik otomasyon sistemleri araçları- 4.8 Kaynak: RM 4 239 91: Otomasyon sistemleri. Terimlerle ilgili sözlük referansı. SNiP Kılavuzu 3.05.07 85 ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

Proses kontrol sistemlerinin teknik araçları- Endüstriyel aletler ve otomasyon ekipmanlarının (GSP), toplam ölçüm cihazlarının (AS IIS), bilgisayar ekipmanının (CVT) devlet sistemi ürünleri dahil olmak üzere otomatik proses kontrol sistemleri araçları Kaynak: RD 34.35.414 91: Organizasyon kuralları ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

OTOMASYON SİSTEMLERİNİN TEKNİK ARAÇLARI- 4.8. OTOMASYON SİSTEMLERİNİN DONANIMI SA'nın teknik araçları Çeşitli tip ve seviyelerde cihazların, fonksiyonel blokların, regülatörlerin, aktüatörlerin, agrega komplekslerinin SA'nın çalışmasını sağlayan bir dizi araç ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

GOST 13033-84: GSP. Cihazlar ve otomasyon araçları elektrik analogu. Genel Özellikler- Terminoloji GOST 13033 84: GSP. Cihazlar ve otomasyon araçları elektrik analogu. Yaygındır özellikler orijinal belge: 2.10. Güç gereksinimleri 2.10.1. Ürünler aşağıdaki kaynaklardan birinden güç almalıdır: ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

Teknik- 19. Elektrifikasyon sırasında inşaat ve montaj işi teknolojisine ilişkin teknik talimatlar demiryolları(güç kaynağı cihazları). M .: Orgtransstroy, 1966. Kaynak: VSN 13 77: Endüstriyel iletişim ağları için kurulum talimatları ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

Kitabın

• Otomasyon ve kontrolün teknik araçları Ders Kitabı, Kolosov O., Yesyutkin A., Prokofiev N. (eds.). Ders kitabı, değişen derecelerde ("muazzam" olanı kapsadığını iddia etmeden), profesyonel döngü disiplinleri kompleksinin çalışma programlarına uygun olarak sunulan materyalleri güçlendirir ve tamamlar ...
• Otomasyonun teknik araçları. Akademik bakalorya ders kitabı, Rachkov M.Yu.. Ders kitabı, teknik otomasyon araçlarının sınıflandırılmasını, üretim türüne göre teknik araçları seçme yöntemlerini ve ekipman kontrol sistemlerini tartışıyor. Açıklama verilmiştir...

Üretim otomasyonu araçları, teknik otomasyon araçlarını (TSA) içerir - bunlar, otomasyon araçlarının kendisi olabilen veya bir donanım ve yazılım kompleksinin parçası olabilen cihazlar ve cihazlardır. Güvenlik sistemleri açık modern işletme otomasyonun teknik araçlarını içerir. Çoğu zaman TCA sistemin temel unsurudur entegre güvenlik.

Teknik otomasyon araçları, otomatik üretimde bilgilerin kaydedilmesi, işlenmesi ve iletilmesi için cihazları içerir. Bunların yardımıyla otomatik üretim hatlarının kontrolü, düzenlenmesi ve yönetimi gerçekleştirilir.

Güvenlik sistemleri, çeşitli sensörler kullanarak üretim sürecini izler. Bunlar arasında basınç sensörleri, fotoğraf sensörleri, endüktif sensörler, kapasitif sensörler, lazer sensörler vb. bulunur.

Sensörler, bilginin otomatik olarak çıkarılmasına ve birincil dönüşümüne hizmet eder. Sensörler çalışma prensipleri ve kontrol ettikleri parametrelere duyarlılık açısından farklılık gösterir. Teknik güvenlik ekipmanı en geniş sensör yelpazesini içerir. Birçok faktörü kontrol eden entegre güvenlik sistemleri oluşturmanıza olanak tanıyan sensörlerin karmaşık kullanımıdır.

Teknik bilgi araçları aynı zamanda sensörler ve kontrol ekipmanı arasındaki iletişimi sağlayan iletim cihazlarını da içerir. Kontrol ekipmanları sensörlerden sinyal aldığında üretim sürecini durdurarak kazanın nedenini ortadan kaldırır. Acil durumun ortadan kaldırılmasının mümkün olmadığı durumlarda teknik emniyet ekipmanları operatöre arızaya ilişkin sinyal verir.

Herhangi bir entegre güvenlik sisteminde bulunan en yaygın sensörler kapasitif sensörlerdir.

25 mm'ye kadar mesafedeki nesnelerin varlığının temassız olarak algılanmasına olanak tanır. Kapasitif sensörler aşağıdaki prensibe göre çalışır. Sensörler, aralarında iletkenliğin sabitlendiği iki elektrotla donatılmıştır. Kontrol bölgesinde herhangi bir nesne varsa, bu, sensörün bir parçası olan jeneratörün salınım genliğinde bir değişikliğe neden olur. Aynı zamanda istenmeyen nesnelerin ekipmana girmesini önleyen kapasitif sensörler tetiklenir.

Kapasitif sensörler, tasarımlarının basitliği ve yüksek güvenilirliği ile ayırt edilir ve bu da onların çok çeşitli endüstrilerde kullanılmasına olanak tanır. Tek dezavantajı bu tür sensörlerin küçük kontrol alanıdır.

Ziyaretçiler şunları da okudu:

Endüstriyel güvenlik
Çoğu modern otomasyonlu işletmede endüstriyel güvenlik, karmaşık sistemler güvenlik ve üretim kontrolü

Tema 2

1. Sensörler

Sensör, herhangi bir cihazın giriş eylemini dönüştüren bir cihazdır. fiziksel miktar daha fazla kullanım için uygun bir sinyale dönüştürür.

Kullanılan sensörler çok çeşitlidir ve aşağıdakilere göre sınıflandırılabilir: çeşitli özellikler(bkz. tablo 1).

Giriş türüne (ölçülen) miktarına bağlı olarak şunlar bulunur: mekanik yer değiştirme sensörleri (doğrusal ve açısal), pnömatik, elektrik, akış ölçerler, hız sensörleri, ivme, kuvvet, sıcaklık, basınç vb.

Giriş değerinin dönüştürüldüğü çıkış değerinin türüne göre, elektriksiz ve elektrikli olarak ayırt edilir: doğru akım sensörleri (EMF veya voltaj), genlik sensörleri alternatif akım(EMF veya voltaj), AC frekans sensörleri (EMF veya voltaj), direnç sensörleri (aktif, endüktif veya kapasitif), vb.

Çoğu sensör elektriklidir. Bunun nedeni elektriksel ölçümlerin aşağıdaki avantajlarıdır:

Elektriksel Miktarlar belli bir mesafeden iletim yapılması uygundur ve iletim, yüksek hız;

Elektriksel büyüklükler, diğer niceliklerin elektriksel niceliklere dönüştürülebilmesi ve bunun tersinin de mümkün olması anlamında evrenseldir;

Doğru bir şekilde dijital koda dönüştürülürler ve ölçüm cihazlarının yüksek doğruluğunu, hassasiyetini ve hızını elde etmeyi mümkün kılarlar.

Çalışma prensibine göre sensörler iki sınıfa ayrılabilir: jeneratör ve parametrik. Radyoaktif sensörlerden ayrı bir grup oluşur. Radyoaktif sensörler, g ve b ışınlarının etkisi altında parametrelerin değişmesi gibi olayları kullanan sensörlerdir; radyoaktif ışınlamanın etkisi altında bazı maddelerin iyonizasyonu ve lüminesansı. Jeneratör sensörleri giriş değerinin doğrudan enerjiye dönüştürülmesini gerçekleştirir. elektrik sinyali. Parametrik sensörler, giriş değerini sensörün bazı elektriksel parametrelerinde (R, L veya C) bir değişikliğe dönüştürür.

Çalışma prensibine göre sensörler ayrıca omik, reostatik, fotoelektrik (opto-elektronik), endüktif, kapasitif vb. olarak da ayrılabilir.

Üç sensör sınıfı vardır:

Analog sensörler yani giriş değerindeki değişiklikle orantılı olarak analog sinyal üreten sensörler;

Bir darbe dizisi veya ikili kelime üreten dijital sensörler;

Yalnızca iki seviyeden oluşan bir sinyal üreten ikili (ikili) sensörler: "açık / kapalı" (0 veya 1).

Şekil 1 - Madencilik makinelerinin otomasyon sistemleri için sensörlerin sınıflandırılması

Sensörler için gereksinimler:

Çıkış değerinin girişe kesin bağımlılığı;

Karakteristiklerin zaman içindeki kararlılığı;

Yüksek hassasiyet;

Küçük boyut ve ağırlık;

Kontrollü süreç ve kontrol edilen parametre hakkında geri bildirim eksikliği;

çalışmak çeşitli koşullar operasyon;

Çeşitli montaj seçenekleri.

Parametrik sensörler

Parametrik sensörler, giriş sinyallerini bazı parametrelerdeki değişikliğe dönüştüren sensörlerdir. elektrik devresi(R, L veya C). Buna göre aktif dirençli sensörler, endüktif, kapasitif olarak ayırt edilir.

Karakteristik özellik Bu sensörlerin en önemli özelliği, yalnızca harici bir güç kaynağı olduğunda kullanılmasıdır.

Modern otomasyon ekipmanlarında çeşitli parametrik aktif direnç sensörleri yaygın olarak kullanılmaktadır - kontak, reostat, potansiyometrik sensörler.

Kontak sensörleri. İle en güvenilir kontak sensörleri manyetik olarak kontrol edilen hermetik kontaklar (reed anahtarlar) dikkate alınır.

Şekil 1 - Reed sensörünün şematik diyagramı

Sensörün alıcı elemanı - kamış anahtarı, içinde kontak yaylarının (elektrotların) 2 kapatıldığı, ferromanyetik bir malzemeden yapılmış bir ampul 1'dir. Cam ampul koruyucu gazla (argon, nitrojen vb.) doldurulur. Ampulün sıkılığı hariçtir Kötü etkisiÇevrenin kişiler üzerindeki etkisi (etkisi), çalışmalarının güvenilirliğini arttırır. Uzayda kontrollü noktada bulunan kamış anahtarın kontakları, manyetik alan Hareketli bir nesneye monte edilen kalıcı bir mıknatıs (elektromıknatıs) tarafından oluşturulan. Reed anahtarın kontakları açıkken aktif direnci sonsuzdur, kapalıyken ise neredeyse sıfırdır.

Sensör çıkış sinyali (R1 yükünde U çıkışı) gerilime eşit Kontrol noktasında bir mıknatıs (nesne) varlığında güç kaynağının yukarısı ve yokluğunda sıfır.

Manyetik anahtarlar NO ve NC kontaklarının yanı sıra değiştirme ve polarize kontaklarla da mevcuttur. Bazı kamış anahtar türleri - KEM, MKS, MKA.

Reed sensörlerin avantajları, yüksek güvenilirlik ve arızalar arasında geçen süredir (yaklaşık 107 işlem). Reed sensörlerin dezavantajı, mıknatısın nesnenin hareketine dik yönde hafif bir yer değiştirmesiyle hassasiyette önemli bir değişiklik olmasıdır.

Reed anahtarlar kural olarak kaldırma, drenaj, havalandırma ve konveyör tesisatlarının otomasyonunda kullanılır.

Potansiyometrik sensörler. Potansiyometrik sensörler, üzerinde yüksek sıcaklığa sahip ince bir konstantan veya nikrom telinin bulunduğu düz (şerit), silindirik veya halka çerçeveden oluşan değişken bir dirençtir (potansiyometre). direnç. Bir kaydırıcı çerçeve boyunca hareket eder - nesneye mekanik olarak bağlanan kayar bir kontak (bkz. Şekil 2).

Kaydırıcıyı uygun sürücüyü kullanarak hareket ettirerek direncin direncini sıfırdan maksimum değere değiştirebilirsiniz. Ayrıca, sensörün direnci hem doğrusal olarak hem de diğer, çoğunlukla logaritmik yasalara göre değişebilir. Bu tür sensörler yük devresindeki voltajın veya akımın değiştirilmesinin gerekli olduğu durumlarda kullanılır.

Şekil 2 - Potansiyometrik sensör

Uzunluğa sahip doğrusal bir potansiyometre için (bkz. şekil 2) bençıkış voltajı şu şekilde verilir:

,

burada x fırçanın hareketidir; k=U p / ben- dişli oranı; U p - besleme voltajı.

Potansiyometrik sensörler, hareket halindeki bir ön algılama elemanı tarafından dönüştürülen çeşitli teknolojik parametreleri (basınç, seviye vb.) ölçmek için kullanılır.

Potansiyometrik sensörlerin avantajları tasarım basitliği, küçük boyutları ve hem doğru hem de alternatif akımı sağlayabilmeleridir.

Potansiyometrik sensörlerin dezavantajı, çalışma güvenilirliğini azaltan kayan bir elektrik kontağının varlığıdır.

Endüktif sensörler. Endüktif bir sensörün çalışma prensibi, hareket ederken ferromanyetik bir çekirdek (2) üzerine yerleştirilen bobinin (1) endüktansındaki (L) bir değişikliğe dayanır. X ankrajlar 3 (bkz. şekil 3).

Şekil 3 - Endüktif sensör

Sensör devresi alternatif bir akım kaynağından beslenir.

Sensörlerin kontrol elemanı değişken bir reaktanstır - değişken hava boşluğuna sahip bir bobin.

Sensör aşağıdaki gibi çalışır. Nesnenin etkisi altında çekirdeğe yaklaşan armatür, akı bağlantısında ve dolayısıyla bobinin endüktansında bir artışa neden olur. Boşluk azaltma ile D minimum değere, bobin x L \u003d wL \u003d 2pfL'nin endüktif reaktansı maksimuma yükselir ve genellikle elektromanyetik röle olarak kullanılan yük akımı RL'yi azaltır. İkincisi, kontaklarıyla birlikte kontrol, koruma, kontrol vb. devrelerini değiştirir.

Endüktif sensörlerin avantajları, cihazın basitliği ve çekirdek ile armatür arasında genellikle konumu kontrol edilen hareketli bir nesneye sabitlenen mekanik bir bağlantının olmaması nedeniyle çalışmanın güvenilirliğidir. Ankrajın işlevleri, ferromanyetik parçalara sahip olan nesnenin kendisi tarafından gerçekleştirilebilir, örneğin kuyu deliğindeki konumunu kontrol ederken bir atlama.

Endüktif sensörlerin dezavantajları, özelliğin doğrusal olmaması ve armatürün çekirdeğe önemli bir elektromanyetik çekici çekim kuvvetidir. Çabayı azaltmak ve yer değiştirmeleri sürekli ölçmek için solenoid tipi sensörler kullanılır veya bunlara diferansiyel denir.

Kapasitif sensörler. Kapasitif sensörler, çeşitli tasarım ve şekillerde yapısal olarak değişken kapasitörlerdir, ancak her zaman aralarında bir dielektrik ortamın bulunduğu iki plaka bulunur. Bu tür sensörler, mekanik doğrusal veya açısal hareketlerin yanı sıra basınç, nem veya orta seviyeyi kapasitans değişikliğine dönüştürmeye yarar. Bu durumda, küçük doğrusal yer değiştirmeleri kontrol etmek için plakalar arasındaki hava boşluğunun değiştiği kapasitörler kullanılır. Açısal yer değiştirmeleri kontrol etmek için sabit aralıklı kapasitörler ve plakaların değişken çalışma alanı kullanılır. Tank dolum seviyelerini izlemek için toplu malzemeler Plakaların veya sıvıların sabit aralıklarında ve çalışma alanlarında - kapasitörler ortamın geçirgenliği ile kontrol edilir. Böyle bir kapasitörün kapasitansı aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada: S, plakaların kesişme noktasının toplam alanıdır; δ plakalar arasındaki mesafedir; ε- dielektrik sabiti plakalar arasındaki ortam; ε 0 - dielektrik sabiti.

Plakaların şekline göre düz, silindirik ve diğer tip değişken kapasitörler ayırt edilir.

Kapasitif sensörler yalnızca 1000 Hz'in üzerindeki frekanslarda çalışır. Büyük kapasitans (Xc = =) nedeniyle endüstriyel frekansta kullanım neredeyse imkansızdır.

Jeneratör sensörleri

Jeneratör sensörleri, çeşitli enerji türlerini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren sensörlerdir. Kendileri emk ürettikleri için harici güç kaynaklarına ihtiyaç duymazlar.Jeneratör sensörleri iyi bilinen kullanır fiziksel olaylar: Isıtma sırasında termokupllarda EMF'nin oluşması, aydınlatma sırasında bariyer tabakalı fotosellerde piezoelektrik etki ve elektromanyetik indüksiyon olgusu.

Endüktif sensörler. İÇİNDE indüksiyon sensörleri elektrik dışı girdi miktarının indüklenen emk'ye dönüştürülmesi. Hareket hızını, doğrusal veya açısal yer değiştirmeyi ölçmek için kullanılır. emk bu tür sensörlerde bakırdan yapılmış bobinler veya sargılarda indüklenir Yalıtılmış tel ve elektrikli çelikten yapılmış manyetik çekirdeklere yerleştirildi.

Nesnenin açısal hızını, değeri test nesnesinin çıkış milinin dönme hızıyla doğru orantılı olan emf'ye dönüştüren küçük boyutlu mikrojeneratörlere, doğru ve alternatif akım takojeneratörleri denir. Bağımsız uyarma sargısı olan ve olmayan takojeneratörlerin diyagramları Şekil 4'te gösterilmektedir.

Şekil 4 - Bağımsız uyarma sargısı olan ve olmayan takojeneratörlerin şemaları

DC takojeneratörler, bir armatür ve uyarma sargısı veya kalıcı mıknatıs içeren bir kolektör elektrik makinesidir. İkincisi ek bir güç kaynağı gerektirmez. Bu tür takojeneratörlerin çalışma prensibi, kalıcı bir mıknatısın veya uyarma sargısının manyetik akısında (F) dönen armatürde emf'nin indüklenmesidir. (E), değeri nesnenin dönüş frekansı (ω) ile orantılıdır:

Е = cФn = сФω

Emk'nin doğrusal bağımlılığını korumak için. armatürün dönme frekansına bağlı olarak, takojeneratörün yük direncinin her zaman değişmeden kalması ve armatür sargısının direncini birçok kez aşması gerekir. DC takojeneratörlerin dezavantajı, güvenilirliğini önemli ölçüde azaltan bir toplayıcı ve fırçaların varlığıdır. Toplayıcı emf değişkeninin dönüşümünü sağlar. Doğru akımda armatürler.

Çıkışın kendinden emniyetli sargısının stator üzerine yerleştirildiği ve rotorun bulunduğu alternatif akım takojeneratörü daha güvenilirdir. kalıcı mıknatıs karşılık gelen kalıcı manyetik akı ile. Böyle bir takojeneratör bir toplayıcıya ihtiyaç duymaz, ancak emf değişkenine ihtiyaç duyar. köprü diyot devreleri kullanılarak doğru akıma dönüştürülür. Senkron alternatif akım takojeneratörünün çalışma prensibi, rotor test nesnesi tarafından döndüğünde, sargısında genliği ve frekansı rotor hızıyla doğru orantılı olan değişken bir emf'nin indüklenmesidir. Rotorun manyetik akısının rotorun kendisi ile aynı frekansta dönmesi nedeniyle, böyle bir takojeneratöre senkron denir. dezavantaj senkron jeneratör maden şartlarına uygun olmayan rulman ünitelerine sahip olmasıdır. Konveyör bandının hızını senkron bir takojeneratör ile kontrol etme şeması Şekil 5'te gösterilmektedir. Şekil 5 şunları gösterir: 1 - takojeneratörün manyetik rotoru, 2 - koruyuculu tahrik silindiri, 3 - konveyör bandı, 4 - stator sargısı takojeneratör.

Şekil 5 - Senkron konveyör bandının hızını kontrol etme şeması

takojeneratör

Sürükleme konveyörlerinin çalışma gövdelerinin doğrusal hareket hızını ölçmek için, içinde hiç hareketli parça bulunmayan manyetik endüksiyon sensörleri kullanılır. Bu durumda hareketli parça (ankraj), sensörün kalıcı mıknatısının manyetik akışında kendinden güvenli bir bobinle hareket eden konveyörün çelik kazıyıcılarıdır. Çelik sıyırıcılar manyetik akıyı geçtiğinde, bobinde, hareket hızıyla doğru orantılı ve bobinin çelik çekirdeği ile sıyırıcı arasındaki boşlukla ters orantılı olan değişken bir emk indüklenir. Bu durumda bobinde emf'ye neden olan manyetik akı, sensörün üzerinde hareket ederek kalıcı mıknatısın oluşturduğu manyetik akıyı kapatma yolunda manyetik dirençte dalgalanmalara neden olan çelik kazıyıcıların etkisi altında değişir. Kazıyıcı konveyörün çalışma gövdesinin hızını manyetik endüksiyon sensörüyle kontrol etme şeması Şekil 6'da gösterilmektedir. Şekil 6 şunu gösterir: 1 - kazıyıcı konveyör, 2 - çelik çekirdek, 3 - çelik rondela, 4 - plastik rondela, 5 - halka kalıcı mıknatıs, 6 - sensör bobini

Şekil 6 - Çalışan gövdenin hareket hızını kontrol etme şeması

kazıyıcı konveyör manyetik indüksiyon sensörü

manyetoelastik sensörler. Manyetoelastik sensörlerin çalışma prensibi, ferromanyetik malzemelerin deformasyonları sırasında manyetik geçirgenliği m değiştirme özelliğine dayanmaktadır. Bu özelliğe manyetoelastik hassasiyet denir ve manyetoelastik hassasiyet ile karakterize edilir.

en yüksek değer S m \u003d 200 Gn / m2 permallay (demir-nikel alaşımı) ile kaplanmıştır. Uzaması %0,1 olan bazı permallay çeşitleri manyetik geçirgenlik katsayısını %20'ye kadar arttırır. Bununla birlikte, bu kadar küçük uzamaları bile elde etmek için 100-200 N/mm düzeyinde bir yük gereklidir; bu çok elverişsizdir ve ferromanyetik malzemenin kesitinin azaltılması ihtiyacına yol açar ve frekanslı bir güç kaynağı gerektirir. kilohertz düzeyinde.

Yapısal olarak manyetoelastik sensör, kapalı bir manyetik devreye (2) sahip bir bobindir (1) (bkz. Şekil 7). Çekirdeği deforme eden kontrollü kuvvet P, manyetik geçirgenliğini ve dolayısıyla bobinin endüktif reaktansını değiştirir. Örneğin bir rölenin yük akımı RL, bobinin direnci ile belirlenir.

Manyeto-elastik sensörler, kuvvetleri (örneğin, atlamaları yüklerken ve dikim standlarını yumruklara dikerken), kaya basınçlarını vb. kontrol etmek için kullanılır.

Manyetoelastik sensörlerin avantajları basitlik ve güvenilirliktir.

Manyetoelastik sensörlerin dezavantajları, manyetik devreler için pahalı malzemelerin ve bunların özel işlemlerinin gerekli olmasıdır.

Şekil 7 - Manyetoelastik sensör

Piezoelektrik sensörler. Piezoelektrik etki, bazı dielektrik maddelerin (kuvars, turmalin, Rochelle tuzu vb.) Tek kristallerinde doğaldır. Etkinin özü, kristal üzerindeki dinamik mekanik kuvvetlerin etkisi altında, yüzeylerinde büyüklüğü kristalin elastik deformasyonuyla orantılı olan elektrik yüklerinin ortaya çıkmasıdır. Kristal plakaların boyutları ve sayısı, dayanıklılığa ve gerekli yüke göre seçilir. Piezoelektrik sensörler çoğu durumda dinamik süreçleri ve şok yükleri, titreşimleri vb. ölçmek için kullanılır.

Termoelektrik sensörler. Sıcaklıkları ölçmek için geniş aralık 200-2500 °C sıcaklıkta, termal enerjinin elektriksel emf'ye dönüştürülmesini sağlayan termoelektrik sensörler - termokupllar kullanılır. Bir termokuplun çalışma prensibi, termoelektrik etki olgusuna dayanmaktadır; bu, bir termokupl tarafından oluşturulan bir daire içinde bir t 1 ve t 2 sıcaklıklarına sahip bir ortama bir termoelektrotların birleşimi ve uçları yerleştirildiğinde yatmaktadır. ve bir milivoltmetre, bu sıcaklıklar arasındaki farkla orantılı bir termal emk ortaya çıkar.

Şekil 8 - Bir termokuplun şeması

Termokuplların A ve B iletkenleri farklı metallerden ve bunların alaşımlarından yapılmıştır. Termoelektrik etki olgusu, A ve B iletkenleri, bakır-konstantan (300 ° C'ye kadar), bakır - kopel (600 ° C'ye kadar), kromel - kopel (800 ° C'ye kadar) kombinasyonu ile verilir. , demir - kopel (800 ° C'ye kadar), kromel - alümel (1300 ° C'ye kadar), platin - platin-rodyum (1600 ° C'ye kadar) vb.

Termo-emf'nin değeri çeşitli türler termokupllar onda bir ila onlarca milivolt arasında değişir. Örneğin bakır-konstantan termokupl için bağlantı sıcaklığı +100 ila -260 °C arasında değiştiğinde 4,3 ila -6,18 mV arasında değişir.

Termistör sensörleri. Termistör sensörlerinin çalışma prensibi, algılama elemanının - termistörün - sıcaklıktaki bir değişiklikle direnci değiştirme özelliğine dayanmaktadır. Termistörler metallerden (bakır, nikel, saten vb.) ve yarı iletkenlerden (metal oksit karışımları - bakır, manganez vb.) yapılır. Örneğin metal bir termistör telden yapılmıştır. bakır çapı yaklaşık 0,1 mm, mika, porselen veya kuvars çerçeve üzerine spiral şeklinde sarılmıştır. Böyle bir termistör, nesnenin sıcaklık kontrol noktasına yerleştirilen çıkış kelepçeli koruyucu bir tüp içine yerleştirilmiştir.

Yarı iletken termistörler küçük çubuklar ve uçlu diskler şeklinde yapılır.

Artan sıcaklıkla birlikte metal termistörlerin direnci artarken çoğu yarı iletken için azalır.

Yarı iletken termistörlerin avantajı yüksek termal hassasiyetleridir (metal olanlardan 30 kat daha fazla).

Yarı iletken termistörlerin dezavantajı, dirençlerin geniş bir yayılımı ve düşük stabilitedir, bu da bunların ölçümler için kullanılmasını zorlaştırır. Bu nedenle maden otomasyon sistemlerinde yarı iletken termistörler teknolojik tesisler esas olarak nesnelerin sıcaklık değerlerini ve termal korumalarını kontrol etmek için kullanılır. Bu durumda, genellikle bir elektromanyetik röle ile bir güç kaynağına seri olarak bağlanırlar.

Sıcaklığı ölçmek için, direnç ölçümünü otomatik kontrol sisteminde veya ölçüm sisteminde kullanılan Uout çıkışındaki bir voltaja dönüştüren köprü devresine bir termistör RK dahil edilir.

Köprü dengeli veya dengesiz olabilir.

Sıfır ölçüm yöntemi için dengeli bir köprü kullanılır. Bu durumda, Rt termistörünün direncindeki değişikliğin ardından, A ve B noktalarındaki potansiyeller eşit olacak şekilde R3 direnci değişir (örneğin özel bir otomatik cihazla). Bu yöntemin avantajı yüksek doğruluk, dezavantajı ise karmaşıklığıdır. ölçü aleti otomatik takip sistemidir.

Dengesiz bir köprü, nesnenin aşırı ısınmasıyla orantılı bir Uout sinyali üretir. R1, R2, R3 dirençlerinin dirençleri seçilerek köprü başlangıç ​​sıcaklık değerinde dengelenir ve şartın yerine getirilmesi sağlanır.

Rt / R1= R3 / R2

Kontrol edilen sıcaklığın değeri ve buna bağlı olarak Rt direnci değiştirildiğinde köprünün dengesi bozulacaktır. Çıkışına derece cinsinden kalibre edilmiş bir mV cihazı bağlarsanız, cihazın oku ölçülen sıcaklığı gösterecektir.

İndüksiyon akış ölçer

Drenaj için bir pompalama ünitesinin beslemesini kontrol etmek için, örneğin IR-61M tipi endüksiyon akış ölçerleri kullanmak mümkündür. İndüksiyon debimetresinin çalışma prensibi Faraday yasasına (elektromanyetik indüksiyon yasası) dayanmaktadır.

Yapısal şemaŞekil 9'da bir indüksiyon akış ölçer gösterilmektedir. Bir boru hattındaki mıknatısın kutupları arasından iletken bir sıvı aktığında, sıvının yönüne dik yönde ve ana manyetik akı yönünde bir emk meydana gelir. Elektrotların üzerindeki U, sıvı hızı v ile orantılı:

burada B, mıknatıs kutuplarının boşluğundaki manyetik indüksiyondur; D- iç çap boru hattı.

Şekil 9 - İndüksiyon debimetresinin yapısal diyagramı

Hızı v hacimsel akış Q cinsinden ifade edersek, yani;

İndüksiyon debimetresinin avantajları:

Göstergelerin önemsiz ataletine sahip;

Çalışma boru hattının içinde hiçbir parça bulunmamaktadır (bu nedenle minimum hidrolik kayıplara sahiptirler).

Akış ölçerin dezavantajları:

Okumalar ölçülen sıvının özelliklerine (viskozite, yoğunluk) ve akışın doğasına (laminer, türbülanslı) bağlıdır;

Ultrasonik akış ölçerler

Ultrasonik debimetrelerin çalışma prensibi şudur:

Ultrasonun hareketli bir gaz veya sıvı ortamında yayılma hızı, ortamın ortalama hızının ve bu ortamdaki sesin içsel hızının geometrik toplamına eşittir.

Ultrasonik debimetrenin yapısal diyagramı Şekil 10'da gösterilmektedir.

Şekil 10 - Ultrasonik debimetrenin yapısal diyagramı

Verici I, bu titreşimleri kaydeden alıcı P'ye düşen (l mesafesinde bulunur) 20 Hz ve daha yüksek frekansta ultrasonik titreşimler yaratır. Akış hızı F

burada S, sıvı akışının kesit alanıdır; C sesin ortamdaki hızıdır (sıvı için 1000-1500 m/s);

t1, verici I1'den alıcı P1'e akış yönünde ses dalgası yayılımının süresidir;

t 2 - verici I2'den alıcı P2'ye akışa karşı ses dalgası yayılma süresi;

l, verici I ile alıcı P arasındaki mesafedir;

k, akıştaki hızların dağılımını dikkate alan bir katsayıdır.

Ultrasonik debimetrenin avantajları:

a) yüksek güvenilirlik ve hız;

b) iletken olmayan sıvıları ölçme yeteneği.

Dezavantajı ise kontrollü su akışının kirlenmesine yönelik artan gereksinimlerdir.

2. Veri iletişim cihazları

Bilgilerin otomasyon nesnesinden kontrol cihazına aktarımı iletişim hatları (kanallar) aracılığıyla gerçekleştirilir. Bilginin iletildiği fiziksel ortama bağlı olarak iletişim kanalları aşağıdaki türlere ayrılabilir:

– kablo hatları- elektrikli (dengeli, koaksiyel, bükümlü çift vb.), fiber optik ve kombine elektrik kablosu fiber optik iletkenlerle;

– düşük voltajlı ve yüksek voltajlı elektrik ağlarına güç sağlamak;

– kızılötesi kanallar;

- radyo kanalları.

Bilginin iletişim kanalları üzerinden iletimi, bilgi sıkıştırması olmadan iletilebilir, yani. bir bilgi sinyali (analog veya ayrık) bir kanal üzerinden iletilir ve bilgi sıkıştırmasıyla çok sayıda bilgi sinyali iletişim kanalı üzerinden iletilir. Bilgilerin sıkıştırılması, bilgilerin önemli bir mesafe boyunca uzaktan iletilmesi için kullanılır (örneğin, bir sürüklenme üzerinde bulunan otomasyon ekipmanından bir kesiciye veya bir madenin bir bölümünden yüzeye bir sevk görevlisine) ve çeşitli türler kullanılarak gerçekleştirilebilir. sinyal kodlaması.

Teknik sistemler Nesnenin durumu hakkındaki bilgilerin ve kontrol komutlarının uzak mesafelere iletişim kanalları aracılığıyla aktarılmasını sağlayan uzaktan kontrol ve ölçüm sistemleri veya telemekanik sistemler. Uzaktan kontrol ve ölçüm sistemlerinde her sinyal kendi hattını, yani bir iletişim kanalını kullanır. Ne kadar sinyal, ne kadar iletişim kanalı gerekiyor. Bu nedenle uzaktan kontrol ve ölçümde, özellikle uzak mesafelerde kontrol edilen nesnelerin sayısı genellikle sınırlıdır. Telemekanik sistemlerde, çok sayıda mesajın çok sayıda nesneye iletilmesi için yalnızca bir hat veya bir iletişim kanalı kullanılır. Bilgi kodlanmış bir biçimde iletilir ve her nesne kendi kodunu "bilir", dolayısıyla kontrol edilen veya yönetilen nesnelerin sayısı neredeyse sınırsızdır, yalnızca kod daha karmaşık olacaktır. Telemekanik sistemler ayrık ve analog olarak ikiye ayrılır. Ayrık telekontrol sistemlerine denir tele sinyalizasyon sistemleri(TS), sınırlı sayıda nesne durumunun aktarımını sağlarlar (örneğin, "açık", "kapalı"). Analog telekontrol sistemlerine denir telemetri sistemleri(TI), nesnenin durumunu karakterize eden herhangi bir parametrede (örneğin voltaj, akım, hız vb. bir değişiklik) sürekli bir değişikliğin iletilmesini sağlarlar.

Ayrık sinyalleri oluşturan elemanlar farklı niteliksel özelliklere sahiptir: darbe genliği, darbe polaritesi ve süresi, alternatif akımın frekansı veya fazı, bir dizi darbenin gönderilmesindeki kod. Telemekanik sistemler daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.

Kontrol bilgisayarları da dahil olmak üzere otomasyon sisteminin çeşitli cihazlarının mikroişlemcili kontrolörleri arasında bilgi alışverişini sağlamak, özel araçlar etkileşim yöntemleri ve kuralları - arayüzler. Veri aktarım yöntemine bağlı olarak paralel ve seri arayüzler arasında ayrım yapılır. İÇİNDE paralel arayüz qüzerinden veri bitleri iletilir Q iletişim hatları. İÇİNDE seri arayüz Veri aktarımı genellikle iki hat üzerinden gerçekleştirilir: zamanlayıcıdan gelen saat (senkronizasyon) darbeleri bir hat boyunca sürekli olarak iletilir ve bilgi darbeleri ikinci hat boyunca iletilir.

Madencilik makinelerinin otomasyon sistemlerinde en sık RS232 ve RS485 standartlarının seri arayüzleri kullanılır.

RS232 arayüzü, iki bilgisayar, bir ana bilgisayar ve bir mikrodenetleyici arasında veya iki mikrodenetleyici arasında 15m'ye kadar bir mesafede 19600 bps'ye kadar iletişim sağlar.

RS-485 arayüzü, yarı çift yönlü modda iki kablolu bir iletişim hattı üzerinden birden fazla cihaz arasında veri alışverişi sağlar. RS-485 arayüzü 10 Mbps'ye kadar hızlarda veri aktarımı sağlar. Maksimum iletim aralığı hıza bağlıdır: 10 Mbps hızında, maksimum hat uzunluğu 120 m, 100 kbps - 1200 m hızında Bir arayüz hattına bağlı cihazların sayısı, kullanılan alıcı-verici tipine bağlıdır cihazda. Bir verici 32 standart alıcıyı kontrol edecek şekilde tasarlanmıştır. Alıcılar standardın 1/2'si, 1/4'ü, 1/8'i giriş empedansı ile üretilmektedir. Bu tür alıcılar kullanıldığında toplam cihaz sayısı buna göre artırılabilir: 64, 128 veya 256. Kontrolörler arasındaki veri aktarımı protokol adı verilen kurallara göre gerçekleştirilir. Çoğu sistemdeki değişim protokolleri "master" - "slave" prensibiyle çalışır. Omurgadaki cihazlardan biri ana cihazdır ve mantıksal adresleri farklı olan bağımlı cihazlara istekler göndererek değişimi başlatır. Popüler protokollerden biri Modbus protokolüdür.

2. Yönetici cihazları

Kararın icrası, ör. oluşturulan kontrol sinyaline karşılık gelen kontrol eyleminin uygulanması gerçekleştirilir yürütme cihazları (ID). Genel olarak bir aktüatör, bir aktüatör (IM) ve bir düzenleyici kurumdan (RO) oluşan bir kombinasyondur. Aktüatörlerin yerel ACS'nin blok şemasındaki konumu Şekil 11'de gösterilmektedir.

Şekil 11 - Yerel ACS'nin blok şemasında aktüatörlerin konumu

Aktüatör (IM), kontrol ünitesi (PLC) tarafından üretilen kontrol sinyallerini, ACS'nin - düzenleyici kurum (RO) son bağlantısını etkilemek için uygun sinyallere dönüştürmek üzere tasarlanmış bir cihazdır.

Aktüatör aşağıdaki temel unsurlardan oluşur:

yürütme motoru (elektrik motoru, piston, membran);

kavrama elemanı (kaplin, menteşe);

şanzıman dönüştürme elemanı (çıkış kolu veya çubuklu redüktör);

güç amplifikatörü (elektrikli, pnömatik, hidrolik, kombine)

Belirli bir IM modelinde, bazı öğeler (yürütme motoru hariç) mevcut olmayabilir.

IM'nin temel gereksinimi şudur: RO'yu, PLC tarafından oluşturulan düzenleme yasalarında mümkün olan en az bozulmayla hareket ettirmek, yani. IM'nin yeterli hıza ve doğruluğa sahip olması gerekir.

Temel özellikleri:

a) nominal ve maksimum tork

çıkış milinde (döner) veya çıkış çubuğuna uygulanan kuvvetler;

b) IM'nin çıkış milinin dönme süresi veya çubuğunun stroku;

c) çıkış milinin veya strokunun dönme açısının maksimum değeri

d) ölü bölge.

Aktüatörler aşağıdakilere göre sınıflandırılır: aşağıdaki özellikler:

1) düzenleyici organın hareketi (döner ve doğrusal);

2) tasarım (elektrik, hidrolik, pnömatik);

Elektrik - tahrikli elektrik motoru ve bir elektromıknatıs;

Hidrolik - tahrikli: piston, piston, hidrolik motordan;

Pnömatik - tahrikli: piston, piston, diyafram, diyafram, pnömatik motordan.

Uygulamada, elektrikli MI'lar en yaygın şekilde kullanılmaktadır. Elektriksel MI'lar şu şekilde sınıflandırılır:

elektromanyetik;

elektrik motoru.

Elektromanyetik IM'ler aşağıdakilere ayrılır:

Şuradaki sürücülerle anlık mesajlaşma elektromanyetik kavramalar dönme hareketini iletmek için tasarlanmıştır (sürtünme ve kayan kavramalar;

Solenoid sürücülü IM'ler, tahrik elemanlarının öteleme hareketini ayrı bir prensibe göre gerçekleştiren 2 konumlu cihazlardır (yani 2 konumlu kontrol için tasarlanmıştır): "açık - kapalı".

Elektrik motoru IM'leri aşağıdakilere ayrılmıştır:

tek turlu - çıkış milinin dönme açısı 360 0'ı geçmez. Örnek: MEO (tek turlu elektrikli mekanizma). Tek fazlı ve üç fazlı (MEOK, MEOB) asenkron motorlar kullanırlar.

çok turlu - boru hattı bağlantı parçalarının (vanalar) uzaktan ve yerel kontrolü için.

Madencilik makinelerinin otomasyon sistemlerinde aktüatör olarak GSD ve 1RP2 gibi elektrikli hidrolik dağıtıcılar yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrikli hidrolik dağıtıcı 1RP2, URAN.1M otomatik yük regülatörleri ve SAUK02.2M otomasyon sisteminin bir parçası olarak biçerdöverin besleme hızını ve kesme elemanlarını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Elektrikli hidrolik dağıtıcı 1RP2, çekme tipi elektromanyetik tahrikli bir hidrolik makara valfidir.

Düzenleyici kurum (RO), ACS'nin işletim sistemini doğrudan kontrol eden son unsurudur. RO, malzeme akışını, enerjiyi, aparatların, takım tezgahlarının veya mekanizmaların parçalarının göreceli konumunu teknolojik sürecin normal seyri yönünde değiştirir.

RO'nun temel özelliği statik özelliğidir, yani. çıkış parametresi Y (akış, basınç, voltaj) ile düzenleyici gövdenin strok miktarı arasındaki yüzde cinsinden ilişki.

RO şunları sağlar:

a) iki konumlu düzenleme - RO deklanşörü hızlı bir şekilde bir aşırı konumdan diğerine hareket eder.

b) sürekli - bu durumda RO'nun verim karakteristiğinin kesin olarak tanımlanması gerekir (sürgülü, vana, kelebek vana).