Otomasyonun temel unsurları

Herhangi bir otomatik cihaz, görevleri aldıkları sinyali niteliksel veya niceliksel olarak dönüştürmek olan birbirine bağlı öğelerden oluşur.

otomasyon elemanı — Fiziksel büyüklüklerin kalitatif veya kantitatif dönüşümlerinin gerçekleştirildiği bir otomatik kontrol sisteminin cihazının bir parçasıdır. Otomasyon elemanı, fiziksel niceliklerin dönüştürülmesine ek olarak, bir önceki elemandan diğerine bir sinyal iletmeye yarar.

Otomatik sistemlerde yer alan öğeler çeşitli işlevleri yerine getirir ve işlevsel amaçlarına bağlı olarak, organları (öğeleri) algılama, dönüştürme, yürütme, ayarlama ve düzeltme ile sinyal ekleme ve çıkarma öğelerine bölünmüştür.

Algı organları (duyu elemanları) kontrol nesnesinin kontrollü veya kontrollü bir değerini ölçmek ve iletim ve sonraki işlemler için uygun bir sinyale dönüştürmek için tasarlanmıştır.

Örnekler: sıcaklık (termokupllar, termistörler), nem, hız, kuvvet vb. ölçmek için sensörler.

Yükselteçler (öğeler), yükselteçler - sinyalin fiziksel doğasını değiştirmeden sadece amplifikasyon üreten cihazlar, yani gerekli değere yükseltmek. Otomatik sistemler mekanik, hidrolik, elektronik, manyetik, elektromekanik (elektromanyetik röleler, manyetik yolvericiler), elektrikli makine yükselteçleri vb. kullanır.

Dönüşen organlar (elementler) daha fazla iletim ve işlemede kolaylık sağlamak için bir fiziksel yapıdaki sinyallerin başka bir fiziksel yapıdaki sinyallere dönüştürülmesi.

Örnekler: Elektrikli olmayandan elektriğe dönüştürücüler.

Yürütme organları (unsurlar) nesne kontrol gövdesi ile bir birim ise, kontrol nesnesi üzerindeki kontrol eyleminin değerini değiştirmek veya kontrol gövdesinin bir öğe olarak da düşünülmesi gereken giriş değerlerini (koordinatları) değiştirmek için tasarlanmıştır. otomatik sistemlerin. Çalışma ve tasarım ilkesine göre, yürütücü ve düzenleyici unsurlar çeşitlidir.

Örnekler: sıcaklık kontrol sistemlerindeki ısıtma elemanları, elektrikle çalıştırılan valfler ve sıvı ve gaz kontrol sistemlerindeki valfler, vb.

Yönetim Organları (Öğeler) kontrol edilen değişkenin gerekli değerini ayarlamak için tasarlanmıştır.

Düzeltici kurumlar (unsurlar) operasyonlarını iyileştirmek için otomatik sistemleri düzeltmeye hizmet eder.

Otomasyon elemanları tarafından gerçekleştirilen işlevlere bağlı olarak sensörler, yükselticiler, dengeleyiciler, röleler, dağıtıcılar, motorlar vb. olarak ayrılabilirler.

Sensör (ölçüm gövdesi, sensör elemanı) — bir fiziksel miktarı diğerine dönüştüren, otomatik bir cihazda kullanım için daha uygun bir eleman.

En yaygın sensörler, elektriksel olmayan büyüklükleri (sıcaklık, basınç, akış vb.) elektriksel olanlara dönüştüren sensörlerdir. Bunlar arasında parametrik ve jeneratör sensörleri vardır.

Parametrik sensörler, ölçülen değeri elektrik devresinin bir parametresine (akım, voltaj, direnç vb.) dönüştüren sensörlerdir.

Örneğin, bir sıcaklık temas sensörü, sıcaklıktaki bir değişikliği, kontaklar kapalıyken minimumdan kontaklar açıkken sonsuz yüksekliğe kadar elektrik devresi direncindeki bir değişikliğe dönüştürür. Bu öğe, ev tipi ütülere takılan bir sıcaklık sensörüdür.

Pirinç. 1. Termal temas ile ısıtma sıcaklığının düzenlenmesi şeması

Soğuk bir ütüde sıcaklık değişimlerine duyarlı olan termik kontak kapanır ve ütü açıldığında ısıtma elemanından bir akım geçerek onu ısıtır.Ütünün plakası temas sıcaklığına ulaştığında, ısıtma elemanını ağdan açar ve bağlantısını keser.

Bir jeneratör, ölçülen değeri EMF'ye dönüştüren bir sensör olarak adlandırılır; örneğin, sıcaklığı ölçmek için bir voltmetre ile birlikte kullanılan bir termokupl. Böyle bir termokuplun uçlarındaki emk, soğuk ve sıcak bağlantılar arasındaki sıcaklık farkıyla orantılıdır.

Pirinç. 2. Termokupl cihazı

Termokuplun cihazı ve çalışma prensibi. Termokuplun çalışma gövdesi, sıcak bir bağlantı olan uçta (11) birbirine kaynaklanmış iki farklı termoelektrottan (9) oluşan hassas bir elementtir.Termo elektrotlar, yalıtkanlar 1 kullanılarak tüm uzunlukları boyunca izole edilir ve koruyucu bağlantı parçaları 10'a yerleştirilir. Elemanın serbest uçları, bir kapak 6 ile bir conta 5 ile kapatılan kafada 4 bulunan termokuplun kontaklarına 7 bağlanır. • Pozitif termoelektrot «+» işaretli bir kontağa bağlanır.

Termoelektrot manşonlarının (9) sızdırmazlığı, bir epoksi bileşiği (8) kullanılarak gerçekleştirilir. Termokuplun çalışma ucu, termal ataleti azaltmak için bazı tasarımlarda eksik olabilen seramik bir uç ile koruyucu takviyeden izole edilir. Termokuplların sahada montaj için bir nipeli 2 ve sayaçların bağlantı kablolarına girmek için bir nipeli 3 olabilir.

Bu makalede termokuplların sınıflandırılması, cihazı ve çalışma prensibi hakkında daha fazla bilgi edinin: Termoelektrik dönüştürücüler

Parametrik ve jeneratör sensörleri arasındaki farklar

Parametrik sensörlerde, giriş sinyali sensörün her bir parametresini (direnç, kapasitans, endüktans) ve buna göre çıkış sinyalini değiştirir. Çalışmaları için harici bir güç kaynağı gereklidir. Jeneratör sensörleri, giriş sinyalinin etkisi altında EMF üretir ve ek bir güç kaynağı gerektirmez.

Farklı sensör türleri hakkında daha fazlasını buradan okuyun: potansiyometre sensörleri, endüktif sensörler

Diğer otomasyon elemanları

Amplifikatör — giriş ve çıkış niceliklerinin aynı fiziksel yapıya sahip olduğu ancak nicel olarak dönüştürüldüğü bir öğe. Amplifikasyon etkisi, güç kaynağının enerjisi kullanılarak elde edilir.Elektrikli yükselteçlerde gerilim kazancı ku = Uout /Uin, akım kazancı ki=Iout/Azin ve güç kazancı kstr=ktics olarak ayırt edilir.

Herhangi bir elektrik makinesi jeneratörü bir amplifikatör görevi görebilir. Uyarmadaki küçük bir değişiklik, çıkış sinyalinde - yük akımı veya voltajında ​​- önemli bir değişikliğe yol açar. Güç kaynağı, jeneratörü dönmeye iten bir motordur.

Daha önce elektrikli tahrikte aktif olarak kullanılan amplifikatör örnekleri: elektrikli makine amplifikatörleri, manyetik amplifikatörler… Şu anda, amplifikatörler ve dönüştürücüler bu amaçlar için aktif olarak kullanılmaktadır. tristörler Ve yüksek anahtarlama frekanslı transistörler.

Sabitleyici - giriş değeri belirtilen sınırlar içinde değiştiğinde, çıkış değerinin neredeyse sabit bir değerini sağlayan bir otomasyon elemanı. Stabilizatörün temel özelliği, giriş değerindeki nispi değişimin çıkış değerindeki nispi değişimden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren stabilizasyon katsayısıdır. Elektrikli cihazlarda akım ve gerilim stabilizatörleri kullanılmaktadır.

Burada stabilizatörler hakkında daha fazla bilgi edinin: Ferroresonant voltaj stabilizatörleri Ve Elektronik voltaj stabilizatörleri

röle - belirli bir giriş değerine ulaşıldığında çıkış değerinin aniden değiştiği bir öğe. Röleler, giriş değerinin belirli değerlerini sabitlemek, sinyali yükseltmek ve aynı anda sinyali elektriksel olarak ilgisiz birkaç devreye iletmek için kullanılır.En yaygın olanları çeşitli tasarımlardır. elektromanyetik kontrol rölesi.

Dağıtıcı — sinyal iletim devrelerinin alternatif olarak değiştirilmesini sağlayan bir otomasyon elemanı. Dağıtım en çok elektrik devrelerinde kullanılır. Bir distribütör örneği, bir adım bulucudur.

Motor — enerjinin bir kısmını mekanik enerjiye dönüştüren bir mekanizma. Elektrik motorları çoğunlukla otomasyon cihazlarında kullanılır, ancak pnömatik olanlar da kullanılır. Otomasyonda, bu türden en yaygın cihazlar şunlardır: step motorlar.

Verici — bir niceliği diğerine dönüştürmek için tasarlanmış, bir iletişim kanalı üzerinden iletmeye uygun bir aygıt. Ana işleve ek olarak, verici genellikle dönüştürülen değerin kodlamasını gerçekleştirir, bu da iletişim kanallarının verimli bir şekilde kullanılmasını ve iletilen sinyal üzerindeki girişimin etkisini azaltmayı mümkün kılar.

alıcı - iletişim kanalında alınan sinyali otomasyon sisteminin elemanları tarafından algılanmaya uygun bir değere dönüştüren bir cihaz. Sinyal iletim sırasında kodlanırsa, alıcıya bir kod çözücü dahildir. Alıcılar ve vericiler aktif olarak kullanılmaktadır. telekontrol ve telesinyalizasyon sistemleri.