自動化的基本要素
任何自動設備都由相互連接的元件組成,這些元件的任務是定性或定量地轉換它們接收到的信號。
自動化元件 — 它是自動控制系統裝置的一部分,其中進行物理量的定性或定量轉換。除了物理量的轉換之外,自動化元件還用於將信號從前一個元件傳輸到下一個元件。
自動系統中包含的元件執行各種功能,並根據其功能目的細分為感知、轉換、執行、調整和校正器官(元件),以及用於加減信號的元件。
感知器官(感覺元件) 用於測量控制對象的控製或控制值,並將其轉換為便於傳輸和進一步處理的信號。
示例:用於測量溫度(熱電偶、熱敏電阻)、濕度、速度、力等的傳感器。
放大器(元件),放大器 — 在不改變信號物理性質的情況下,僅產生放大的設備,即將其增加到所需的值。自動化系統使用機械、液壓、電子、磁力、機電(電磁繼電器、磁力啟動器)、電機放大器等。
轉化器官(元素) 將一種物理性質的信號轉換成另一種物理性質的信號,以便於進一步傳輸和處理。
示例:非電到電轉換器。
執行機構(要素) 旨在改變控制對像上的控制動作的值,如果對象與控制體是一個單元,或者改變控制體的輸入值(坐標),這也應該被視為一個元素的自動系統。根據運行原理和設計,執行和調節要素是多種多樣的。
示例:溫度控制系統中的加熱元件、液體和氣體控制系統中的電動閥門和閥門等。
管理機構(要素) 旨在設置受控變量的所需值。
矯正機構(要素) 用於糾正自動系統以改進其操作。
根據自動化元件執行的功能,它們可分為傳感器、放大器、穩定器、繼電器、分配器、電機等。
傳感器(measuring body, sensor element)——將一種物理量轉換成另一種物理量的元件,在自動化裝置中使用更為方便。
最常見的傳感器是那些將非電量(溫度、壓力、流量等)轉換為電量的傳感器。其中有參數傳感器和發電機傳感器。
參數傳感器是那些將測量值轉換為電路參數的傳感器——電流、電壓、電阻等。
例如,溫度接觸傳感器將溫度變化轉換為電路電阻的變化,從觸點閉合時的最小值到觸點打開時的無限高。本產品是安裝在家用熨斗中的溫度傳感器。
米。一、熱接觸調節加熱溫度方案
在冷熨斗中,對溫度變化敏感的熱觸點閉合,當熨斗打開時,電流流過加熱元件,加熱元件。當熨斗板達到接觸溫度時,它打開並斷開加熱元件與網絡的連接。
發生器稱為傳感器,它將測量值轉換為 EMF,例如與電壓表一起使用的熱電偶來測量溫度。這種熱電偶末端的電動勢與冷端和熱端之間的溫差成正比。
米。 2.熱電偶裝置
熱電偶的裝置和工作原理。熱電偶的工作體是一個敏感元件,由兩個不同的熱電極9組成,熱電極11端焊接在一起,為熱接頭。熱電極沿其整個長度使用絕緣體 1 隔離並放置在保護配件 10 中。元件的自由端連接到位於頭部 4 中的熱電偶的觸點 7,頭部由帶墊圈 5 的蓋 6 封閉. 正熱電極連接到帶有 «+» 符號的觸點。
熱電極套筒 9 的密封是使用環氧化合物 8 進行的。熱電偶的工作端通過陶瓷尖端與保護加強件隔離,在某些設計中可能會缺少陶瓷尖端以降低熱慣性。熱電偶可能有一個用於現場安裝的接頭 2 和一個用於進入儀表連接線的接頭 3。
在這篇文章中閱讀更多關於熱電偶的分類、裝置和工作原理: 熱電轉換器
參數傳感器和發電機傳感器之間的差異
在參數傳感器中,輸入信號會相應地改變傳感器的每個參數(電阻、電容、電感)及其輸出信號。它們的運行需要外部電源。發電機傳感器在輸入信號的作用下產生電動勢,不需要額外的電源。
在此處閱讀有關不同類型傳感器的更多信息: 電位器傳感器, 電感式傳感器
其他自動化元素
放大器——輸入量和輸出量具有相同物理性質但進行量變的元件。放大效果是利用電源的能量來實現的。在電放大器中,區分電壓增益ku = Uout /Uin,電流增益ki = Iout / Azin 和功率增益kstr = ktics。
任何電機發電機都可以用作放大器。其中激勵的微小變化會導致輸出信號(負載電流或電壓)發生顯著變化。動力源是驅動發電機旋轉的電動機。
以前積極用於電力推進的放大器示例: 電機放大器, 磁放大器……目前,放大器和轉換器正積極用於這些目的。 晶閘管 和 高開關頻率晶體管.
穩定器 - 一種自動化元件,當輸入值在指定範圍內變化時,它提供幾乎恆定的輸出值。穩定器的主要特性是穩定係數,它表示輸入值的相對變化大於輸出值的相對變化的多少倍。電流和電壓穩定器用於電氣設備。
在此處閱讀有關穩定劑的更多信息: 鐵磁諧振穩壓器 和 電子穩壓器
繼電器 - 一種元件,當達到某個輸入值時,輸出值會突然改變。繼電器用於固定輸入值的某些值,放大信號並同時將信號傳送到幾個電氣上不相關的電路。最常見的是各種設計 電磁控制繼電器.
分配器 — 提供信號傳輸電路的替代切換的自動化元件。配電最常用於電路中。分發器的一個示例是步驟查找器。
引擎——一種將一些能量轉化為機械能的機制。電動馬達最常用於自動化設備,但也使用氣動馬達。在自動化中,這種類型最常見的設備是 步進電機.
變送器——一種設計用於將一種量轉換為另一種量的設備,便於通過通信信道進行傳輸。除了主要功能外,發送器通常對轉換後的值進行編碼,這使得可以有效地使用通信信道並減少干擾對發送信號的影響。
接收器——一種將通信信道上接收到的信號轉換為便於自動化系統元件感知的值的設備。如果信號在傳輸過程中被編碼,則接收器中包含一個解碼器。接收器和發射器被積極地用於 遙控和遙信系統.