自动化的基本要素
任何自动设备都由相互连接的元件组成,这些元件的任务是定性或定量地转换它们接收到的信号。
自动化元件 — 它是自动控制系统装置的一部分,其中进行物理量的定性或定量转换。除了物理量的转换之外,自动化元件还用于将信号从前一个元件传输到下一个元件。
自动系统中包含的元件执行各种功能,并根据其功能目的细分为感知、转换、执行、调整和校正器官(元件),以及用于加减信号的元件。
感知器官(感觉元件) 用于测量控制对象的控制或控制值,并将其转换为便于传输和进一步处理的信号。
示例:用于测量温度(热电偶、热敏电阻)、湿度、速度、力等的传感器。
放大器(元件),放大器 — 在不改变信号物理性质的情况下,仅产生放大的设备,即将其增加到所需的值。自动化系统使用机械、液压、电子、磁力、机电(电磁继电器、磁力启动器)、电机放大器等。
转化器官(元素) 将一种物理性质的信号转换成另一种物理性质的信号,以便于进一步传输和处理。
示例:非电到电转换器。
执行机构(要素) 旨在改变控制对象上的控制动作的值,如果对象与控制体是一个单元,或者改变控制体的输入值(坐标),这也应该被视为一个元素的自动系统。根据运行原理和设计,执行和调节要素是多种多样的。
示例:温度控制系统中的加热元件、液体和气体控制系统中的电动阀门和阀门等。
管理机构(要素) 旨在设置受控变量的所需值。
矫正机构(要素) 用于纠正自动系统以改进其操作。
根据自动化元件执行的功能,它们可分为传感器、放大器、稳定器、继电器、分配器、电机等。
传感器(measuring body, sensor element)——将一种物理量转换成另一种物理量的元件,在自动化装置中使用更为方便。
最常见的传感器是那些将非电量(温度、压力、流量等)转换为电量的传感器。其中有参数传感器和发电机传感器。
参数传感器是那些将测量值转换为电路参数的传感器——电流、电压、电阻等。
例如,温度接触传感器将温度变化转换为电路电阻的变化,从触点闭合时的最小值到触点打开时的无限高。本产品是安装在家用熨斗中的温度传感器。
米。一、热接触调节加热温度方案
在冷熨斗中,对温度变化敏感的热触点闭合,当熨斗打开时,电流流过加热元件,加热元件。当熨斗板达到接触温度时,它打开并断开加热元件与网络的连接。
发生器称为传感器,它将测量值转换为 EMF,例如与电压表一起使用的热电偶来测量温度。这种热电偶末端的电动势与冷端和热端之间的温差成正比。
米。 2.热电偶装置
热电偶的装置和工作原理。热电偶的工作体是一个敏感元件,由两个不同的热电极9组成,热电极11端焊接在一起,为热接头。热电极沿其整个长度使用绝缘体 1 隔离并放置在保护配件 10 中。元件的自由端连接到位于头部 4 中的热电偶的触点 7,头部由带垫圈 5 的盖 6 封闭. 正热电极连接到带有 «+» 符号的触点。
热电极套筒 9 的密封是使用环氧化合物 8 进行的。热电偶的工作端通过陶瓷尖端与保护加强件隔离,在某些设计中可能会缺少陶瓷尖端以降低热惯性。热电偶可能有一个用于现场安装的接头 2 和一个用于进入仪表连接线的接头 3。
在这篇文章中阅读更多关于热电偶的分类、装置和工作原理: 热电转换器
参数传感器和发电机传感器之间的差异
在参数传感器中,输入信号会相应地改变传感器的每个参数(电阻、电容、电感)及其输出信号。它们的运行需要外部电源。发电机传感器在输入信号的作用下产生电动势,不需要额外的电源。
在此处阅读有关不同类型传感器的更多信息: 电位器传感器, 电感式传感器
其他自动化元素
放大器——输入量和输出量具有相同物理性质但进行量变的元件。放大效果是利用电源的能量来实现的。在电放大器中,区分电压增益ku = Uout /Uin,电流增益ki = Iout / Azin 和功率增益kstr = ktics。
任何电机发电机都可以用作放大器。其中激励的微小变化会导致输出信号(负载电流或电压)发生显着变化。动力源是驱动发电机旋转的电动机。
以前积极用于电力推进的放大器示例: 电机放大器, 磁放大器……目前,放大器和转换器正积极用于这些目的。 晶闸管 和 高开关频率晶体管.
稳定器 - 一种自动化元件,当输入值在指定范围内变化时,它提供几乎恒定的输出值。稳定器的主要特性是稳定系数,它表示输入值的相对变化大于输出值的相对变化的多少倍。电流和电压稳定器用于电气设备。
在此处阅读有关稳定剂的更多信息: 铁磁稳压器 和 电子稳压器
继电器 - 一种元件,当达到某个输入值时,输出值会突然改变。继电器用于固定输入值的某些值,放大信号并同时将信号传送到几个电气上不相关的电路。最常见的是各种设计 电磁控制继电器.
分配器 — 提供信号传输电路的替代切换的自动化元件。配电最常用于电路中。分发器的一个示例是步骤查找器。
引擎——一种将一些能量转化为机械能的机制。电动马达最常用于自动化设备,但也使用气动马达。在自动化中,这种类型最常见的设备是 步进电机.
变送器——一种设计用于将一种量转换为另一种量的设备,便于通过通信信道进行传输。除了主要功能外,发送器通常对转换后的值进行编码,这使得可以有效地使用通信信道并减少干扰对发送信号的影响。
接收器——一种将通信信道上接收到的信号转换为便于自动化系统元件感知的值的设备。如果信号在传输过程中被编码,则接收器中包含一个解码器。接收器和发射器被积极地用于 遥控和遥信系统.