Основни елементи аутоматизације

Сваки аутоматски уређај се састоји од међусобно повезаних елемената чији је задатак да квалитативно или квантитативно трансформишу сигнал који примају.

Елемент аутоматизације — То је део уређаја аутоматског система управљања у коме се врше квалитативне или квантитативне трансформације физичких величина. Поред конверзије физичких величина, елемент аутоматизације служи за пренос сигнала са претходног елемента на следећи.

Елементи укључени у аутоматске системе обављају различите функције и, у зависности од функционалне намене, деле се на органе (елементе) за опажање, трансформацију, извршавање, подешавање и корекцију, као и елементе за сабирање и одузимање сигнала.

Органи перцепције (чулни елементи) дизајнирани су за мерење и претварање контролисане или контролисане вредности контролног објекта у сигнал погодан за пренос и даљу обраду.

Примери: сензори за мерење температуре (термопарови, термистори), влажности, брзине, силе итд.

Појачала (елементи), појачала — уређаји који, не мењајући физичку природу сигнала, производе само појачање, тј. повећавајући га на потребну вредност. Аутоматски системи користе механичке, хидрауличне, електронске, магнетне, електромеханичке (електромагнетни релеји, магнетни стартери), електрични машински појачавачи итд.

Трансформисање органа (елемената) претварање сигнала једне физичке природе у сигнале друге физичке природе ради погодности у даљем преносу и обради.

Примери: Неелектрични претварачи у електричне.

Извршни органи (елементи) намењени су за промену вредности контролног дејства на контролном објекту, ако је објекат једна целина са контролним телом, или за промену улазних вредности (координата) контролног тела, које такође треба посматрати као елемент аутоматских система. По принципу рада и дизајна, извршни и регулациони елементи су разноврсни.

Примери: грејни елементи у системима за контролу температуре, електрични вентили и вентили у системима за контролу течности и гаса итд.

Управљачка тела (елементи) дизајнирани су за постављање потребне вредности контролисане променљиве.

Поправни органи (елементи) служе за исправљање аутоматских система у циљу побољшања њиховог рада.

У зависности од функција које обављају елементи аутоматизације, могу се поделити на сензоре, појачала, стабилизаторе, релеје, разводнике, моторе итд.

Сензор (мерно тело, сензорски елемент) — елемент који претвара једну физичку величину у другу, погоднију за коришћење у аутоматском уређају.

Најчешћи сензори су они који претварају неелектричне величине (температура, притисак, проток итд.) у електричне. Међу њима су параметарски и генераторски сензори.

Параметарски сензори су они који измерену вредност претварају у параметар електричног кола — струју, напон, отпор итд.

На пример, температурни контактни сензор претвара промену температуре у промену отпора електричног кола од минималног када су контакти затворени до бесконачно високог када су контакти отворени. Ова ставка је сензор температуре уграђен у кућне пегле.

Пиринач. 1. Шема регулације температуре грејања термичким контактом

Код хладног гвожђа термички контакт, који је осетљив на промене температуре, се затвара, а када се пегла укључи, кроз грејни елемент протиче струја која га загрева.Када плоча пегле достигне температуру контакта, отвара и искључује грејни елемент из мреже.

Генератор се назива сензор који претвара измерену вредност у ЕМФ, на пример термопар који се користи у комбинацији са волтметром за мерење температуре. ЕМФ на крајевима таквог термоелемента је пропорционална температурној разлици између хладног и врућег споја.

Пиринач. 2. Термопарни уређај

Уређај и принцип рада термоелемента. Радно тело термоелемента је осетљиви елемент који се састоји од две различите термоелектроде 9 заварене заједно на крају 11, који представља врућ спој.Термоелектроде су изоловане целом дужином помоћу изолатора 1 и смештене у заштитне арматуре 10. Слободни крајеви елемента су повезани са контактима 7 термопара који се налази у глави 4, која је затворена поклопцем 6 са заптивком 5. Позитивна термоелектрода је повезана на контакт са знаком «+».

Заптивање чаура термоелектроде 9 се врши помоћу епоксидног једињења 8. Радни крај термоелемента је изолован од заштитне арматуре керамичким врхом, који може недостајати у неким изведбама ради смањења топлотне инерције. Термопарови могу имати назувицу 2 за монтажу на терену и назувицу 3 за улазак у прикључне жице бројила.

Прочитајте више о класификацији, уређају и принципу рада термопарова у овом чланку: Термоелектрични претварачи

Разлике између параметарских и генераторских сензора

Код параметарских сензора, улазни сигнал мења сваки параметар сензора (отпор, капацитивност, индуктивност) и његов излазни сигнал у складу са тим. За њихов рад потребан је спољни извор напајања. Сензори генератора генеришу ЕМФ под дејством улазног сигнала и не захтевају додатни извор напајања.

Прочитајте више о различитим типовима сензора овде: потенциометарски сензори, индуктивни сензори

Остали елементи аутоматизације

Појачавач — елемент у коме улазне и излазне величине имају исту физичку природу, али се квантитативно трансформишу. Ефекат појачања се постиже коришћењем енергије извора напајања.Код електричних појачавача разликују се појачање напона ку = Уоут /Уин, појачање струје ки=Иоут/Азин и појачање снаге кстр=ктицс.

Било који генератор електричне машине може послужити као појачало. Мала промена побуде у њему доводи до значајне промене излазног сигнала - струје или напона оптерећења. Извор напајања је мотор који покреће генератор у ротацију.

Примери појачала који су се раније активно користили у електричном погону: електрични машински појачивачи, магнетни појачивачи… Тренутно се у ове сврхе активно користе појачала и претварачи. тиристори и транзистори високе комутационе фреквенције.

Стабилизатор - елемент аутоматизације који обезбеђује скоро константну вредност излазне вредности када се улазна вредност мења у одређеним границама. Главна карактеристика стабилизатора је коефицијент стабилизације, који показује колико је пута релативна промена улазне вредности већа од релативне промене излазне вредности. У електричним уређајима се користе стабилизатори струје и напона.

Прочитајте више о стабилизаторима овде: Ферорезонантни стабилизатори напона и Електронски стабилизатори напона

Релеј - елемент у коме се, када се достигне одређена улазна вредност, излазна вредност нагло мења. Релеји се користе за фиксирање одређених вредности улазне вредности, појачавање сигнала и истовремено пренос сигнала на неколико електричних неповезаних кола.Најчешћи су различити дизајни електромагнетни контролни релеј.

Дистрибутер — елемент аутоматизације који обезбеђује алтернативно пребацивање кола за пренос сигнала. Дистрибуција се најчешће користи у електричним колима. Пример дистрибутера је тражило корака.

Мотор — механизам који претвара део енергије у механичку енергију. У уређајима за аутоматизацију најчешће се користе електромотори, али се користе и пнеуматски. У аутоматизацији су најчешћи уређаји овог типа корачни мотори.

Предајник — уређај дизајниран за претварање једне количине у другу, погодан за пренос преко комуникационог канала. Поред главне функције, предајник најчешће врши кодирање конвертоване вредности, што омогућава ефикасно коришћење комуникационих канала и смањење утицаја сметњи на сигнал који се преноси.

Пријемник — уређај који претвара примљени сигнал на каналу комуникације у вредност погодну за перцепцију елемената система аутоматизације. Ако је сигнал кодиран током преноса, декодер је укључен у пријемник. Пријемници и предајници се активно користе у системи за даљинско управљање и телесигнализацију.