Исполнительное механизмы

Программируемые логические контроллеры (PLC)

Часто используемые устройства, называемые программируемые логические контроллеры (ПЛК=PLC), используются для чтения набора цифровых и аналоговых входов, выполнения программы управления, а также создания набора аналоговых и цифровых выходов. Например, температура будет вводиться (считываться) в ПЛК. Программа управления сравнивает заданную температуру с входной и определяет, больше или меньше необходимо тепла, чтобы сохранить постоянную температуру. Выход PLC тогда подаёт сигнал открыть или закрыть вентиль теплой воды, в зависимости от того, больше или меньше горячей воды необходимо. Большими, более сложными системами можно управлять с помощью распределенной системы управления (DCS) и SCADA-системы.

Исполнительное устройство или механизм (actuator) преобразует электрическую энергию в механическую или в физическую величину для воздействия на управляе­мый процесс. Электродвигатели, управляющие "суставами" промышленного робота, есть исполнительные механизмы. В химических процессах конечными управляю­щими элементами могут быть клапаны, задающие расход реагентов.

В составе исполнительного устройства можно выделить две части (рис. 7.):

1). во-первых, преобразователь (transducer) и/или усилитель (amplifier),

2). во-вторых: сило­вой преобразователь (convener) и/или исполнительный механизм (actuator). Преоб­разователь превращает входной сигнал в механическую или физическую величину, например электромотор преобразует электрическую энергию во вращательное движе­ние. Усилитель изменяет маломощный управляющий сигнал, получаемый от выход­ного интерфейса компьютера, до значения, способного привести в действие преобразователь. В некоторых случаях усилитель и преобразователь конструктивно составляют одно целое. Таким образом, некоторые конечные управляющие элементы могут представлять собой самостоятельную систему управления — выходной сигнал компьютера является опорным значением для конечного управляющего элемента.

Рис. 7. Составные элементы исполнительного устройства и вид интеллектуального привода

Требования к исполнительным устройствам — потребляемая мощность, разрешающая способность, повторяемость результата, рабочий диапазон и т. д. — могут существенно различаться в зависимости от конкретного приложения. Для успешного управления процессом правильно выбрать исполнительные устройства так же важно, как и датчики. По виду энергии: 1) Пневматические 2) Гидравлические 3) Электрические

Для перемещения клапанов часто применяется сжатый воздух. Если необходимо развивать значительные усилия, обычно используют гидропривод. Электрические: сигнал компьютера должен быть преобразован в давление или расход воздуха либо масла. Бинарное управление обеспечивается электромеханическими реле или электронными переключателями.

Реле—это элементы автоматики, у которых изменение выходного сигнала у происходит скачком (дискретно) при достижении входным сигналом х определенного значения, называемого уров­нем срабатывания. Мощность входного сигнал х, вызывающего срабатывание реле, значительно меньше мощности, которой может управлять реле, поэтому реле можно рассматривать и как усилительный, и как исполнительный элемент. Реле часто используются и как автоматически управляемые коммутаторы сигналов в многоканальных системах телемеханики, системах сбора и передачи данных, в комплексных системах автоматики, где обработка информации от десятков, сотен и даже тысяч датчиков осу­ществляется управляющим компьютером, в системах автоматического контроля, сигнализации, блокировки и т. д.

Структура ввода/вывода между процессом и управляющим элементом.

Общая структура ввода/вывода между процессом и управляющим компьютером показана на рис. Хотя на практике используются разнообразные датчики, испол­нительные механизмы и согласующие устройства, основная структура интерфейса всегда одна и та же.

Рис. 8. Общая структура ввода/вывода между процессом и управляющим компьютером

То, что эта структура выглядит очень просто, вовсе не означает, что ее можно лег­ко реализовать. Один из законов Мерфи гласит: "Если вам кажется, что все идет хо­рошо, скорее всего, вы чего-то не заметили".