Контролните системи се користат за одржување на зададената точка или посакуваниот излез со прилагодување на влезниот сигнал. Системите за контрола може да бидат отворена или затворена јамка. Системите за контрола со отворен циклус немаат јамка за повратни информации, а контролните системи со затворена јамка имаат.
Во оваа статија, ќе објаснам што се системи за контрола, како функционираат и како се користат во секојдневниот живот. Плус, ќе споделам неколку забавни факти за контролните системи што можеби не ги знаете!
Во овој пост ќе опфатиме:
- Контролни системи- Уметноста на дизајнирање и имплементација
- Контрола со отворена и затворена јамка: Разликата помеѓу само-корекција и фиксниот излез
- Системи за контрола на повратни информации: Донесување на контролата на следното ниво
- Логичка контрола: поедноставени и ефективни контролни системи
- Контрола за вклучување-исклучување: наједноставниот метод за контролирање на температурата
- Линеарна контрола: Уметноста на одржување на посакуваните резултати
- Нејасна логика: динамички контролен систем
- Заклучок
Контролни системи- Уметноста на дизајнирање и имплементација
Контролните системи вклучуваат процес на поставување и одржување на одреден излез со прилагодување на влезниот сигнал. Целта е да се произведе правилен и конзистентен излез, и покрај сите првични промени во влезот. Процесот вклучува неколку фази, вклучувајќи ги следниве:
- Влезна фаза: каде што се прима влезниот сигнал
- Фаза на обработка: каде што сигналот се обработува и анализира
- Излезна фаза: каде што се произведува излезниот сигнал
Улогата на контролните системи во производството
Контролните системи играат значајна улога во производството и дистрибуцијата во многу индустрии. Технологијата за автоматизација често се користи за имплементација на овие системи, кои може да бидат многу сложени и скапи за изградба. Следниве елементи се потребни за да се создаде одличен систем за контрола:
- Добро разбирање на системот што се контролира
- Способност да се дизајнира и имплементира правилен тип на контролен систем
- Пакет од стандардни дизајни и техники кои можат да се применат во одредени ситуации
Чекори вклучени во креирањето на контролен систем
Процесот на создавање контролен систем ги вклучува следните чекори:
- Дизајнирање на структурата на системот: Ова вклучува одредување на типот на потребниот систем за контрола и компонентите што ќе бидат вклучени
- Имплементирање на системот: Ова вклучува внимателно конструирање на системот и извршување тестови за да се осигура дека работи правилно
- Одржување на системот: Ова вклучува следење на перформансите на системот со текот на времето и правење на сите неопходни промени за да се осигура дека тој продолжува да функционира правилно
Контрола со отворена и затворена јамка: Разликата помеѓу само-корекција и фиксниот излез
Контролните системи со отворен циклус се исто така познати како контроли без повратни информации. Овие системи имаат фиксен излез кој не се прилагодува врз основа на какви било влезни информации или повратни информации. Структурата на контролниот систем со отворен циклус е типична и вклучува влез, поставена точка и излез. Влезот е сигнал што се користи за да се произведе саканиот излез. Зададената точка е целната вредност за излезот. Излезот е резултат на процесот што работи.
Примери на системи за контрола со отворен циклус вклучуваат:
- Тостер: Рачката се става во фазата „вклучено“, а намотките се загреваат на фиксна температура. Тостерот останува загреан до одреденото време и тостот се појавува.
- Контрола на патување во возило: Контролите се поставени да одржуваат фиксна брзина. Системот не се прилагодува врз основа на променливите услови, како што се ридови или ветер.
Контрола со затворена јамка: Самокорекција за конзистентен излез
Системите за контрола на затворена јамка, исто така познати како системи за контрола на повратни информации, имаат способност да се самопоправаат за да одржат конзистентен излез. Разликата помеѓу системот со отворена и затворена јамка е во тоа што системот со затворена јамка има способност самостојно да се корегира, додека системот со отворен циклус нема. Структурата на контролниот систем со затворена јамка е слична на онаа на системот со отворен циклус, но вклучува јамка за повратни информации. Јамката за повратни информации води од излезот до влезот, овозможувајќи му на системот постојано да следи и прилагодува врз основа на променливите услови.
Примери на системи за контрола на затворена јамка вклучуваат:
- Контрола на температурата во просторијата: Системот го прилагодува греењето или ладењето врз основа на температурата во просторијата за да одржува конзистентна температура.
- Контрола на засилување во звучен систем: Системот го прилагодува засилувањето врз основа на излезот за да одржува постојано ниво на звук.
Системи за контрола на повратни информации: Донесување на контролата на следното ниво
Системите за контрола на повратни информации се тип на контролен систем кој го користи излезот од процесот за да го контролира влезот. Со други зборови, системот добива сигнал од процесот што се контролира и го користи тој сигнал за да го прилагоди влезот за да го постигне саканиот излез.
Дијаграми и имиња поврзани со системи за контрола на повратни информации
Постојат неколку дијаграми и имиња поврзани со системите за контрола на повратни информации, вклучувајќи:
- Блок дијаграми: Тие ги прикажуваат компонентите на системот за контрола на повратни информации и како тие се поврзани.
- Функции за пренос: Тие ја опишуваат врската помеѓу влезот и излезот на системот.
- Системи со затворен циклус: Ова се системи за контрола на повратни информации каде што излезот се враќа назад до влезот за да се одржи саканиот излез.
- Системи со отворен циклус: Ова се системи за контрола на повратни информации каде што излезот не се враќа на влезот.
Логичка контрола: поедноставени и ефективни контролни системи
Логичка контрола е тип на контролен систем кој користи Булова логика или други логички операции за донесување одлуки и контролни процеси. Тоа е поедноставен и ефективен контролен систем кој е широко користен во различни индустрии, вклучувајќи производство, производство и електротехника.
Како функционира логичката контрола?
Системите за логичка контрола се дизајнирани да ракуваат со различни влезови и да произведуваат посакуван излез. Основниот начин на работа е како што следува:
- Системот прима влезен сигнал, кој обично е во форма на електрична струја.
- Влезниот сигнал потоа се споредува со одредена вредност или точка, која е зачувана во системот.
- Ако влезниот сигнал е точен, системот ќе изврши одредена акција или ќе се префрли на одредена поставка.
- Ако влезниот сигнал е неточен, системот ќе продолжи да прима влез додека не се постигне точната вредност.
Примери на системи за логичка контрола
Системите за логичка контрола се користат во широк опсег на апликации, вклучувајќи:
- Семафори: Семафорите користат логичка контрола за да се префрлаат помеѓу црвено, жолто и зелено светло врз основа на протокот на сообраќај.
- Индустриски роботи: Индустриските роботи користат логичка контрола за извршување на сложени задачи, како што се заварување, сликање и монтажа.
- Автоматски машини за перење: Автоматските машини за перење користат логичка контрола за да се префрлаат помеѓу различни циклуси на перење и температури врз основа на внесувањето на корисникот.
Контрола за вклучување-исклучување: наједноставниот метод за контролирање на температурата
Контролата за вклучување-исклучување историски се спроведува со помош на меѓусебно поврзани релеи, тајмери со камери и прекинувачи кои се конструирани во низа од скали. Меѓутоа, со напредокот на технологијата, контролата на вклучување-исклучување сега може да се врши со помош на микроконтролери, специјализирани програмабилни логички контролери и други електронски уреди.
Примери за контрола на вклучување-исклучување
Некои примери на производи кои користат контрола на вклучување-исклучување вклучуваат:
- Домашни термостати кои го вклучуваат грејачот кога собната температура ќе падне под саканата поставка и го исклучуваат кога ќе се надмине.
- Фрижидери кои го вклучуваат компресорот кога температурата во фрижидерот се искачува над саканата температура и го исклучуваат кога ќе оди под него.
- Машини за перење кои користат контрола на вклучување-исклучување за да активираат различни меѓусебно поврзани последователни операции.
- Пневматски актуатори кои користат контрола на вклучување-исклучување за одржување на одредено ниво на притисок.
Предности и недостатоци на контролата за исклучување
Предностите на контролата за вклучување-исклучување вклучуваат:
- Тоа е едноставно и евтино за спроведување.
- Лесно е да се разбере и изведе.
- Може да се користи во различни видови машини и операции.
Недостатоците на контролата за вклучување-исклучување вклучуваат:
- Произведува нагли промени во системот, што може да предизвика негативни ефекти врз производот или процесот што се контролира.
- Можеби нема да може точно да ја одржи посакуваната зададена точка, особено во системи со големи топлински маси.
- Тоа може да предизвика абење и кинење на електричните прекинувачи и релеи, што доведува до чести замени.
Линеарна контрола: Уметноста на одржување на посакуваните резултати
Теоријата на линеарна контрола се заснова на неколку принципи кои управуваат со тоа како се однесуваат линеарните контролни системи. Овие принципи вклучуваат:
- Принципот на игнорирање на несаканите ефекти: Овој принцип претпоставува дека сите несакани ефекти на системот може да се игнорираат.
- Принципот на адитивност: Овој принцип се придржува до концептот дека излезот на линеарен систем е збир на излезите произведени од секој влез кој дејствува самостојно.
- Принципот на суперпозиција: Овој принцип претпоставува дека излезот на линеарен систем е збир на излезите произведени од секој влез кој дејствува самостојно.
Нелинеарниот случај
Ако системот не се придржува до принципите на адитивност и хомогеност, тој се смета за нелинеарен. Во овој случај, дефинирачката равенка е типично квадрат од поими. Нелинеарните системи не се однесуваат на ист начин како линеарните системи и бараат различни методи на контрола.
Нејасна логика: динамички контролен систем
Нејасната логика е тип на контролен систем кој користи нејасни множества за претворање на влезниот сигнал во излезен сигнал. Тоа е математичка структура која ги анализира аналогните влезни вредности во смисла на логички променливи кои земаат континуирани вредности помеѓу 0 и 1. Фази логика е динамичен контролен систем кој може да се справи со промените во влезниот сигнал и соодветно да го прилагоди излезниот сигнал.
Примери на нејасна логика во акција
Нејасната логика се користи во многу полиња за извршување на широк опсег на контролни задачи. Еве неколку примери:
- Третман на вода: Нејасната логика се користи за контрола на протокот на вода низ пречистителна станица. Системот ја прилагодува стапката на проток врз основа на моменталната состојба на водата и посакуваниот квалитет на излезот.
- Систем за HVAC: Нејасната логика се користи за контрола на температурата и влажноста во зградата. Системот ги прилагодува температурата и влажноста врз основа на моменталната состојба на зградата и посакуваното ниво на удобност.
- Контрола на сообраќајот: Нејасната логика се користи за контрола на протокот на сообраќај низ крстосница. Системот го прилагодува времето на семафорите врз основа на моменталните сообраќајни услови.
Заклучок
Значи, контролните системи се користат за контрола на процесите во многу индустрии, и тие вклучуваат дизајнирање, спроведување и одржување на систем кој одржува конзистентен излез и покрај промените во влезот.
Не можете да погрешите со контролниот систем, затоа не плашете се да го користите во следниот проект! Значи, продолжи и контролирај го твојот свет!
Јас сум Јост Нуселдер, основач на Tools Doctor, продавач на содржина и татко. Обожавам да испробувам нова опрема и заедно со мојот тим создавам детални блог статии од 2016 година за да им помогнам на лојалните читатели со алатки и совети за изработка.
