Контролни системи се користе за одржавање задате вредности или жељеног излаза подешавањем улазног сигнала. Контролни системи могу бити отворене или затворене петље. Контролни системи отворене петље немају повратну петљу, а контролни системи затворене петље имају.
У овом чланку ћу објаснити шта су контролни системи, како функционишу и како се користе у свакодневном животу. Осим тога, поделићу вам неке забавне чињенице о контролним системима које можда нисте знали!
У овом посту ћемо покрити:
- Контролни системи- Уметност пројектовања и имплементације
- Отворена и затворена петља контрола: разлика између самокорекционог и фиксног излаза
- Системи контроле повратних информација: Довођење контроле на следећи ниво
- Логичка контрола: Поједностављени и ефикасни системи управљања
- Он-Офф контрола: Најједноставнији метод за контролу температуре
- Линеарна контрола: Уметност одржавања жељених резултата
- Фуззи Логиц: динамички контролни систем
- Zakljucak
Контролни системи- Уметност пројектовања и имплементације
Контролни системи укључују процес подешавања и одржавања одређеног излаза подешавањем улазног сигнала. Циљ је да се произведе исправан и конзистентан излаз, упркос свим почетним променама у инпуту. Процес укључује неколико фаза, укључујући следеће:
- Улазни степен: где се прима улазни сигнал
- Фаза обраде: где се сигнал обрађује и анализира
- Излазни степен: где се производи излазни сигнал
Улога контролних система у производњи
Контролни системи играју значајну улогу у производњи и дистрибуцији у многим индустријама. Технологија аутоматизације се често користи за имплементацију ових система, који могу бити веома сложени и скупи за изградњу. Следећи елементи су потребни да би се направио одличан контролни систем:
- Добро разумевање система који се контролише
- Способност пројектовања и имплементације исправног типа система управљања
- Пакет стандардних дизајна и техника које се могу применити у одређеним ситуацијама
Кораци укључени у креирање контролног система
Процес креирања контролног система укључује следеће кораке:
- Дизајнирање структуре система: Ово укључује одређивање врсте потребног контролног система и компоненти које ће бити укључене
- Имплементација система: Ово укључује пажљиво конструисање система и покретање тестова како би се осигурало да исправно ради
- Одржавање система: Ово укључује праћење перформанси система током времена и уношење свих неопходних измена како би се осигурало да он настави да функционише исправно
Отворена и затворена петља контрола: разлика између самокорекционог и фиксног излаза
Контролни системи отворене петље су такође познати као контроле без повратне спреге. Ови системи имају фиксни излаз који се не прилагођава на основу било каквог улаза или повратне информације. Структура контролног система отворене петље је типична и укључује улаз, задату тачку и излаз. Улаз је сигнал који се користи за производњу жељеног излаза. Задана тачка је циљна вредност за излаз. Излаз је резултат покретања процеса.
Примери система контроле отворене петље укључују:
- Тостер: Полуга се ставља у фазу „укључено“, а завојнице се загревају на фиксну температуру. Тостер остаје загрејан до предвиђеног времена, а тост искочи.
- Темпомат у возилу: Контроле су подешене да одржавају фиксну брзину. Систем се не прилагођава на основу променљивих услова, као што су брда или ветар.
Контрола затворене петље: Самокорекција за конзистентан излаз
Контролни системи затворене петље, такође познати као контролни системи са повратном спрегом, имају способност да се самоисправљају како би одржали конзистентан излаз. Разлика између система отворене петље и система затворене петље је у томе што систем затворене петље има способност да се самоисправља док систем отворене петље нема. Структура контролног система затворене петље је слична оној система отворене петље, али укључује повратну петљу. Повратна спрега води од излаза до улаза, омогућавајући систему да континуирано надгледа и прилагођава се на основу променљивих услова.
Примери контролних система затворене петље укључују:
- Контрола температуре у просторији: Систем подешава грејање или хлађење на основу температуре у просторији како би одржао константну температуру.
- Контрола појачања у звучном систему: Систем прилагођава појачање на основу излаза како би одржао конзистентан ниво звука.
Системи контроле повратних информација: Довођење контроле на следећи ниво
Контролни системи са повратном спрегом су тип контролног система који користи излаз процеса за контролу улаза. Другим речима, систем прима сигнал од процеса који се контролише и користи тај сигнал за подешавање улаза како би се постигао жељени излаз.
Дијаграми и називи повезани са системима за контролу повратних информација
Постоји неколико дијаграма и имена повезаних са системима контроле повратних информација, укључујући:
- Блок дијаграми: Они показују компоненте система за контролу повратних информација и како су оне повезане.
- Функције преноса: Оне описују однос између улаза и излаза система.
- Системи затворене петље: Ово су контролни системи са повратном спрегом где се излаз враћа назад на улаз да би се одржао жељени излаз.
- Системи отворене петље: Ово су контролни системи са повратном спрегом где се излаз не враћа назад на улаз.
Логичка контрола: Поједностављени и ефикасни системи управљања
Логичка контрола је врста контролног система који користи Булову логику или друге логичке операције за доношење одлука и контролу процеса. То је поједностављен и ефикасан систем контроле који се широко користи у различитим индустријама, укључујући производњу, производњу и електротехнику.
Како функционише логичка контрола?
Логички контролни системи су дизајнирани да управљају различитим улазима и производе жељени излаз. Основни метод рада је следећи:
- Систем прима улазни сигнал, који је обично у облику електричне струје.
- Улазни сигнал се затим упоређује са постављеном вредношћу или тачком, која се чува у систему.
- Ако је улазни сигнал исправан, систем ће извршити одређену радњу или ће се пребацити на одређено подешавање.
- Ако је улазни сигнал нетачан, систем ће наставити да прима улаз све док се не достигне тачна вредност.
Примери логичких система управљања
Логички контролни системи се користе у широком спектру апликација, укључујући:
- Семафори: семафори користе логичку контролу за пребацивање између црвеног, жутог и зеленог светла на основу тока саобраћаја.
- Индустријски роботи: Индустријски роботи користе логичку контролу за обављање сложених задатака, као што су заваривање, фарбање и монтажа.
- Аутоматске машине за прање веша: Аутоматске машине за прање веша користе логичку контролу за пребацивање између различитих циклуса прања и температура на основу уноса корисника.
Он-Офф контрола: Најједноставнији метод за контролу температуре
Он-Офф контрола је историјски имплементирана коришћењем међусобно повезаних релеја, цам тајмера и прекидача који су конструисани у низу мердевина. Међутим, са напретком технологије, он-офф контрола се сада може вршити помоћу микроконтролера, специјализованих програмабилних логичких контролера и других електронских уређаја.
Примери Он-Офф контроле
Неки примери производа који користе он-офф контролу укључују:
- Домаћи термостати који укључују грејач када температура у просторији падне испод жељене вредности и искључују га када пређе њу.
- Фрижидери који укључују компресор када температура у фрижидеру порасте изнад жељене температуре и искључују га када падне испод ње.
- Машине за прање веша које користе он-офф контролу за покретање различитих међусобно повезаних секвенцијалних операција.
- Пнеуматски актуатори који користе он-офф контролу за одржавање одређеног нивоа притиска.
Предности и недостаци он-офф контроле
Предности он-офф контроле укључују:
- Једноставан је и јефтин за имплементацију.
- Лако је разумети и извести.
- Може се користити у различитим врстама машина и операција.
Недостаци он-офф контроле укључују:
- Производи нагле промене у систему, што може изазвати негативне ефекте на производ или процес који се контролише.
- Можда неће моћи тачно да одржи жељену задату вредност, посебно у системима са великим топлотним масама.
- То може изазвати хабање електричних прекидача и релеја, што доводи до честих замена.
Линеарна контрола: Уметност одржавања жељених резултата
Теорија линеарног управљања заснива се на неколико принципа који регулишу како се понашају линеарни системи управљања. Ови принципи укључују:
- Принцип игнорисања нежељених ефеката: Овај принцип претпоставља да се сви нежељени ефекти система могу занемарити.
- Принцип адитивности: Овај принцип се придржава концепта да је излаз линеарног система збир излаза произведених сваким улазом који делује сам.
- Принцип суперпозиције: Овај принцип претпоставља да је излаз линеарног система збир излаза произведених сваким улазом који делује сам.
Нелинеарни случај
Ако се систем не придржава принципа адитивности и хомогености, сматра се нелинеарним. У овом случају, једначина која дефинише је обично квадрат чланова. Нелинеарни системи се не понашају на исти начин као линеарни системи и захтевају различите методе управљања.
Фуззи Логиц: динамички контролни систем
Фази логика је тип контролног система који користи фуззи скупове за претварање улазног сигнала у излазни сигнал. То је математичка структура која анализира аналогне улазне вредности у смислу логичких променљивих које попримају непрекидне вредности између 0 и 1. Фуззи логика је динамички контролни систем који може да управља променама улазног сигнала и у складу са тим подешава излазни сигнал.
Примери нејасне логике у акцији
Фази логика се користи у многим областима за обављање широког спектра контролних задатака. Ево неколико примера:
- Третман воде: Фуззи логика се користи за контролу протока воде кроз постројење за пречишћавање. Систем прилагођава проток на основу тренутног стања воде и жељеног квалитета излаза.
- ХВАЦ системи: Фуззи логика се користи за контролу температуре и влажности у згради. Систем прилагођава температуру и влажност на основу тренутног стања зграде и жељеног нивоа удобности.
- Контрола саобраћаја: Фуззи логика се користи за контролу тока саобраћаја кроз раскрсницу. Систем прилагођава време рада семафора на основу тренутних услова у саобраћају.
Zakljucak
Дакле, контролни системи се користе за контролу процеса у многим индустријама и укључују пројектовање, имплементацију и одржавање система који одржава конзистентан излаз упркос променама у инпуту.
Не можете погрешити са контролним системом, тако да се не плашите да га користите у свом следећем пројекту! Дакле, само напред и контролишите свој свет!
Ја сам Јоост Нусселдер, оснивач Тоолс Доцтор, маркетер садржаја и тата. Волим да испробавам нову опрему и заједно са својим тимом од 2016. правим детаљне чланке на блогу како бих помогао верним читаоцима алатима и саветима за израду.
