Schemat funkcjonalny układu automatycznej regulacji

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Schemat funkcjonalny układu automatycznej regulacji"

Karolina Nowak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Schemat funkcjonalny układu automatycznej regulacji zadajnik (adjuster) rejestracja regulator (controller) urządzenia kontrolno-pomiarowe stacyjka (a/m stadion) sterowanie ręczne (manual) elementy pomiarowe przetwornik pomiarowy (converter) czujnik pomiarowy (sensor) zespół wykonawczy element wykonawczy (actuator) element nastawczy (valve, ) obiekt (plant)

2 Standardy sygnałów Typowe sygnały wyjściowe wybranych czujników: termoelement 3 50mV termometr oporowy Ω pirometr mv analizator stęŝenia 10µA 1mA, 1 20mV Standardy: 0-5mA, 0-10mA, 0-20mA, 4-20mA, (0-50mA), (10-50mA) 0-10V sygnały częstotliwościowe

3 Podział funkcjonalny przetworników pomiarowe sygnał z czujnika na standardowy sygnałowe standard na standard separatory - oddzielenie galwanicznie, wzmocnienie=1 A/C i C/A Przetworniki pomiarowe klasyczne A C czujnik p. p.pomiarowy p.separujący A/C inteligentne A C µp czujnik p. port komunikacyjny

4 Przetworniki pomiarowe Wg wielkości wejściowej: przetworniki siły, napięcia, rezystancji, ciśnienia Wg zasady działania: parametryczny, generacyjny Ze względu na budowę (układ elektryczny) w układzie otwartym (bez sprzęŝenia zwrotnego) w układzie zamkniętym (ze sprzęŝeniem zwrotnym) Ze względu na rodzaj modulacji sygnału wyjściowego: 1) z modulacją poziomu prądu stałego 2) z modulacją częstotliwości sygnału wyjściowego 3) wyjściem dyskretnym o modulacji czasowoimpulsowej

5 1) Przetworniki pomiarowe z modulacją poziomu prądu stałego ze sprzęŝeniem prądowym I ze sprzęŝeniem napięciowym U we R s R o U we R s U R o U sz U we U 1 U sz R sz R s I R o U we U 1 U sz R s U R o U we + - U sz U 1 k w R sz I duŝe k w, U 1 0 U 1 = U we U sz = 0 U we = U sz U we = R sz I I = U we / R sz

6 1) Przetworniki pomiarowe z modulacją poziomu prądu stałego Przetwornik pomiarowy oporności Przetwornik pomiarowy małych napięć I wy R cz U z U cz U z R r R o R r R o R s R s

7 2) Przetworniki pomiarowe z modulacją częstotliwości sygnału wyj. pozycyjne generacyjne prądnica tachometryczna modulacyjne cyfrowy pomiar prędkości obrotowej oscylacyjne o drganiach wymuszonych o drganiach swobodnych x PW UO P wy y przetwornik strunowy EW A l f = F 1 2 F ml

8 3) Przetworniki pomiarowe czasowo-impulsowe U X U wy U A GL U GL OZ U A T U U X U GL U OZ U WY t i

9 Przetworniki A/C Przetwarzanie analog-cyfra : próbkowanie kwantowanie kodowanie Parametry przetwornika: zakres sygnału wejściowego rozdzielczość czas próbkowania całkowity czas przetwarzania U x t

10 Przetworniki A/C Rozdzielczość w bitach błąd kwantowania: 10 bitów = 2 10 = 1024 kwantów 12 bitów = 2 12 = 4096 kwantów = 0,1% = 0,025% Minimalna pulsacja próbkowania (Tw.Shannona-Kotielnikowa) - teoretycznie: ω s >= 2ω w - praktycznie: ω s >= 2 ω b, (ω b =10ω w ) ω w widmo sygnału analogowego ω b przepustowość układu (wzmocnienie >= 0.7) Optymalizacja okresu próbkowania T s - za duŝy wymagania tw. Shannona-Kotielnikowa - zbyt krótki obciąŝenie obliczeniowe procesora

11 Przetworniki A/C Metoda integracyjna, np. zasada podwójnego całkowania U x U 1 U w U 1 US K GW U 2 U 3 L T 1 T 2 U 2 N x = N max U x U w U 3 N max N x U x U w T 1 T 2

12 Metoda częstotliwościowa Przetworniki A/C fn Formowanie Bramka Licznik Wyświetlacz Układ sterowania Kasowani Generator Dzielnik Formowanie Metoda komparacyjna U U X U WY t i

13 Przetworniki C/A WE: liczba X= X X X i 2 i jeśli X i =1 to przełącznik w połoŝeniu 1 WY: sygnał Uwy wagowo-rezystorowy U 2 1 R 2 2 R 2 i R X 0 X 1 X i U wy U 2 1 R 2 i R 2 2 R U wy

14 drabinkowo-napięciowy Przetworniki C/A 2R 2R 2R 2R U X X 1 X i U wy U 2R 2R 2R 2R U wy

15 Przetworniki separacyjne Sygnały zakłócające napięcia szeregowe napięcia równoległe czuj. Przetw. pomiar. R A U R R B C B

16 Przetworniki separacyjne Zastosowanie oddzielenia galwanicznego UP U I I I UP U I I I I 1 sys 1 I Realizacja oddzielenia galwanicznego GZ I we x we = M TO D = x wy I wy

17 Przetworniki pomiarowe sygnałowe separatory A/C i C/A A C czujnik p. p.pomiarowy p.separujący A/C A C µp czujnik p. port komunikacyjny

18 Dobór przetworników odpowiednia ch-ka statyczna duŝa stałość ch-ki mały błąd przetwarzania (np. <1%) brak histerezy oddzielenie galwaniczne obwodów we i wy łatwa zmiana zakresu przetwarzania niski poziom szumów małe oddziaływanie na źródło sygnału mała wraŝliwość na zmiany obciąŝenia dobre własności dynamiczne warunki eksploatacji

Podobne dokumenty

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki Podstawowe definicje i określenia wykorzystywane w automatyce Omówienie podstawowych elementów w układzie automatycznej regulacji Omówienie podstawowych działów