ఆటోమేషన్ సిస్టమ్స్లో ఏకీకృత అనలాగ్ సిగ్నల్స్
మేము ఒక నిర్దిష్ట సాంకేతిక ప్రక్రియ కోసం ఆటోమేషన్ సిస్టమ్ను సృష్టించినప్పుడు, మేము సెన్సార్లు మరియు ఇతర సిగ్నల్ పరికరాలను కనెక్ట్ చేయాలి - యాక్యుయేటర్లతో, కన్వర్టర్లతో, కంట్రోలర్లతో మొదలైనవి. రెండోది, ఒక నియమం వలె, రూపంలో సెన్సార్ నుండి సిగ్నల్ను అందుకుంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణంలోని వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ ( అనలాగ్ సిగ్నల్స్ విషయంలో), లేదా నిర్దిష్ట సమయ పారామితులతో పప్పుల రూపంలో (డిజిటల్ సిగ్నల్స్ విషయంలో).
ఈ ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్స్ యొక్క పారామితులు కొన్ని నిర్దిష్ట మార్గంలో సెన్సార్ పరిష్కరించే భౌతిక పరిమాణం యొక్క పారామితులకు అనుగుణంగా ఉండాలి, తద్వారా ముగింపు పరికరం యొక్క నియంత్రణ ఆటోమేషన్ పనికి సరిపోతుంది.
వాస్తవానికి, వివిధ సెన్సార్ల నుండి అనలాగ్ సిగ్నల్లను ఏకీకృతం చేయడం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, తద్వారా కంట్రోలర్లు సౌలభ్యాన్ని పొందుతాయి, తద్వారా వినియోగదారు ప్రతి సెన్సార్కు తన వ్యక్తిగత రకాన్ని మరియు ప్రతి ఇంటర్ఫేస్కు తన స్వంత సెన్సార్ను ఎంచుకోవలసిన అవసరం లేదు.
ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ సిగ్నల్స్ యొక్క స్వభావాన్ని ఏకీకృతం చేయనివ్వండి, డెవలపర్లు నిర్ణయించుకున్నారు, ఎందుకంటే ఈ విధానంతో పరిశ్రమ కోసం ఆటోమేషన్ సిస్టమ్లు మరియు ఆటోమేషన్ బ్లాక్ల అభివృద్ధి చాలా సరళీకృతం చేయబడుతుంది మరియు ట్రబుల్షూటింగ్, నిర్వహణ మరియు పరికరాల ఆధునీకరణ చాలా సులభం అవుతుంది - అనువైనది. ఒక సెన్సార్ విఫలమైనప్పటికీ, మీరు ఖచ్చితమైన దాని కోసం చూడవలసిన అవసరం లేదు, సంబంధిత అవుట్పుట్ సిగ్నల్లతో అనలాగ్ను ఎంచుకోవడానికి సరిపోతుంది.
పరిసర ఉష్ణోగ్రత, ఇంజిన్ వేగం, ద్రవ పీడనం, నమూనా యాంత్రిక ఒత్తిడి, గాలి తేమ మొదలైన వాటి కొలతలు. — తరచుగా సంబంధిత సెన్సార్ల నుండి అందుకున్న నిరంతర అనలాగ్ సిగ్నల్లను ప్రాసెస్ చేయడం ద్వారా నిర్వహించబడతాయి, అయితే కనెక్ట్ చేయబడిన పరికరం యొక్క నిరంతర ఆపరేషన్ స్వయంచాలకంగా సరిదిద్దబడుతుంది: హీటింగ్ ఎలిమెంట్, ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్, పంప్, ప్రెస్ మొదలైనవి.
అత్యంత సాధారణ అనలాగ్ సిగ్నల్ 0 నుండి 10 V వరకు ఉండే వోల్టేజ్ సిగ్నల్ లేదా 4 నుండి 20 mA వరకు ఉన్న ప్రస్తుత సిగ్నల్.
0 నుండి 10 V వరకు వోల్టేజ్ నియంత్రణ
ఏకీకృత 0 నుండి 10 V వోల్టేజ్ సిగ్నల్ ఉపయోగించినప్పుడు, 0 నుండి 10 V వోల్టేజీల యొక్క ఈ నిరంతర క్రమం ఒత్తిడి లేదా ఉష్ణోగ్రత వంటి కొలిచిన భౌతిక పరిమాణాల శ్రేణితో అనుబంధించబడుతుంది.
ఉష్ణోగ్రత -30 నుండి +125 ° C వరకు మారుతుందని భావించండి, అయితే వోల్టేజ్ 0 నుండి 10V వరకు మారుతుంది, 0 వోల్ట్లు -30 ° C మరియు 10 వోల్ట్లు +125 ° C ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. ఇది ఉష్ణోగ్రత కావచ్చు రియాక్టెంట్ లేదా వర్క్పీస్, మరియు ఇంటర్మీడియట్ ఉష్ణోగ్రత విలువలు నిర్దేశిత పరిధి యొక్క ఖచ్చితంగా నిర్వచించిన వోల్టేజ్ విలువలను కలిగి ఉంటాయి. ఇక్కడ సంబంధం తప్పనిసరిగా సరళంగా ఉండదు.
ఈ విధంగా, వివిధ పరికరాలను నియంత్రించడంతోపాటు పర్యవేక్షణ సమాచారాన్ని పొందడం సాధ్యమవుతుంది. ఉదాహరణకు, థర్మల్ సెన్సార్తో కూడిన రేడియేటర్ ప్రస్తుత ఉష్ణోగ్రతను ప్రదర్శించడానికి అనలాగ్ అవుట్పుట్ను కలిగి ఉంది: 0 V - రేడియేటర్ యొక్క ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత + 25 ° C లేదా అంతకంటే తక్కువ, 10 V - ఉష్ణోగ్రత + 125 ° C కి చేరుకుంది - గరిష్టంగా అనుమతించదగినది.
లేదా కంట్రోలర్ నుండి పంప్ యొక్క అనలాగ్ ఇన్పుట్కు 0 నుండి 10 V వరకు వోల్టేజ్ను వర్తింపజేయడం ద్వారా, మేము కంటైనర్లోని గ్యాస్ పీడనాన్ని సర్దుబాటు చేస్తాము: 0 V - పీడనం వాతావరణానికి సమానం, 5 V - పీడనం 2 atm, 10 V — 4 atm. అదేవిధంగా, మీరు వివిధ ప్రయోజనాల కోసం తాపన పరికరాలు, మెటల్ కట్టింగ్ మెషీన్లు, వాల్వ్లు మరియు ఇతర ఫిట్టింగ్లు మరియు యాక్యుయేటర్లను నియంత్రించవచ్చు.
ప్రస్తుత నియంత్రణ (4 నుండి 20 mA కరెంట్ లూప్)
ఆటోమేషన్ నియంత్రణ కోసం ఏకీకృత అనలాగ్ సిగ్నల్ యొక్క రెండవ రకం 4-20 mA ప్రస్తుత సిగ్నల్ "ప్రస్తుత లూప్" అని పిలుస్తారు. డ్రైవ్లను నియంత్రించడానికి వివిధ సెన్సార్ల నుండి సిగ్నల్లను స్వీకరించడానికి కూడా ఈ సిగ్నల్ ఉపయోగించబడుతుంది.
వోల్టేజ్ సిగ్నల్ వలె కాకుండా, సిగ్నల్ యొక్క ప్రస్తుత స్వభావం చాలా ఎక్కువ దూరాలకు వక్రీకరణ లేకుండా ప్రసారం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఎందుకంటే లైన్ వోల్టేజ్ చుక్కలు మరియు ప్రతిఘటనలు స్వయంచాలకంగా భర్తీ చేయబడతాయి. అదనంగా, ట్రాన్స్మిషన్ సర్క్యూట్ల సమగ్రతను నిర్ధారించడం చాలా సులభం - కరెంట్ ఉంటే, అప్పుడు లైన్ చెక్కుచెదరకుండా ఉంటుంది, కరెంట్ లేనట్లయితే, ఓపెన్ సర్క్యూట్ ఉంది. ఈ కారణంగా, అతిచిన్న విలువ 4 mA, 0 mA కాదు.
కాబట్టి ఇక్కడ కరెంట్ సోర్స్ కంట్రోల్ సిగ్నల్ కోసం పవర్ సోర్స్గా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు వోల్టేజ్ సోర్స్ కాదు. దీని ప్రకారం, డ్రైవ్ కంట్రోలర్ తప్పనిసరిగా 4-20 mA కరెంట్ ఇన్పుట్ను కలిగి ఉండాలి మరియు సెన్సార్ ట్రాన్స్డ్యూసర్కు కరెంట్ అవుట్పుట్ ఉండాలి.ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ 4-20 mA యొక్క కంట్రోల్ కరెంట్ ఇన్పుట్ని కలిగి ఉందని అనుకుందాం, ఆపై 4 mA లేదా అంతకంటే తక్కువ సిగ్నల్ ఇన్పుట్కి వర్తింపజేసినప్పుడు, నియంత్రిత డ్రైవ్ ఆగిపోతుంది మరియు 20 mA కరెంట్ వర్తించినప్పుడు, అది వేగవంతం అవుతుంది. పూర్తి వేగం.
అదే సమయంలో, ప్రస్తుత సెన్సార్ అవుట్పుట్లు సక్రియంగా మరియు నిష్క్రియంగా ఉంటాయి. చాలా తరచుగా, అవుట్పుట్లు నిష్క్రియంగా ఉంటాయి, అంటే అదనపు విద్యుత్ సరఫరా అవసరం, ఇది సెన్సార్ మరియు డ్రైవ్ కంట్రోలర్తో సిరీస్లో కనెక్ట్ చేయబడింది. యాక్టివ్ అవుట్పుట్తో సెన్సార్ లేదా కంట్రోలర్ అంతర్నిర్మితంగా ఉన్నందున విద్యుత్ సరఫరా అవసరం లేదు.
వోల్టేజ్ సిగ్నల్స్ కంటే అనలాగ్ కరెంట్ లూప్ నేడు ఇంజనీరింగ్లో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది చాలా కిలోమీటర్ల దూరం వరకు ఉపయోగించవచ్చు. పరికరాలను రక్షించడానికి, ఆప్టోకప్లర్స్ వంటి ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల యొక్క గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రస్తుత మూలం యొక్క అసంపూర్ణత కారణంగా, గరిష్టంగా అనుమతించదగిన లైన్ పొడవు (మరియు గరిష్ట లైన్ నిరోధకత) ప్రస్తుత మూలం సరఫరా చేయబడిన వోల్టేజ్పై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఉదాహరణకు, 12 వోల్ట్ల సాధారణ సరఫరా వోల్టేజ్తో, ప్రతిఘటన 600 ఓంలు మించకూడదు. ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజీల పరిధులు GOST 26.011-80 «కొలతలు మరియు ఆటోమేషన్లో వివరించబడ్డాయి. నిరంతర విద్యుత్ ప్రవాహం మరియు వోల్టేజ్ యొక్క ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్».
ప్రాథమిక సిగ్నల్ ఏకీకరణ సాధనం - సాధారణీకరణ కన్వర్టర్
సెన్సార్ నుండి ప్రైమరీ సిగ్నల్ను ఏకీకృతం చేయడానికి - దానిని 0 నుండి 10 V వరకు వోల్టేజ్గా లేదా 4 నుండి 20 mA వరకు కరెంట్గా మార్చడానికి, అని పిలవబడేది సాధారణీకరణ కన్వర్టర్లు… ఈ ప్రామాణిక కన్వర్టర్లు ఉష్ణోగ్రత, తేమ, పీడనం, బరువు మొదలైన వాటి కోసం అందుబాటులో ఉన్నాయి.
సెన్సార్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం భిన్నంగా ఉంటుంది: కెపాసిటివ్, ఇండక్టివ్, రెసిస్టివ్, థర్మోకపుల్, మొదలైనవి. అయినప్పటికీ, సిగ్నల్ యొక్క తదుపరి ప్రాసెసింగ్లో సౌలభ్యం కోసం, అవుట్పుట్ తప్పనిసరిగా ఏకీకరణ అవసరాలను తీర్చాలి. అందుకే సెన్సార్లు తరచుగా కరెంట్ లేదా వోల్టేజ్గా కొలిచిన విలువ యొక్క ప్రామాణిక కన్వర్టర్లతో అమర్చబడి ఉంటాయి.