ऑटोमेशनचे मूलभूत घटक

कोणत्याही स्वयंचलित यंत्रामध्ये परस्पर जोडलेले घटक असतात ज्यांचे कार्य त्यांना मिळालेल्या सिग्नलचे गुणात्मक किंवा परिमाणात्मक रूपांतर करणे आहे.

ऑटोमेशन घटक - हे स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीच्या उपकरणाचा भाग आहे ज्यामध्ये भौतिक परिमाणांचे गुणात्मक किंवा परिमाणात्मक परिवर्तन केले जातात. भौतिक प्रमाणांच्या रूपांतरणाव्यतिरिक्त, ऑटोमेशन घटक मागील घटकापासून पुढील घटकाकडे सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी कार्य करते.

स्वयंचलित प्रणालींमध्ये समाविष्ट असलेले घटक विविध कार्ये करतात आणि त्यांच्या कार्यात्मक उद्देशानुसार, अवयव (घटक) समजून घेणे, परिवर्तन करणे, कार्यान्वित करणे, समायोजित करणे आणि दुरुस्त करणे, तसेच सिग्नल जोडणे आणि वजा करणे या घटकांमध्ये विभागलेले आहेत.

ज्ञानेंद्रियांचे अवयव (संवेदी घटक) नियंत्रण ऑब्जेक्टचे नियंत्रित किंवा नियंत्रित मूल्य मोजण्यासाठी आणि ट्रान्समिशन आणि पुढील प्रक्रियेसाठी सोयीस्कर सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केले आहे.

उदाहरणे: तापमान मोजण्यासाठी सेन्सर (थर्मोकपल्स, थर्मिस्टर्स), आर्द्रता, वेग, बल इ.

अॅम्प्लीफायर (घटक), अॅम्प्लिफायर - अशी उपकरणे जी सिग्नलचे भौतिक स्वरूप न बदलता, केवळ प्रवर्धन तयार करतात, उदा. आवश्यक मूल्यापर्यंत वाढवणे. स्वयंचलित प्रणाली यांत्रिक, हायड्रॉलिक, इलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय, इलेक्ट्रोमेकॅनिकल (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिले, चुंबकीय स्टार्टर्स), इलेक्ट्रिक मशीन अॅम्प्लीफायर्स इ. वापरतात.

बदलणारे अवयव (घटक) पुढील प्रेषण आणि प्रक्रियेच्या सोयीसाठी एका भौतिक स्वरूपाचे सिग्नल दुसर्‍या भौतिक स्वरूपाच्या सिग्नलमध्ये रूपांतरित करणे.

उदाहरणे: नॉन-इलेक्ट्रिकल ते इलेक्ट्रिकल कन्व्हर्टर.

कार्यकारी संस्था (घटक) ऑब्जेक्ट कंट्रोल बॉडीसह एक युनिट असल्यास, कंट्रोल ऑब्जेक्टवरील कंट्रोल क्रियेचे मूल्य बदलण्यासाठी किंवा कंट्रोल बॉडीची इनपुट व्हॅल्यू (कोऑर्डिनेट्स) बदलण्याचा हेतू आहे, ज्याला एक घटक म्हणून देखील मानले जावे. स्वयंचलित प्रणालींचे. ऑपरेशन आणि डिझाइनच्या तत्त्वानुसार, कार्यकारी आणि नियमन घटक वैविध्यपूर्ण आहेत.

उदाहरणे: तापमान नियंत्रण प्रणालीमधील गरम घटक, द्रव आणि वायू नियंत्रण प्रणालीमध्ये विद्युतीयरित्या सक्रिय झडप आणि वाल्व इ.

प्रशासकीय संस्था (घटक) नियंत्रित व्हेरिएबलचे आवश्यक मूल्य सेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.

सुधारात्मक संस्था (घटक) त्यांचे ऑपरेशन सुधारण्यासाठी स्वयंचलित प्रणाली दुरुस्त करण्यासाठी सर्व्ह करा.

ऑटोमेशन घटकांद्वारे केलेल्या कार्यांवर अवलंबून, ते सेन्सर, अॅम्प्लीफायर्स, स्टेबिलायझर्स, रिले, वितरक, मोटर्स इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकतात.

सेन्सर (मेजरिंग बॉडी, सेन्सर एलिमेंट) - एक घटक जो एका भौतिक प्रमाणात दुसर्‍यामध्ये रूपांतरित करतो, स्वयंचलित डिव्हाइसमध्ये वापरण्यासाठी अधिक सोयीस्कर आहे.

सर्वात सामान्य सेन्सर असे आहेत जे विद्युत नसलेल्या प्रमाणांचे (तापमान, दाब, प्रवाह इ.) विद्युतीय प्रमाणांमध्ये रूपांतर करतात. त्यापैकी पॅरामेट्रिक आणि जनरेटर सेन्सर आहेत.

पॅरामेट्रिक सेन्सर असे आहेत जे मोजलेले मूल्य इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या पॅरामीटरमध्ये रूपांतरित करतात - वर्तमान, व्होल्टेज, प्रतिकार इ.

उदाहरणार्थ, तापमान संपर्क सेन्सर तापमानातील बदलाला इलेक्ट्रिकल सर्किट रेझिस्टन्समधील बदलामध्ये बदलते जेव्हा संपर्क उघडे असतात तेव्हा संपर्क अमर्यादपणे बंद केले जातात. हा आयटम घरगुती इस्त्रीमध्ये स्थापित केलेला तापमान सेन्सर आहे.

तांदूळ. 1. थर्मल संपर्काद्वारे गरम तापमानाचे नियमन करण्याची योजना

थंड इस्त्रीमध्ये, तापमान बदलांना संवेदनशील असणारा थर्मल कॉन्टॅक्ट बंद होतो आणि लोखंड चालू केल्यावर, हीटिंग एलिमेंटमधून विद्युत प्रवाह वाहतो, ज्यामुळे तो गरम होतो. जेव्हा लोखंडाची प्लेट संपर्क तापमानापर्यंत पोहोचते, ते नेटवर्कवरून हीटिंग एलिमेंट उघडते आणि डिस्कनेक्ट करते.

जनरेटरला सेन्सर म्हणतात जे मोजलेले मूल्य EMF मध्ये रूपांतरित करते, उदाहरणार्थ तापमान मोजण्यासाठी व्होल्टमीटरच्या संयोगाने वापरलेले थर्मोकूपल. अशा थर्मोकूपलच्या टोकावरील ईएमएफ हे थंड आणि गरम जंक्शनमधील तापमानाच्या फरकाच्या प्रमाणात असते.

तांदूळ. 2. थर्मोकूपल यंत्र

थर्मोकूपलच्या ऑपरेशनचे साधन आणि तत्त्व. थर्मोकूपलचे कार्यरत शरीर एक संवेदनशील घटक आहे ज्यामध्ये दोन भिन्न थर्मोइलेक्ट्रोड्स 9 असतात ज्यात 11 च्या शेवटी एकत्र जोडलेले असते, जे गरम संयुक्त असते.थर्मोइलेक्ट्रोड्स त्यांच्या संपूर्ण लांबीसह इन्सुलेटर 1 वापरून वेगळे केले जातात आणि संरक्षक फिटिंग्ज 10 मध्ये ठेवले जातात. घटकाचे मुक्त टोक हेड 4 मध्ये असलेल्या थर्मोकूपलच्या संपर्क 7 शी जोडलेले असतात, जे गॅस्केट 5 सह कव्हर 6 सह बंद होते. पॉझिटिव्ह थर्मोइलेक्ट्रोड हे «+» चिन्हाच्या संपर्काशी जोडलेले असते.

थर्मोइलेक्ट्रोड स्लीव्हज 9 चे सील करणे इपॉक्सी कंपाऊंड 8 वापरून केले जाते. थर्मोकूपलचा कार्यरत शेवट सिरेमिक टिपसह संरक्षणात्मक मजबुतीकरणापासून वेगळा केला जातो, जो थर्मल जडत्व कमी करण्यासाठी काही डिझाइनमध्ये गहाळ असू शकतो. थर्मोकपल्समध्ये फील्ड माउंटिंगसाठी स्तनाग्र 2 आणि मीटरच्या कनेक्टिंग वायरमध्ये प्रवेश करण्यासाठी निप्पल 3 असू शकते.

या लेखातील वर्गीकरण, उपकरण आणि थर्मोकपल्सच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाबद्दल अधिक वाचा: थर्मोइलेक्ट्रिक कन्व्हर्टर्स

पॅरामेट्रिक आणि जनरेटर सेन्सरमधील फरक

पॅरामेट्रिक सेन्सर्समध्ये, इनपुट सिग्नल सेन्सरचे प्रत्येक पॅरामीटर (प्रतिरोध, कॅपेसिटन्स, इंडक्टन्स) आणि त्यानुसार त्याचे आउटपुट सिग्नल बदलते. त्यांच्या ऑपरेशनसाठी बाह्य उर्जा स्त्रोत आवश्यक आहे. जनरेटर सेन्सर इनपुट सिग्नलच्या कृती अंतर्गत EMF व्युत्पन्न करतात आणि त्यांना अतिरिक्त उर्जा स्त्रोताची आवश्यकता नसते.

विविध प्रकारच्या सेन्सर्सबद्दल येथे अधिक वाचा: पोटेंशियोमीटर सेन्सर्स, प्रेरक सेन्सर्स

इतर ऑटोमेशन घटक

अॅम्प्लीफायर - एक घटक ज्यामध्ये इनपुट आणि आउटपुटचे प्रमाण समान भौतिक स्वरूपाचे असते परंतु परिमाणवाचक रूपात बदललेले असते. उर्जा स्त्रोताच्या उर्जेचा वापर करून प्रवर्धन प्रभाव प्राप्त केला जातो.इलेक्ट्रिकल अॅम्प्लीफायरमध्ये, व्होल्टेज गेन ku = Uout/Uin, वर्तमान गेन ki=Iout/Azin आणि पॉवर गेन kstr=ktics वेगळे केले जातात.

कोणतेही इलेक्ट्रिकल मशीन जनरेटर अॅम्प्लिफायर म्हणून काम करू शकते. त्यात उत्तेजना मध्ये एक लहान बदल आउटपुट सिग्नल मध्ये एक लक्षणीय बदल ठरतो - लोड वर्तमान किंवा व्होल्टेज. उर्जा स्त्रोत एक मोटर आहे जी जनरेटरला रोटेशनमध्ये आणते.

इलेक्ट्रिक प्रोपल्शनमध्ये पूर्वी सक्रियपणे वापरल्या जाणार्‍या अॅम्प्लीफायर्सची उदाहरणे: इलेक्ट्रिक मशीन अॅम्प्लिफायर्स, चुंबकीय अॅम्प्लीफायर्स… सध्या, या हेतूंसाठी अॅम्प्लीफायर्स आणि कन्व्हर्टर सक्रियपणे वापरले जातात. थायरिस्टर्स आणि उच्च स्विचिंग वारंवारता ट्रान्झिस्टर.

स्टॅबिलायझर - एक ऑटोमेशन घटक जे आउटपुट मूल्याचे जवळजवळ स्थिर मूल्य प्रदान करते जेव्हा इनपुट मूल्य निर्दिष्ट मर्यादेत बदलते. स्टॅबिलायझरचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे स्थिरीकरण गुणांक, जे इनपुट मूल्याचा सापेक्ष बदल आउटपुट मूल्याच्या सापेक्ष बदलापेक्षा किती वेळा जास्त आहे हे दर्शविते. विद्युत उपकरणांमध्ये करंट आणि व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स वापरले जातात.

येथे स्टॅबिलायझर्सबद्दल अधिक वाचा: फेरोसोनंट व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स आणि इलेक्ट्रॉनिक व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स

रिले - एक घटक ज्यामध्ये, जेव्हा विशिष्ट इनपुट मूल्य गाठले जाते, तेव्हा आउटपुट मूल्य अचानक बदलते. रिलेचा वापर इनपुट मूल्याची काही निश्चित मूल्ये निश्चित करण्यासाठी, सिग्नल वाढवण्यासाठी आणि एकाच वेळी अनेक विद्युतीय असंबंधित सर्किटमध्ये सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी केला जातो. सर्वात सामान्य म्हणजे विविध डिझाइन इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंट्रोल रिले.

वितरक - एक ऑटोमेशन घटक जो सिग्नल ट्रान्समिशन सर्किट्सचे पर्यायी स्विचिंग प्रदान करतो. वितरण बहुतेकदा इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये वापरले जाते. वितरकाचे उदाहरण म्हणजे स्टेप फाइंडर.

इंजिन - एक यंत्रणा जी काही उर्जेचे यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतर करते. इलेक्ट्रिक मोटर्स बहुतेकदा ऑटोमेशन उपकरणांमध्ये वापरल्या जातात, परंतु वायवीय देखील वापरल्या जातात. ऑटोमेशनमध्ये, या प्रकारची सर्वात सामान्य साधने आहेत स्टेपर मोटर्स.

ट्रान्समीटर — एका परिमाणाचे दुसर्‍यामध्ये रूपांतर करण्यासाठी डिझाइन केलेले उपकरण, संप्रेषण चॅनेलवर प्रसारित करण्यासाठी सोयीस्कर. मुख्य कार्याव्यतिरिक्त, ट्रान्समीटर सामान्यतः रूपांतरित मूल्याचे एन्कोडिंग करते, ज्यामुळे संप्रेषण चॅनेल कार्यक्षमतेने वापरणे शक्य होते आणि प्रसारित सिग्नलवरील हस्तक्षेपाचा प्रभाव कमी होतो.

रिसीव्हर - एक साधन जे संप्रेषण चॅनेलवरील प्राप्त सिग्नलला ऑटोमेशन सिस्टमच्या घटकांद्वारे समजण्यासाठी सोयीस्कर मूल्यामध्ये रूपांतरित करते. ट्रान्समिशन दरम्यान सिग्नल एन्कोड केलेले असल्यास, रिसीव्हरमध्ये डीकोडर समाविष्ट केला जातो. रिसीव्हर्स आणि ट्रान्समीटर सक्रियपणे वापरले जातात टेलिकंट्रोल आणि टेलिसिग्नलिंग सिस्टम.