ऑटोमेशन सिस्टममध्ये युनिफाइड अॅनालॉग सिग्नल

जेव्हा आम्ही एका विशिष्ट तांत्रिक प्रक्रियेसाठी ऑटोमेशन सिस्टम तयार करतो, तेव्हा आम्हाला सेन्सर आणि इतर सिग्नल उपकरणे कनेक्ट करणे आवश्यक आहे — अॅक्ट्युएटरसह, कन्व्हर्टर्ससह, कंट्रोलर्ससह इ. नंतरचे, नियम म्हणून, सेन्सरकडून फॉर्ममध्ये एक सिग्नल प्राप्त होतो. व्होल्टेज किंवा विशिष्ट परिमाणाचा प्रवाह (अ‍ॅनालॉग सिग्नलच्या बाबतीत), किंवा ठराविक वेळेच्या पॅरामीटर्ससह (डिजिटल सिग्नलच्या बाबतीत) नाडीच्या स्वरूपात.

या इलेक्ट्रिकल सिग्नल्सचे पॅरामीटर्स सेन्सरने निश्चित केलेल्या भौतिक प्रमाणाच्या पॅरामीटर्सशी अगदी निश्चितपणे जुळले पाहिजेत, जेणेकरून ऑटोमेशनच्या कार्यासाठी एंड डिव्हाइसचे नियंत्रण पुरेसे असेल.

अर्थात, वेगवेगळ्या सेन्सरमधून अॅनालॉग सिग्नल एकत्र करणे सर्वात सोयीचे आहे, जेणेकरून नियंत्रकांना लवचिकता मिळेल, जेणेकरून वापरकर्त्याला प्रत्येक सेन्सरसाठी त्याचा वैयक्तिक प्रकार आणि प्रत्येक इंटरफेससाठी स्वतःचा सेन्सर निवडण्याची गरज नाही.

इनपुट-आउटपुट सिग्नलचे स्वरूप एकसंध होऊ द्या, विकासकांनी निर्णय घेतला, कारण या दृष्टीकोनातून ऑटोमेशन सिस्टम आणि उद्योगासाठी ऑटोमेशन ब्लॉक्सचा विकास मोठ्या प्रमाणात सुलभ होईल आणि उपकरणांचे समस्यानिवारण, देखभाल आणि आधुनिकीकरण बरेच सोपे होईल - लवचिक. जरी एक सेन्सर अयशस्वी झाला तरीही, आपल्याला तंतोतंत समान शोधण्याची आवश्यकता नाही, संबंधित आउटपुट सिग्नलसह एनालॉग निवडणे पुरेसे असेल.

सभोवतालचे तापमान, इंजिनचा वेग, द्रवपदार्थाचा दाब, नमुना यांत्रिक ताण, हवेतील आर्द्रता इ.चे मोजमाप. — अनेकदा संबंधित सेन्सरकडून प्राप्त झालेल्या सतत अॅनालॉग सिग्नलवर प्रक्रिया करून केले जातात, तर कनेक्ट केलेल्या डिव्हाइसचे सतत ऑपरेशन आपोआप दुरुस्त केले जाते: हीटिंग एलिमेंट, वारंवारता कनवर्टर, पंप, प्रेस इ.

सर्वात सामान्य अॅनालॉग सिग्नल एकतर 0 ते 10 V पर्यंतचे व्होल्टेज सिग्नल किंवा 4 ते 20 एमए पर्यंतचे वर्तमान सिग्नल आहे.

0 ते 10 V पर्यंत व्होल्टेज नियंत्रण

जेव्हा युनिफाइड 0 ते 10 V व्होल्टेज सिग्नल वापरला जातो, तेव्हा 0 ते 10 V व्होल्टेजचा हा सततचा क्रम दाब किंवा तापमान यासारख्या मोजलेल्या भौतिक प्रमाणांच्या मालिकेशी संबंधित असतो.

असे गृहीत धरा की तापमान -30 ते +125 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत बदलते तर व्होल्टेज 0 ते 10V पर्यंत बदलते, 0 व्होल्ट -30 डिग्री सेल्सिअस आणि 10 व्होल्ट +125 डिग्री सेल्सिअस तापमानाशी संबंधित असतात. हे तापमान असू शकते. रिएक्टंट किंवा वर्कपीस आणि इंटरमीडिएट तापमान मूल्यांमध्ये निर्दिष्ट श्रेणीची काटेकोरपणे परिभाषित व्होल्टेज मूल्ये असतील. येथे संबंध रेषीय असणे आवश्यक नाही.

अशा प्रकारे, विविध उपकरणे नियंत्रित करणे तसेच मॉनिटरिंग माहिती प्राप्त करणे शक्य आहे. उदाहरणार्थ, थर्मल सेन्सर असलेल्या रेडिएटरमध्ये वर्तमान तापमान प्रदर्शित करण्यासाठी एनालॉग आउटपुट आहे: 0 V — रेडिएटरच्या पृष्ठभागाचे तापमान + 25 ° C किंवा त्याहून कमी आहे, 10 V — तापमान + 125 ° C वर पोहोचले आहे — जास्तीत जास्त परवानगी आहे.

किंवा कंट्रोलरपासून पंपच्या अॅनालॉग इनपुटवर 0 ते 10 V पर्यंत व्होल्टेज लागू करून, आम्ही कंटेनरमधील गॅसचा दाब समायोजित करतो: 0 V — दाब वायुमंडलाच्या समान आहे, 5 V — दाब 2 atm, 10 आहे. V — 4 atm. त्याचप्रमाणे, तुम्ही विविध उद्देशांसाठी गरम साधने, मेटल कटिंग मशीन, व्हॉल्व्ह आणि इतर फिटिंग आणि अॅक्ट्युएटर नियंत्रित करू शकता.

वर्तमान नियंत्रण (4 ते 20 एमए वर्तमान लूप)

ऑटोमेशन कंट्रोलसाठी युनिफाइड अॅनालॉग सिग्नलचा दुसरा प्रकार म्हणजे 4-20 mA वर्तमान सिग्नल ज्याला «करंट लूप» म्हणतात. हे सिग्नल ड्राइव्ह नियंत्रित करण्यासाठी विविध सेन्सर्सकडून सिग्नल प्राप्त करण्यासाठी देखील वापरले जाते.

व्होल्टेज सिग्नलच्या विपरीत, सिग्नलचे सध्याचे स्वरूप ते जास्त अंतरावर विकृत न करता प्रसारित करण्यास अनुमती देते, कारण लाइन व्होल्टेज थेंब आणि प्रतिकारांची आपोआप भरपाई केली जाते. याव्यतिरिक्त, ट्रान्समिशन सर्किट्सच्या अखंडतेचे निदान करणे खूप सोपे आहे - जर तेथे विद्युत प्रवाह असेल तर लाइन अखंड आहे, जर प्रवाह नसेल तर एक ओपन सर्किट आहे. या कारणास्तव, सर्वात लहान मूल्य 4 एमए आहे, 0 एमए नाही.

म्हणून येथे वर्तमान स्त्रोताचा वापर नियंत्रण सिग्नलसाठी उर्जा स्त्रोत म्हणून केला जातो आणि व्होल्टेज स्त्रोत नाही. त्यानुसार, ड्राइव्ह कंट्रोलरमध्ये 4-20 एमए वर्तमान इनपुट असणे आवश्यक आहे आणि सेन्सर ट्रान्सड्यूसरमध्ये वर्तमान आउटपुट असणे आवश्यक आहे.समजा फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरमध्ये 4-20 mA चा कंट्रोल करंट इनपुट असेल, तर जेव्हा इनपुटवर 4 mA किंवा त्यापेक्षा कमी सिग्नल लागू केला जातो तेव्हा नियंत्रित ड्राइव्ह थांबेल आणि 20 mA चा करंट लागू केल्यावर तो वेग वाढवेल. पूर्ण गती.

दरम्यान, वर्तमान सेन्सर आउटपुट सक्रिय आणि निष्क्रिय दोन्ही असू शकतात. बहुतेक वेळा, आउटपुट निष्क्रिय असतात, याचा अर्थ अतिरिक्त वीज पुरवठा आवश्यक असतो, जो सेन्सर आणि ड्राइव्ह कंट्रोलरसह मालिकेत जोडलेला असतो. सक्रिय आउटपुट असलेल्या सेन्सर किंवा कंट्रोलरला वीज पुरवठ्याची आवश्यकता नसते कारण ते अंगभूत असते.

अॅनालॉग करंट लूप आज अभियांत्रिकीमध्ये व्होल्टेज सिग्नलपेक्षा अधिक वापरला जातो. ते अनेक किलोमीटरपर्यंतच्या अंतरावर वापरले जाऊ शकते. उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी, ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणांचे गॅल्व्हॅनिक पृथक्करण जसे की ऑप्टोकपलर वापरले जाते. वर्तमान स्त्रोताच्या अपूर्णतेमुळे, जास्तीत जास्त स्वीकार्य रेषेची लांबी (आणि कमाल रेषेचा प्रतिकार) वर्तमान स्त्रोत ज्या व्होल्टेजमधून पुरवला जातो त्यावर अवलंबून असते.

उदाहरणार्थ, 12 व्होल्टच्या ठराविक पुरवठा व्होल्टेजसह, प्रतिकार 600 ohms पेक्षा जास्त नसावा. प्रवाह आणि व्होल्टेजच्या श्रेणींचे वर्णन GOST 26.011-80 «मापन आणि ऑटोमेशनमध्ये केले आहे. सतत विद्युत प्रवाह आणि व्होल्टेजचे इनपुट आणि आउटपुट».

प्राथमिक सिग्नल एकीकरण साधन - सामान्यीकरण कनवर्टर

सेन्सरमधून प्राथमिक सिग्नल एकत्रित करण्यासाठी - ते 0 ते 10 V पर्यंतच्या व्होल्टेजमध्ये किंवा 4 ते 20 एमए पर्यंतच्या विद्युत् प्रवाहात रूपांतरित करण्यासाठी, तथाकथित कन्व्हर्टर सामान्य करणे… हे मानकीकरण करणारे कन्व्हर्टर तापमान, आर्द्रता, दाब, वजन इ.साठी उपलब्ध आहेत.

सेन्सरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत भिन्न असू शकते: कॅपेसिटिव्ह, प्रेरक, प्रतिरोधक, थर्मोकूपल इ. तथापि, सिग्नलच्या पुढील प्रक्रियेच्या सोयीसाठी, आउटपुटने एकीकरण आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे. म्हणूनच सेन्सर बहुतेक वेळा वर्तमान किंवा व्होल्टेजमध्ये मोजलेल्या मूल्याच्या मानक कन्व्हर्टरसह सुसज्ज असतात.