Urządzenia obiektowe automatyki

Układ automatycznej regulacje składa się z:

-obiektu regulacji,

-urządzeń pomiarowych

-regulatora,

-urządzeń wykonawczych

Urządzenia pomiarowe

Urządzenie pomiarowe jest elementem układu regulacji automatycznej służącym do przetwarzania wielkości regulowanej na sygnał dogodny do wprowadzania do regulatora. Urządzenie pomiarowe składa się zwykle z czujnika i przetwornika.

Czujnik przetwarza aktualną wartość wielkości regulowanej y na sygnał pośredni y'.

Sygnał ten często nie nadaje się do bezpośredniego wprowadzenia do regulatora. W urządzeniu pomiarowym stosuje się przetwornik, zmieniający sygnał y' na inny sygnał y'' dogodny do wprowadzenia do regulatora.

Regulator

Regulator jest elementem układu regulacji automatycznej o określonych właściwościach dynamicznych, wytwarzającym sygnał nastawiający. Regulator jest urządzeniem składającym się z członu porównującego, przedstawionego na schemacie za pomocą węzła sumacyjnego oraz z członu korekcyjnego, wytwarzającego pożądany sygnał nastawiający. Oba te elementy stanowią konstrukcyjną całość.

Urządzenie wykonawcze

Urządzenie wykonawcze jest elementem układu regulacji automatycznej sterującym obiektem zgodnie z oddziaływaniem sygnału wytworzonego w regulatorze.

Sygnał ten wymaga zazwyczaj wzmocnienia mocy, potrzebnej do wysterowania elementu napędowego, który uruchamia element nastawczy. Urządzenie wykonawcze składa się zwykle ze wzmacniacza mocy, elementu napędowego oraz elementu nastawczego.

Do budowy elementów i urządzeń automatyki stosuje się najróżrodniejsze części konstrukcyjne. Wynika stąd podział elementów automatyki na:
-elektryczne i elektroniczne

-mechaniczne

-pneumatyczne

-hydrauliczne

-mieszane

Klasyfikacja ta jest ściśle związana z rozróżnieniem urządzeń pracujących bez energii pomocniczej - przeważnie czysto mechanicznych oraz urządzeń z energią pomocniczą, w których nośnikami energii mogą być:

- prąd elektryczny (w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych)

- olej pod ciśnieniem (w urządzeniach hydraulicznych)

- sprężone powietrze (w urządzeniach pneumatycznych) oraz

- wymienione dwa lub trzy nośniki jednocześnie (w urządzeniach mieszanych)

Ze względu na sposób działania rozróżniamy:

- elementy automatyki o działaniu ciągłym, których sygnały występują stale i mogą przybierać każdą wartość (od najmniejszej do największej) znajdującą się w normalnym obszarze ich zmienności,

- elementy automatyki o działaniu dyskretnym, których sygnały mogą przyjmować tylko niektóre, wybrane wartości lub występować tylko w niektórych, wybranych chwilach czasu.

Urządzenie pomiarowe w układzie jest z jednej strony połączone z obiektem regulacji, a z drugiej strony z regulatorem. Porównanie wartości wielkości regulowanej (mierzonej) z jej wartością zadaną odbywa się z reguły za urządzeniem pomiarowym. Od urządzenia pomiarowego żąda się wysokiej jakości przetwarzania. Sygnał wyjściowy z urządzenia pomiarowego powinien być dopasowany do technicznego rozwiązania regulatora, ściślej do jego układu wejściowego i porównującego.

Zmniejszenie różnorodności tych urządzeń uzyskuje się w wyniku zastosowania przetwarzania dwustopniowego przez wyodrębnienie czujnika i przetwornika. Na wyjściu urządzenia pomiarowego uzyskuje się zmniejszenie rodzajów i poziomów sygnału wyjściowego.

Czujnik pomiarowy powinien charakteryzować się małym poborem mocy, aby pomiar nie zakłócał przebiegu procesu kontrolowanego. Dąży się do ujednolicenia sygnałów w układach automatyki. Sygnały te nazywa się sygnałami standardowymi. Wprowadzenie sygnałów standardowych ułatwia połączenie ze sobą poszczególnych elementów układu oraz znacznie zmniejsza różnorodność potrzebnych elementów.

Sygnały wyjściowe czujników pomiarowych nie zawsze są sygnałami standardowymi. Wówczas zachodzi konieczność stosowania dodatkowych elementów tzw. Przetworników pomiarowych. Przeznaczone są one do zmiany sygnałów z czujników w odpowiednie sygnały standardowe.

Przetworniki stosowane są w automatyce jako elementy:

- pomiarowe,

- porównawcze,

- przeliczające,

- zadające

- elementy zdalnego sterowania

Ze względu na przeznaczenie rozróżniamy przetworniki:

a) pomiarowe,

b) przeliczające

c) rodzaju sygnału

Ad. b)

Przetworniki przeliczające wykorzystuje się do sumowania, mnożenia, dzielenia i wykonywania innych operacji matematycznych.

Ad. c)

Do przetworników rodzaju sygnału zaliczamy przetworniki analogowo - cyfrowe i cyfrowo - analogowe

Przetworniki posiadają różnorodne rozwiązania zależne od zasady działania, budowy i warunków pracy, przy czym można je ogólnie podzielić na: nieelektryczne i elektryczne. Klasyfikacja ta wynika z rodzaju energii działającej na przetwornik. Wśród szeroko stosowanych w automatyce przetworników elektrycznych wyodrębnia się:

- przetworniki czynne w których przy przetwarzaniu wielkości nieelektrycznych powstaje siła elektromotoryczna

- przetworniki bierne, które przetwarzają zmiany mierzonych wielkości nieelektrycznych (np. przesunięć) na zmiany parametrów elektrycznych (np. rezystancji)

---