Классификация элементов систем управления и автоматик

 

Многогранность автоматических систем управления, предназначенные для контроля и управления различными по своей физической природе объектами, влечет за собой многогранность элементов как в отношении их конструктивного исполнения (физических процессов, лежащих в основе построения; рода энергии, используемой при работе), так и в плане выполняемых ими функций. Это приводит к необходимости осуществить классификацию элементов, которая объединила бы их в отдельные группы с одинаковыми классификационными признаками, и позволит проводить исследования не каждого отдельного элемента, а целого класса.

Классификационные признаки могут быть главные и второстепенные. Поэтому при их выборе нужно рассмотреть частотные преобразователи фирмы abb, роль  отдельного элемента в системе, его характерные особенности, затем установить возможные общие признаки и сгруппировать за ними классы элементов, и, исходя из главной цели — разработки системы управления, выделить главные и дополнительные признаки и расположить их в порядке важности .

В общем случае задача каждого элемента состоит в качественном и количественном преобразовании информации, полученной от предыдущего элемента, и передачи ее в форме, которая пригодна для использования, следующем элемента. Таким образом, любой элемент автоматики можно рассматривать в первую очередь как преобразователь энергии, на вход которого поступает некоторая величина Х, а с выхода снимается величина В. В одних элементах энергия выходного сигнала черпается полностью из энергии входного сигнала. Соответственно, мощность выходного сигнала всегда меньше (на величину внутренних потерь) мощности входного сигнала. Такие элементы называются пассивными. В других элементах имеется дополнительный источник энергии. Здесь входная величина только управляет передачей энергии дополнительного источника на выход элемента. При наличии дополнительного источника энергии возможно преобразование входного сигнала малой мощности в выходной сигнал большой мощности, то есть — усиления мощности. Такие элементы называются активными. Таким образом, при наличии дополнительного источника энергии все элементы систем автоматического управления и контроля можно разделить на два класса: пассивные и активные.

Элементы делятся на генераторные и параметрические. В генераторных элементах происходит непосредственное преобразование одной формы энергии в другую (например термопара, пьезоэлемент), а в параметрических элементах — энергия входной величины расходуется на изменение величины одного из параметров элемента (R, L, C, и т.п., например , термосопротивление, тензодатчиков).

Существующие элементы используют различный вид энергии дополнительного источника, разный принцип действия, кроме того, характер изменения выходных сигналов элементов может быть различным. Исходя из этого можно провести классификацию по определенным признакам. Итак, по виду энергии дополнительного источника элементы могут быть разделены на электрические, гидравлические, пневматические, механические и комбинированные. Следует отметить, что элементарные формы энергии никогда не существуют изолированно, и, как правило, одна форма сопровождается появлением другой. Однако в каждом физическом явлении можно выделить главные формы энергии. При этом для элемента имеет значение форма энергии, которая действует на входе и выходе.

По физическому принципу действия элементы разделяют на: механические, тепловые, электрические, магнитные, электромагнитные, полупроводниковые, оптоэлектронные, акустические и др. Один и тот же принцип действия может быть заложен в основу элементов, которые выполняют различные функции, и наоборот, элементы, которые выполняют одинаковые функции, могут иметь различные принципы действия. Физический принцип действия элементов обусловливает их конструктивные формы и основные методы расчета.