Основные принципы. Классификация датчиков

Классификация датчиков

Общие сведения

Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления технологическими процессами. Классы и типовые структуры САиУ. Основные понятия и определения.

Лекция №1

Лекция №3

Лекция №2

Лекция №1

Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления технологическими процессами. Классы и типовые структуры САиУ.Основные понятия и определения.

Назначение и состав технических средств САиУ, типовое обеспечение САиУ. Характеристики элементов регулирования и управления.

Комплексы технических средств, программно-технические комплексы. Аппаратно-программные средства распределенных САиУ.

Современная АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления.

Рис. 1.1. Пример структуры АСУ.

Упрощенная структура АСУ представлена на рис. 1.1, в зависимости от производства, от целей автоматизации структура АСУ может включать подсистемы – РСУ и ПАЗ, различные дополнительные уровни и элементы.

Основными видами устройств в схемах автоматизации являются:

1) датчики. Современные датчики могут включать следующие составляющие – измерительный преобразователь (преобразует физическую величину в электрическую), преобразователь в унифицированный сигнал (опционально), индикатор (опционально), микропроцессорную составляющую (опционально).

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Классификация по измеряемому параметру

· Датчики давления

· Датчики расхода

· Уровня

· Температуры

· Датчик концентрации

· Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)

· Перемещения

· Положения

· Фотодатчики

· Датчик углового положения

· Датчик вибрации

· Датчик механических величин

· Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

· Оптические (фотодатчики)

· Магнитоэлектрические (На основе эффекта Холла)

· Пьезоэлектрические

· Тензо преобразователь

· Ёмкостной датчик

· Потенциометрический датчик

· Индуктивный датчик

· Индукционный датчик

Классификация по характеру выходного сигнала

· Дискретные

· Аналоговые

· Цифровые

· Импульсные

2) управляющие устройства. В зависимости от задачи автоматизации, УУ может быть регулятор, микроконтроллер, контроллер.

Регулятор — в теории управления устройство, которое следит за работой объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы. Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления (непосредственно, либо с помощью наблюдателей) и реагируют на их изменение с помощью некоторых алгоритмов управления в соответствии с заданным качеством управления.

Регуляторы в подавляющем большинстве работают по принципу отрицательной обратной связи с целью компенсировать внешние возмущения, действующие на объект управления и отработать заданный извне или заложенный в системе закон управления. Примером может служить регулятор скорости двигателя.

3) исполнительные устройства.

Исполнительное устройство — в кибернетике подсистема, передающая воздействие с управляющего устройства на объект управления. Управляющим устройством может быть человек, робот, регулятор или любая другая динамическая система. Входные и выходные сигналы исполнительных устройств, а также их методы воздействия на объект управления могут иметь различную природу.