I. Uvod
Krmiljenje s povratnimi informacijami kot ena od osrednjih strategij nadzora v industrijski avtomatizaciji igra ključno vlogo v sodobni industrijski proizvodnji. Njegovo osnovno načelo je primerjava izhodnega signala nadzorovanega objekta z želeno vrednostjo, pridobitev signala napake in prilagajanje izhoda krmilnika na podlagi tega signala napake, tako da se doseže natančen nadzor nadzorovanega objekta. V tem prispevku bodo podrobneje opisana osnovna načela povratne regulacije, vključno z njeno definicijo, značilnostmi, delovnim procesom, vrstami in aplikacijami v industrijski avtomatizaciji.
II. Definicija in značilnosti povratne regulacije
Opredelitev
Nadzor s povratnimi informacijami se nanaša na primerjavo dejanskih rezultatov po zaključku določenega dejanja in naloge, tako da vpliva na izvedbo naslednjega dejanja in igra vlogo pri nadzoru. Njegovo osnovno načelo je postopek vračanja izhodnih informacij sistema na vhod, primerjave z vhodnimi informacijami in uporabe odstopanja med obema za nadzor. Nadzor s povratnimi informacijami dejansko uporablja preteklost za usmerjanje prihodnosti, tako da izvajanje načrtovalskih odločitev in sam prvotni načrt v dinamiki doseže usklajevanje.
Značilnosti
(1) Pravočasnost:povratno krmiljenje lahko načrtuje odločitve pri izvajanju posameznega koraka procesa, ki ga povzroča objektivni učinek, pravočasen odziv, in temu primerno prilagaja, spreminja naslednji korak pri izvajanju programa.
(2) Dinamično:nadzor s povratnimi informacijami naredi izvajanje programskih odločitev in sam izvirni načrt v dinamiki za dosego koordinacije, da se prilagodi spreminjajočemu se zunanjemu okolju in notranjim razmeram.
(3) posledice-:nadzor s povratnimi informacijami temelji predvsem na posledicah povratnih informacij in glede na dejstvo, da je težko spremeniti in zamenjati stari načrt z novim načrtom, nova odločitev za zamenjavo prvotnega-odločanja traja določen čas.
III. Postopek nadzora povratnih informacij
Delovni proces krmiljenja povratnih informacij v glavnem vključuje naslednje korake:
Nastavitev želene vrednosti:najprej je treba želeno izhodno vrednost nadzorovanega objekta nastaviti kot cilj krmiljenja.
Izmerite dejansko izhodno vrednost: preko senzorjev in drugih merilnih naprav,-merjenje dejanske izhodne vrednosti nadzorovanega objekta v realnem času.
Primerjaj napako:Primerjajte dejansko izhodno vrednost z želeno vrednostjo, da dobite signal napake.
Prilagodite izhod krmilnika:glede na velikost in smer signala napake krmilnik izračuna ustrezen krmilni signal za prilagoditev vhoda nadzorovanega predmeta.
Povratna zanka:prilagojeni vhod deluje na nadzorovani objekt in ustvari nov izhod, ki se ponovno primerja z želeno vrednostjo in tvori povratno zanko.
IV. Vrste krmiljenja s povratnimi informacijami
Glede na vlogo povratnega signala lahko nadzor povratne informacije razdelimo na dve vrsti pozitivne povratne informacije in negativne povratne informacije:
Pozitivne povratne informacije:Pozitivna povratna informacija poveča neto vnos, tj. če sprememba poveča izhod sistema, potem pozitivna povratna informacija okrepi težnjo tega povečanja. Pozitivne povratne informacije se pogosto uporabljajo v aplikacijah, kjer je treba povečati odziv sistema ali okrepiti signal.
Negativne povratne informacije:Negativna povratna informacija zmanjša neto vnos, tj. če sprememba poveča izhod sistema, potem negativna povratna informacija stabilizira izhod sistema tako, da prilagodi vhod, da zmanjša to povečanje. Negativna povratna informacija je najpogosteje uporabljena povratna metoda v krmilnem sistemu, saj lahko izboljša stabilnost sistema in natančnost krmiljenja.
V. Uporaba povratne regulacije v industrijski avtomatizaciji
Nadzor s povratnimi informacijami se pogosto uporablja v industrijski avtomatizaciji, vključno z naslednjimi vidiki, a ne omejeno nanje:
Nadzor temperature:V kemični in metalurški industriji je treba temperaturo opreme, kot so reaktorji in grelne peči, natančno nadzorovati. Dejansko temperaturo izmerijo temperaturni senzorji in primerjajo z nastavljeno temperaturo, krmilnik pa glede na signal napake prilagaja moč ogrevalne ali hladilne opreme in tako realizira natančen nadzor temperature.
Nadzor tlaka:V naftni in plinski industriji je treba stabilen nadzor tlaka v cevovodih, skladiščnih rezervoarjih in drugi opremi. Preko tlačnega senzorja za merjenje dejanskega tlaka in v primerjavi z nastavljenim tlakom krmilnik glede na signal napake prilagodi odpiranje ventila ali izhodni pretok črpalke, da se doseže stabilen nadzor tlaka.
Nadzor pretoka:Pri obdelavi vode, farmacevtski in drugih industrijah je potrebno natančno krmiljenje pretoka tekočine ali plina. Preko senzorja pretoka za merjenje dejanskega pretoka in v primerjavi z nastavljenim pretokom krmilnik glede na signal napake prilagodi izhodno moč črpalke ali ventila, da se doseže natančen nadzor pretoka.
Nadzor položaja:V proizvodnji strojev, avtomatiziranem sestavljanju in drugih industrijah je treba položaj opreme, kot so robotske roke in tekoči trakovi, natančno nadzorovati. Prek senzorja položaja za merjenje dejanskega položaja in v primerjavi z nastavljenim položajem krmilnik glede na signal napake prilagodi izhodni navor ali hitrost pogonskega motorja, da se doseže natančen nadzor položaja.
VI. Povzetek
Krmiljenje s povratno informacijo kot ena od osrednjih strategij krmiljenja v industrijski avtomatizaciji je njegovo osnovno načelo primerjati izhodni signal nadzorovanega objekta z želeno vrednostjo, pridobiti signal napake in prilagoditi izhod krmilnika na podlagi tega signala napake, tako da se doseže natančen nadzor nadzorovanega objekta. Za krmiljenje s povratnimi informacijami so značilni pravočasnost, dinamika in naknadni-učinki in se pogosto uporablja v industrijski avtomatizaciji. S poglobljenim razumevanjem osnovnih principov in scenarijev uporabe nadzora s povratnimi informacijami je mogoče bolje dojeti njegovo ključno vlogo v industrijski avtomatizaciji in zagotoviti močno podporo za uresničitev učinkovitejše in stabilnejše avtomatizirane proizvodnje.