ما هو جهاز التحكم في كشف الهوية الشخصية وكيف يعمل؟

1. (القسم فهم وحدة التحكم في معرِّف المعلمات)

التحكم في معرفات المعلمات هو منظم تلقائي يقلل من الخطأ بين متغير في عملية ما (مثل درجة الحرارة) والنقطة المحددة المطلوبة. ويتم ذلك عن طريق حساب ثلاثة مصطلحات مختلفة بشكل مستمر، على أساس الخطأ الحالي.

نسبي: يستجيب هذا المصطلح على الفور للأخطاء. ناتج جهاز التحكم يتناسب مع خطأ الحجم. كلما ارتفع#39; الكسب النسبي (Kc),' ؛ كلما كانت ردة الفعل أقوى على الانحراف الحالي. ومع ذلك، فإن الكثير من المكاسب قد يسبب التذبذبات.

عدد صحيح (I): يستخدم هذا المصطلح لحساب تراكم الخطأ مع مرور الوقت. الهدف هو إزالة أي خطأ متبقي في الحالة الثابتة من خلال تكامل إشارات الخطأ. هذه المعلمة، ' الوقت المتكامل#39 ؛ (Ti)، يحدد السرعة التي يتراكم بها هذا الخطأ ويؤثر على عمل المتحكم. انخفاض Ti يشير إلى تصحيح أسرع من الأخطاء الماضية.

مشتق (D): يستخدم هذا المصطلح للتنبؤ بالأخطاء المستقبلية استنادًا إلى التغيرات في معدل الخطأ. ويساعد هذا المصطلح على التنبؤ بالتغيرات، ويمكنه أيضًا تحسين الاستقرار من خلال تخفيف التذبذبات. هذه المعلمة، ' اشتقاق الوقت#39 ؛ (Td)، يتحكم في كمية ' العمل المستقبلي#39 ؛ بناء على تغيرات الأسعار. الضوضاء يمكن أن تؤثر على عمل المشتقات.

ثم يجمع هذا المتحكم بين ثلاثة مصطلحات محسوبة (P و I و D) في إشارة خرج واحدة تتحكم في مشغل مثل نظام التدفئة أو نظام التبريد. معاملات P و D و I ضرورية لتحقيق الأداء الأمثل. ومع ذلك، فإن دقة الأسلاك هي الأساس الذي يضمن أن المتحكمين يرون درجة حرارة العملية الحقيقية، ومشغلات الإشارة بشكل صحيح.

2. المكونات الرئيسية في أسلاك التحكم في درجة الحرارة

(القسم: المكونات الرئيسية)

التعرف على المكونات الأساسية لنظام التحكم في درجة الحرارة قبل الغوص في أسلاك معينة

المتحكم PID: هو دماغ النظام. ويقيس جهاز التحكم في تعريف الهوية الشخصي درجة الحرارة، ويقارنها بالنقطة المحددة ويحسب معلمات مخرجاتها. ثم يرسل إشارة خرج إلى الجهاز.

المدخلات الموجهة لأجهزة الاستشعار مثل المزدوجات الحرارية أو RTD. بعض النماذج يمكن أن تقبل إشارات الجهد والتيار.

المخرجات: يستخدم المرحل للتحكم في إمداد الطاقة لعناصر التبريد/التسخين. بعض وحدات التحكم تتميز بمخرجات 0-10 فولت ومنافذ الاتصالات.

الطاقة المدخلة: عادة ما يكون جهد تيار مستمر ذو كثافة منخفضة (على سبيل المثال 12-24 فولت)، أو تيار متردد.

الواجهة/العرض: يتميز بشاشة LCD وأزرار لضبط المعلمات وعرض الحالة والدخول في وضع الضبط التلقائي.

مستشعر درجة الحرارة: جهاز يقيس درجات الحرارة الفعلية. وفيما يلي بعض الخيارات الأكثر شيوعاً:

المزدوجات الحرارية موثوقة، نطاق درجات الحرارة كبيرة ورخيصة نسبيا. وتنتج المزدوجات الحرارية فولطية تتناسب مع درجة الحرارة. كما تختلف خصائص الأنواع المختلفة (مثل J و K و E).

كاشفات المقاومة الحرارية (RTDs). توفير المزيد من الدقة والثبات، ولا سيما في درجات الحرارة المنخفضة. تتغير المقاومة الكهربائية مع درجة الحرارة. وهي شائعة الاستخدام.

المقاوم الحراري ذو حساسية عالية واستجابة سريعة ولكنه يقتصر عادة على نطاقات حرارة أصغر. ونظرًا لاستجابتها غير الخطية، فإنها تستخدم بشكل شائع في مقاييس درجة الحرارة الرقمية.

عنصر/مشغل التحكم النهائي: يتم التلاعب بالجهاز بواسطة جهاز التحكم من أجل تغيير درجة الحرارة. يمكن أن يكون:

3. عناصر التسخين: جهاز التدفئة، سخان المياه، الغلاية.

عنصر التبريد: مبرد، مروحة، مبرد بلتيير.

الصمامات: التحكم في تدفق سوائل التدفئة/التبريد.

جهاز/مرحل الخرج: مرحل حالة جامد أو مرحل كهروميكانيكي، عادة ما يوجد داخل وحدة تحكم تعريف المعلمات أو خارجها. تستخدم إشارات إخراج المتحكم لتشغيل الطاقة أو إيقاف تشغيلها. المرحلات لديها ثلاثة اتصالات: عادة مفتوحة (NO)، عادة مغلقة (NC)، و مشتركة (COM). وهي تتطلب عناية في الأسلاك لمنع التلف الذي تسببه المحركات، والملفات اللولبية، أو الأحمال الأخرى التي تكون مغناطيسية.

مصدر الطاقة: يوفر الجهد المطلوب لنظام وحدة التحكم في تعريف المعلمات والمشغلات.

كيفية توصيل جهاز استشعار درجة الحرارة بجهاز التحكم في تعريف المعلمات

(القسم: مخطط أسلاك المستشعر)

وهو الجزء الذي له أكبر تأثير على نظام التحكم، لأن القراءات غير الدقيقة لأجهزة الاستشعار يمكن أن تؤدي إلى ضعف الأداء.

كاشفات مقاومة الحرارة

يتميز النظام بدقة فائقة ومقاومته للتغيرات في مقاومة سلك الرصاص. تتطلب هذه الأجهزة تيارًا ثابتًا للإثارة.

الأسلاك تصل كلا أسلاك الحس، وعادة ما تسمى RTD A و B بالتوازي مع الإثارة (RTD C)، لاستكمال الدائرة. وحدة التحكم سوف تحدد القطبية الدقيقة على أساس الدوائر الداخلية، لكنه عادة ما يقيس الجهد عبر RTD القيادة الإحساس. راجع دليل جهاز التحكم لمعرفة التفاصيل حول الدبابيس والإثارة. مخطط الأسلاك غالباً ما يساعد.

الأهمية باستخدام تكوين ثلاثي الأسلاك، يمكنك التعويض عن الاختلافات في المقاومة الناجمة عن طول ودرجة حرارة أسلاك الرصاص. الأسلاك الخاطئة للدائرة يمكن أن تسبب أخطاء كبيرة في القياسات.

4. المزدوجات الحرارية

وتنتج المزدوجات الحرارية الجهد الذي يعتمد على الاختلاف في درجة الحرارة بين مفترقين. (الوصلة الساخنة، طرف جهاز الاستشعار ؛ تقاطع بارد، عادة ما يكون معيار داخلي أو خارجي). النطاق أكبر بكثير، ولكن الحساسية أقل من RTD.

الأسلاك صل سلكين من أسلاك المزدوجة الحرارية مع الأطراف المقابلة لمدخل المزدوجة الحرارية المتحكم في PID. لا#39 مهما كانت القطبية. وحدة التحكم أو المرجع الهندسي لأوميغا مثل هندسة أوميغا سوف يحدد الطريقة الصحيحة لتوصيل (+) و (-) الأسلاك الموجبة. بعض وحدات التحكم تكتشف القطبية تلقائيا.

تعويض التوصيل البارد: تقوم غالبية أجهزة التحكم الحديثة في معرفات الضغط الشخصي بقياس وتعويض قيم المزدوجة الحرارية بناءً على القياسات الداخلية. تأكد من أن المزدوجة الحرارية ممثلة لدرجات حرارة العملية وذلك#لا يتم تسخينها من قبل مصادر أخرى

(H3 العنوان)

المقاوم الحراري

تستخدم الترمستورات عادة كموازين حرارة رقمية. وهي تظهر تغيرا شديدا في المقاومة عندما تتغير درجة الحرارة (معامل الحرارة السلبي، NTC).

يتم توصيل الأسلاك عادة عن طريق دائرة مقسم الجهد، أو في تكوين استشعار التيار. يتم تحديد الأسلاك المحددة من خلال نوع الإدخال من وحدة التحكم (قياس الجهد أو قياس التيار).

الاعتبارات درجة الحرارة والمقاومة لا ترتبط خطيا. من أجل التحكم الدقيق في درجة الحرارة والعرض، عادة ما تكون جداول المعايرة أو البحث في جهاز التحكم مطلوبة.

توصيل دخل جهد/تيار تناظري (أقل شيوعًا في درجة الحرارة المباشرة)

بعض أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصية قادرة على استقبال إشارة الجهد المباشر (0-5 فولت أو 0-10 فولت)، أو إشارة التيار (4-20 ميغا أمبير)، من مرسل خارجي أو جهاز تكييف حساس. دوائر الحساس تم تجاوزها

الأسلاك: يتم توصيلها وفقا لنطاق الجهد أو نطاق التيار. تحقق من القطبية الصحيحة لإشارات الجهد. ارجع إلى دليل وحدة التحكم لمعرفة الإعدادات مثل نوع الإدخال والنطاق

5. كيفية تشغيل جهاز التحكم في الهوية الشخصية

(الباب: قدرة المراقب المالي)

تحتاج غالبية معرفات المعلمات المستقلة إلى إمداد منفصل للعمل عند جهد كهربائي منخفض.

الأسلاك: قم بتوصيل مصدر الطاقة الخاص بك بالأطراف المعينة كـ#39;Power In,' ؛ 'Vcc,' ؛ أو طرفيات أخرى مماثلة. سوف يحدد الدليل نطاق الفولتية

هام: تأكد من أن مصدر الطاقة قادر على توصيل ما يكفي من التيار لكل من وحدة التحكم، وأي شاشات عرض أو واجهات متصلة.

ناتج المرحل موصول بالمحرك.

(قسم التحكم في المخرجات).

مخرجات المرحل هي الواجهة بين أجهزة التحكم الذكية في تعريف المنتج والعناصر المادية (التدفئة/التبريد).

الأسلاك: توصيل أطراف إخراج المُرحل الخاصة بوحدة التحكم (عادة "COM", "NO", أو "NC") بدائرة التحكم الخاصة بالمشغل.

Common (COM): يربط الطرف الموجب (+) لمصدر الطاقة إلى المشغل أو الحمل.

لا (مفتوحة عادة): يتم توصيل هذه المحطة إلى COM عندما يتم تشغيل المرحل (إشارة الخرج نشطة). ثم تنتقل الدائرة إلى المشغل. وعادة ما يتم تنشيط التسخين بهذه الطريقة.

NC: يتم توصيل هذه المحطة إلى COM عندما يفصل المرحل الطاقة. وغالبا ما تستخدم هذه المحطة للتحكم في أقفال السلامة ودوائر التبريد.

على سبيل المثال: يتطلب التحكم في السخان مصدر طاقة إيجابي.

قم بتوصيل الطرف الموجب (+) للمشغل بالطرف المحطة الطرفية.

قم بتوصيل السلك السالب (-) للمشغل بالطرف المميز بالعلامة ' م.

قم بتوصيل الطرف السالب للسلك (-) لمصدر الطاقة.

قم بتوصيل السلك الموجب (+) من مصدر الطاقة إلى مدخل ناتج المرحل الخاص بوحدة التحكم في تعريف المعلمات (عادة عن طريق وصلات التوصيل أو الأطراف المنفصلة). ارجع إلى وحدة التحكم#39;s manual for information on relay output works.

هام: عادة، تأتي القدرة لتشغيل المحرك (سخان أو محرك) من مصدر آخر. يتم استخدام ناتج وحدة التحكم في تعريف المعلمات للتحكم في المُرحل. وهذا يتحكم بعد ذلك في إمدادات الطاقة العالية للمشغل. من غير المستحسن أن تتعامل وحدة التحكم مباشرة مع كابلات الطاقة العالية إلا إذا كانت مصممة خصيصًا للقيام بذلك (نادرًا ما تكون لوحدة التحكم PID).

السلامة: عند تبديل الأحمال الحثية مثل المرحلات والمحركات يمكن أن تنتج ارتفاعات في الجهد. تحمي الصمامات الثنائية الارتجاعية (الصمام الثنائي بين الحمل ومصدر الطاقة مع الكاثود الذي يواجه الحمل) ملف المرحل من الترددات الكهرومغناطيسية المرتدة الضارة. وعادة ما يتم بناء هذا في دوائر التتابع المتحكم. اتبع دائما بروتوكول السلامة عند توصيل أسلاك التيار الكهربائي عالي الجهد

6. اتصال المدخلات التناظرية: سيناريو أقل شيوعا

(القسم: الإدخال التناظري)

يمكن توصيل عدد قليل من وحدات التحكم في تعريف المعلمات بإشارة تيار/جهد خارجي كمدخل تغذية راجعة أو نقطة محددة.

الأسلاك التي تربط مصدر الإشارة (على سبيل المثال جهاز إرسال حساس آخر، أو مقياس الجهد)، وفقا لنطاق الجهد أو التيار المحدد. ارجع إلى الدليل للحصول على التفاصيل المتعلقة بمعاوقة الإدخال

نظام مشغّل كهربائي

(قسم طاقة المشغل).

الطاقة التي تتطلبها المشغلات (عناصر التسخين والمحركات وما إلى ذلك). وعادة ما تكون الطاقة المطلوبة للمشغل (عنصر التسخين، والمحرك، وما إلى ذلك) أعلى بكثير من تلك التي يحتاجها جهاز التحكم ذو الجهد المنخفض.

الأسلاك تصل مباشرة أسلاك الطاقة من المشغل إلى مصدر الطاقة المناسبة (الجهد الرئيسي إذا كان الجهاز لديه طاقة عالية، أو الجهد المنخفض إذا كان الجهاز يتطلب ذلك). يخرج مرحل وحدة تعريف المعلمات بين مصدر الطاقة والمشغل (انظر قسم التتابع لمزيد من التفاصيل).

تأخذ في الاعتبار: استخدام الأسلاك والموصلات التي تم تصنيفها بشكل مناسب للتعامل مع الجهد والتيار من المحرك. تأكد من أن حجم المحرك صحيح لتطبيقك

إيتد#كل ما يتعلق بالتوصيلات وضبط حلقات تعريف الهوية الشخصي

(القسم الضبط والتوليف ؛ أسلاك التوصيل)

متطلبات الموالفة: يجب عليك أولاً التأكد من أن وحدة التحكم لديك تتلقى قراءة دقيقة ومستقرة لدرجة حرارة العملية وأنه يقوم بتشغيل مُرحل المُشغل الخاص به مع إشارة الخرج الصحيحة. قبل الغوص في طرق ضبط أكثر تعقيدا مثل اختبارات زيغلر نيكولز أو ميزة الضبط التلقائي لوحدة التحكم، ابدأ بفحص الأسلاك الأساسية. راجع التحكم في الهندسة#طرق الضبط التفصيلية 39.

اعتبارات السلامة

(قسم السلامة أولا)

7. تتطلب الأنظمة الكهربائية الحذر عند العمل معها.

فصل الطاقة: قبل العمل مع الأسلاك أو دوائر الجهد العالي، دائما فصل مصدر التيار الرئيسي.

التحقق من قطبية جميع مصادر الطاقة وأجهزة الاستشعار والمحركات (وخاصة المزدوجات الحرارية) للتأكد من أنها في الاتجاه الصحيح. قد تؤدي القطبية غير الصحيحة إلى تلف المعدات أو تعطيلها.

الجهد العالي: توخ الحذر الشديد عند العمل مع مصادر الطاقة أو المشغلات التي تعمل بواسطة التيار الرئيسي. ارتد معدات الحماية الشخصية وإجراءات القفل/وضع العلامات المناسبة، إذا لزم الأمر.

يمكن أن تصبح مكونات التسخين ساخنة للغاية. اترك المكونات تبرد قبل التعامل معها.

حدود المكونات: تأكد من أن جميع المكونات (الأسلاك والموصلات) وأجهزة الاستشعار والمشغلات أو المرحلات مناسبة لجهد التطبيق ودرجة حرارته ونطاق التيار وما إلى ذلك.

ارجع إلى الأدلة: ارجع دائمًا إلى مخططات الأسلاك وأوراق بيانات السلامة والوثائق الأخرى التي توفرها وحدة التحكم في تعريف المعلمات

(الاستنتاج)