Контрольно-измерительные системы

Фактические параметры автоматизированного технологического процесса должны автоматически контролироваться и преобразовываться, чтобы они могли быть представлены в форме, удобной для восприятия  или управления.

В автоматических системах управления технологическим оборудованием используют специальные измерительные устройства для непрерывного измерения пути или скорости перемещения объекта, образования и передачи на пульт управления дискретных или непрерывных сигналов.

Для контроля геометрических параметров деталей, перемещений (положений) рабочих органов технологического оборудования применяют механические, оптико-механические, электрические, фотоэлектрические, пневматические и другие измерительные приборы и устройства.

Одним из ответственных узлов программного управления является датчик обратной связи, применяемый для подачи сигнала о фактической длине пройденного пути или фактическом положении рабочего органа в целях сравнения его с заданным перемещением.

К измерительным системам предъявляются следующие требования: проведение измерения с погрешностью до 1 мкм; обеспечение удобного и быстрого отсчета измеряемой величины; обеспечение более высокой точности отсчетно-измерительных систем по сравнению с точностью оборудования, на котором они устанавливаются; сохранение точности в процессе эксплуатации; формирование сигналов, соответствующих фактическому значению или приращению измеряемого перемещения; малая чувствительность к изменению температуры, влажности и барометрического давления в помещении.

Для отсчета перемещений (положений) рабочих органов универсального оборудования в основном применяют механические измерительные устройства, включающие винтовую пару (винт — гайка). Отсчет перемещений осуществляют по круговому лимбу, укрепленному на вращающемся винте относительно неподвижного индекса, или наоборот, по вращающемуся индексу относительно неподвижного лимба. Точность измерения перемещения определяется точностью изготовления пары винт — гайка. Вследствие больших нагрузок на пару винт — гайка при перемещении тяжелого рабочего органа измерительные и транспортирующие устройства быстро изнашиваются и теряют свою первоначальную точность.

В современном автоматическом технологическом оборудовании для контроля перемещения рабочих органов применяют фотоэлектрические и электромеханические измерительные системы, позволяющие контролировать перемещения с высокой точностью.

Система управления технологическим оборудованием состоит из программного, контрольно-измерительных устройств и адаптивного блока. Перемещения преобразуются по координатам X, У, Z и поступают из программного устройства / в систему управления 2 (рис. 2.15), куда, кроме того, поступают сведения о технологических параметрах (скорости v и подаче s).

Рис. 2.15. Схема системы управления

В процессе работы оборудования 3 с помощью датчиков 4, установленных на нем, измеряются температура в зоне резания, крутящий момент главного вала привода, перемещения основных органов, узлов и механизмов оборудования и т. д. Информация от датчиков 4 после преобразования в усилителе 5 подается в адаптивный блок 6, где с помощью вычислительных устройств сравнивается с поступающей в этот же блок информацией, заданной в программном устройстве 7. Кроме того, система управления может иметь устройства, выдающие информацию об окружающей среде, которая также поступает в адаптивный блок для более эффективного управления технологическим процессом. В самонастраивающейся системе используется информация о погрешностях обрабатываемых деталей в целях выработки оптимальных режимов обработки. Информация поступает от датчиков активного контроля в адаптивный блок.