Электрические компоненты
Движения машин в автоматизированных системах используют различные электрические методы и среды для обеспечения и содействия передаче энергии. Типичные автоматизированные машины используют комбинацию электрических, электронных и электромеханических технологий для перемещения грузов.
Эти технологии играют определенные роли в автоматизированных машинах и представлены различными полевыми устройствами. Некоторые устройства предназначены для обеспечения электрического или электромеханического движения, в то время как другие обеспечивают электронные сигналы. Различия между устройствами заключаются в схеме и внутренних дополнительных компонентах.
Электрооборудование
Электрооборудование предназначено для подачи питания для энергии и распределения. Эти устройства преобразуют электрический ток в свет, тепло или движение. Устройство считается электрическим, если оно строго использует электричество для распределения энергии и мощности.
Обычно вы найдете эти устройства в шкафах управления машинами. Переменный ток (AC) течет от главного источника питания здания в распределительный щит машины. Электрооборудование предназначено для управления током, который течет в машину через цепь. Цепь представляет собой контур, который проводит поток энергии к нагрузке и обратно.
Схема состоит из четырех основных частей:
- Источник питания обеспечивает подачу энергии на нагрузку и состоит из:
- Напряжение- Он обеспечивает тягу позади заряда. Это давление, которое двигает заряд.
- Текущий- Напряжение толкает, чтобы произвести ток электронов. Без напряжения нет тока.
- Сопротивление- Проводимость подложки влияет на сопротивление. Величина сопротивления зависит от размера и состава подложки.
- Проводники обеспечивают путь. Электрическая энергия передается по металлическим проводам, таким как медь и алюминий.
- Переключатели управляют цепями, добавляя метод переключения между открытым и закрытым (следовательно, открытым или закрытым).
- Нагрузочное устройство является частью контура цепи. Электричество протекает через устройство, активируя его.
Электроника
Высокая степень согласованности между напряжением, током и сопротивлением позволяет лучше контролировать цепи и может давать более значимые результаты.
Закон Ома гласит [V (напряжение)=I (ток) x R (сопротивление)
Мы контролируем любую из этих переменных, контролируя две другие. Это приводит нас к электронным компонентам.
Электронные компоненты — это инструменты, используемые для управления этими переменными и, таким образом, управления схемой. Добавляя активные и пассивные электронные компоненты к типичной схеме, мы можем манипулировать электрическими токами для создания сигналов, которые взаимодействуют между электронными устройствами машины. В зависимости от электронного компонента могут использоваться функции усиления сигнала, вычисления и передачи данных.
Ключевой компонент в проектировании электронных схем:
- Конденсатор — двухполюсный элемент, который накапливает энергию в электрическом поле электростатическим способом.
- Резистор — пассивный двухполюсный элемент, обеспечивающий сопротивление в цепи. Уменьшает напряжение и ток.
- Диод — двухконтактное устройство, ограничивающее ток в одном направлении, например, обратный клапан. Когда-то он состоял в основном из газовакуумных ламп, но теперь почти полностью заменен полупроводниками и считается твердотельным компонентом.
- Транзистор — трехконтактное устройство, выполняющее две функции. Изготовлено из полупроводникового материала и действует как переключатель или усилитель электронных сигналов, управляя потоком напряжения и тока. Считается твердотельным компонентом.
- Преобразователь — преобразователь — это устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую. Привод — это разновидность преобразователя. Преобразователи действуют как датчики, поскольку они принимают, реагируют на системные сигналы и передают их, так же, как они это делают при использовании в качестве термопар.
В современной автоматизации электронные устройства содержат интегральные схемы, которые формируют системы схем для определенных задач. Схемы распределены по полупроводниковому материалу пластины и инкапсулированы в чип. Полупроводниковые материалы не являются проводниками или изоляторами. Полупроводники находятся где-то посередине. Эта технология популярна, поскольку ее носители заряда (электроны и дырки) легко поддаются манипулированию внутренними (легирование бором или фосфором) и внешними (температура, свет и т. д.) факторами.
Устройства, которые полагаются исключительно на полупроводниковые компоненты, считаются твердотельными. Современные транзисторы и диоды, интегральные схемы, светодиоды (LED) и жидкокристаллические дисплеи (LCD) — все это твердотельные компоненты. Два примера твердотельных устройств, продаваемых для автоматизации, включают реле и датчики. Эти устройства изначально продавались и до сих пор продаются в электромеханических версиях. Твердотельные устройства обеспечивают ту же функциональность, что и их электромеханические аналоги, но не включают движущиеся части.