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浅谈自动控制中的时间控制

发布时间:2016-05-19     来源:电子产品世界

摘要:在自动化控制系统中,有许多的控制方式,从系统的控制对象上看,有电流控制、电压控制,通过对它们的微小变化,经过放大、执行、反馈、判断、再放大,如此循环,实现生产过程中的各项要求,在这中间包含有各种各样的时间控制,完成这样的时间控制流程,采用的控制方式也是多种多样的。

  在自动化控制系统中,有许多的控制方式,从系统的控制对象上看,有电流控制、电压控制www.cechina.cn,通过对它们的微小变化,经过放大、执行、反馈、判断、再放大,如此循环,实现生产过程中的各项要求,在这中间包含有各种各样的时间控制,完成这样的时间控制流程,采用的控制方式也是多种多样的,如早期的一种凸轮控制就较多使用,在那种控制精度要求不高的情况下,往往就可以利用凸轮边缘上的滑轮沿凸轮轮廓滑行来完成,这样的系统虽然设计制作比较笨重、复杂,但是稳定性还是可以得到保证的,如现在的一些洗衣机上使用的旋转式机械定时器就是利用的这个原理;也有一些场合使用时间继电器控制,以触点不同的开闭实现对运行时间的控制(见图1);


  图1 常见的时间继电器

  在采用电子电路的控制单元中,较早使用的是单结管控制,其原理是在单结管的控制极与地之间接入一个充电电容,当这个电容的电压充到一定的时候,单结管导通,因为这种半导体器件只有一个PN结,所以称其为单结管,控制极电压起来了,单结管导通,经过一段时间的放电,使控制极的电压下降,单结管又关闭,这样的时间控制电路就是利用这个充放电过程实现一个时间段的控制(图2);


  图2 单结管定时器示意图

  在555时基电路推广使用之后,时间控制方面出现了跨越式的进步,通过不同的RC组合,可以搭建任意时间段的定时器,控制精度也有了较大的提升,许多还可以精确到秒级;当单片机普及了之后,自动控制中的时间控制几乎就到了一种近乎完美的境地,利用其内置定时器,加上各种各样的程序设计,有的达到毫秒级控制,甚至有的还达到微秒级了,输出驱动接口也丰富了许多、控制对象的数量也有所增加、控制时间段可以根据需要设定,其稳定性、可靠性也登上了一个新的高度。
  在众多的时间控制中,有设备运行的起止时间控制、循环过程的分步控制、控制对象的定时开关这样几个大的类别。起止时间的控制比较好理解,如:微波炉在使用时就需要选择加热时间长度,选定的时间段一经确认就开始工作,到时候就自动关闭(图3);


  图3 微波炉时控器

  循环过程的分步控制就稍显复杂一点控制工程网版权所有,如:洗衣机中的“进水”、“洗涤”、“漂洗”和“脱水”这四个步骤,就是一个完整的可循环进行的洗涤过程,而四个步骤则是分步运行www.cechina.cn,各段的时间是不完全一样的(图4);


  图4 洗衣机洗涤程序控制

  控制对象的定时开关,有些是成组使用,而更多的则是分开使用,如:电子石英钟的定时闹响、空调的定时关机,而在今后的智能家居系统中,用户希望回家之前就把家里的空调打开CONTROL ENGINEERING China版权所有,晚上睡觉之后一段时间就把空调关闭控制工程网版权所有,这样定时开关就比较方便了。在工业制造过程中,时间控制就没有这样简单明显的划分,许多应用都是混合在一起的,但其控制过程中,每一个加工或运行步骤,都是按照工艺要求设定相应的时间来进行的,如在某个制药环节,就有投料、混合、加热、成型、包装这样几个过程;又如生产磁环、磁棒的一种原料——氧化铁粉,其生产的过程中就需要研磨,在操作要求上就有具体的时间规定,在球磨机上就有研磨的时间控制选择等等,这些不同类型的时间控制,在一般的工矿企业到处可见,在现代化生产程度稍高一点的地方,时间控制的应用更是俯仰皆是的。时间控制的精度,要根据被控制对象的要求和成本的考虑,选择不同的系统来实现,现在的选择,不论是精度的稳定性、可靠性都比以前有了较大的提高。随着技术的不断进步,时间控制的应用一定会更多、更广泛。


标签:控制对象,控制方式,控制系统,时间继电器,

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