एक स्वचालित नियामक कैसे काम करता है और एक इनक्यूबेटर कक्ष के उदाहरण पर काम करता है

तकनीकी उपकरणों के संचालन के स्वचालित नियंत्रण का सबसे सरल और सबसे सामान्य रूप स्वचालित नियंत्रण है, जिसे किसी दिए गए पैरामीटर को स्थिर रखने की विधि कहा जाता है (उदाहरण के लिए, शाफ्ट रोटेशन गति, मध्यम तापमान, भाप दबाव) या सुनिश्चित करने की विधि एक निश्चित कानून के अनुसार इसका परिवर्तन। यह उपयुक्त मानवीय क्रियाओं के माध्यम से या स्वचालित रूप से, अर्थात् उपयुक्त तकनीकी उपकरणों - स्वचालित नियामकों की सहायता से किया जा सकता है।

नियामक जो पैरामीटर के निरंतर मूल्य को बनाए रखते हैं, उन्हें स्वयं कहा जाता है, और नियंत्रक जो एक निश्चित कानून के अनुसार पैरामीटर में परिवर्तन प्रदान करते हैं, सॉफ़्टवेयर कहलाते हैं।

1765 में, रूसी मैकेनिक आई। आई। पोलज़ुनोव ने औद्योगिक उद्देश्यों के लिए एक स्वचालित नियामक का आविष्कार किया, जिसने भाप बॉयलरों में लगभग निरंतर जल स्तर बनाए रखा। 1784 में, अंग्रेजी मैकेनिक जे। वाट ने एक स्वचालित गवर्नर का आविष्कार किया जो भाप इंजन के शाफ्ट के घूर्णन की निरंतर गति को बनाए रखता है।

नियमन प्रक्रिया

विचार करें कि आप एक कक्ष में निरंतर तापमान कैसे बनाए रख सकते हैं थर्मोस्टेट, जिसका एक उदाहरण एक इनक्यूबेटर कक्ष होगा।

अण्डे सेने की मशीन

थर्मोस्टैट्स का व्यापक रूप से विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, खासकर खाद्य उद्योग में। अंत में, रहने की जगह को सर्दियों में थर्मोस्टैट भी माना जा सकता है अगर यह हीटिंग रेडिएटर्स पर पेश किए गए विशेष वाल्वों की मदद से एक स्थिर तापमान बनाए रखता है। आइए दिखाते हैं कि गैर-स्वचालित कमरे का तापमान नियंत्रण कैसे किया जाता है।

मान लें कि 20 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखना वांछनीय है। इसकी निगरानी एक कमरे के थर्मामीटर द्वारा की जाती है। यदि यह ऊंचा हो जाता है, तो रेडिएटर वाल्व थोड़ा बंद हो जाता है। यह बाद में गर्म पानी के प्रवाह को धीमा कर देता है। इसका तापमान कम हो जाता है और इसलिए कमरे में ऊर्जा का प्रवाह कम हो जाता है, जहां हवा का तापमान भी कम हो जाता है।

जब कमरे में हवा का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस से कम होता है, तो वाल्व खुल जाता है और इस प्रकार रेडिएटर में गर्म पानी का प्रवाह बढ़ जाता है, जिससे कमरे में तापमान बढ़ जाता है।

इस तरह के विनियमन के साथ, निर्धारित मूल्य के आसपास हवा के तापमान में छोटे उतार-चढ़ाव देखे जाते हैं (उदाहरण में माना जाता है, लगभग 20 डिग्री सेल्सियस)।

यांत्रिक थर्मोस्टेट

इस उदाहरण से पता चलता है कि विनियमन प्रक्रिया में कुछ कार्यों को करने की आवश्यकता है:

• समायोज्य पैरामीटर को मापें;
• पूर्व निर्धारित मूल्य के साथ इसके मूल्य की तुलना करें (इस मामले में, तथाकथित नियंत्रण त्रुटि निर्धारित की जाती है - वास्तविक मूल्य और पूर्व निर्धारित मूल्य के बीच का अंतर);
• नियंत्रण त्रुटि के मूल्य और संकेत के अनुसार प्रक्रिया को प्रभावित करने के लिए।

गैर-स्वचालित विनियमन में, ये क्रियाएं मानव ऑपरेटर द्वारा की जाती हैं।

स्वचालित समायोजन

मानवीय हस्तक्षेप के बिना, यानी तकनीकी माध्यमों से विनियमन किया जा सकता है। इस मामले में, हम स्वचालित विनियमन के बारे में बात कर रहे हैं, जो स्वचालित नियामक का उपयोग करके किया जाता है। आइए जानें कि इसमें कौन से भाग होते हैं और ये भाग एक दूसरे के साथ कैसे संपर्क करते हैं।

नियंत्रित पैरामीटर के वास्तविक मूल्य का माप एक मापने वाले उपकरण द्वारा किया जाता है जिसे सेंसर कहा जाता है (इनक्यूबेटर उदाहरण में - तापमान संवेदक).

माप के परिणाम सेंसर द्वारा कुछ भौतिक संकेत (थर्मोमेट्रिक तरल स्तंभ की ऊंचाई, बायमेटेलिक प्लेट की विकृति, सेंसर के आउटपुट पर वोल्टेज या करंट का मान, आदि) के रूप में दिए जाते हैं।

दिए गए एक के साथ नियंत्रित पैरामीटर के वास्तविक मूल्य की तुलना एक विशेष तुलनित्र द्वारा की जाती है जिसे अशक्त निकाय कहा जाता है। इस मामले में, नियंत्रित पैरामीटर के वास्तविक मूल्य और उसके निर्दिष्ट (यानी आवश्यक) मूल्य के बीच का अंतर निर्धारित किया जाता है। इस अंतर को कंट्रोल एरर कहा जाता है। यह सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकता है।

नियंत्रण त्रुटि का मान एक निश्चित भौतिक संकेत में परिवर्तित हो जाता है जो कार्यकारी को प्रभावित करता है जो नियंत्रित वस्तु की स्थिति को नियंत्रित करता है। वस्तु पर कार्यकारी निकाय के प्रभाव के परिणामस्वरूप, समायोजन त्रुटि के संकेत के आधार पर नियंत्रित पैरामीटर बढ़ता या घटता है।

इस प्रकार, स्वचालित नियामक के मुख्य भाग हैं: एक मापने वाला तत्व (सेंसर), एक संदर्भ तत्व (शून्य तत्व) और एक कार्यकारी तत्व।

निर्धारित मान के साथ नियंत्रित चर के मापा मूल्य की तुलना करने के लिए शून्य तत्व के लिए, स्वचालित नियंत्रक में पैरामीटर के सेट मान को दर्ज करना आवश्यक है। यह एक विशेष उपकरण, तथाकथित की मदद से किया जाता है मास्टर, जो पैरामीटर के सेट मान के स्वचालित समायोजन को एक निश्चित स्तर पर भौतिक सिग्नल में परिवर्तित करता है।

इस मामले में, यह महत्वपूर्ण है कि सेंसर आउटपुट के भौतिक संकेत और निर्धारित मान समान प्रकृति के हों। केवल इस मामले में अशक्त शरीर के साथ तुलना करना संभव है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि विनियमन त्रुटि के अनुरूप आउटपुट सिग्नल की शक्ति, एक नियम के रूप में, कार्यकारी निकाय के संचालन को नियंत्रित करने के लिए अपर्याप्त है। इस संबंध में, निर्दिष्ट संकेत पूर्व प्रवर्धित है। इसलिए, स्वचालित नियामक, संकेतित तीन मुख्य भागों (सेंसर, शून्य तत्व और एक्चुएटर) के अलावा, एक सेटिंग और एक एम्पलीफायर भी शामिल है।

एक स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का एक विशिष्ट ब्लॉक आरेख

जैसा कि इस आरेख से देखा जा सकता है, स्वत: नियंत्रण प्रणाली बंद है। नियंत्रण वस्तु से, नियंत्रित पैरामीटर के मूल्य के बारे में जानकारी सेंसर को जाती है, और फिर शून्य निकाय को, जिसके बाद नियंत्रण त्रुटि से संबंधित संकेत एम्पलीफायर से कार्यकारी निकाय तक जाता है, जिसका आवश्यक प्रभाव पड़ता है नियंत्रण वस्तु।

कंट्रोल ऑब्जेक्ट से नल बॉडी तक संकेतों की आवाजाही एक फीडबैक लूप है। प्रतिक्रिया विनियमन प्रक्रिया के लिए एक शर्त है। ऐसा बंद लूप बाहरी प्रभावों से भी प्रभावित होता है।

सबसे पहले (और यह सबसे महत्वपूर्ण है), विनियमन की वस्तु बाहरी प्रभावों के संपर्क में है।यह ये प्रभाव हैं जो इसके राज्य के मापदंडों में परिवर्तन का कारण बनते हैं और विनियमन लागू करते हैं।

दूसरे, स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के सर्किट पर बाहरी प्रभाव नियंत्रित पैरामीटर के आवश्यक मूल्य के निर्धारित मूल्य के माध्यम से शून्य निकाय में इनपुट है, जो पूरे सिस्टम के ऑपरेटिंग मोड के विश्लेषण के आधार पर निर्धारित किया जाता है, जो यह स्वचालित उपकरण शामिल है। यह विश्लेषण मानव या नियंत्रण कंप्यूटर द्वारा किया जाता है।

स्वचालित नियामकों के उदाहरण:

लोहे के लिए विद्युत थर्मोस्टेट के संचालन का उपकरण और सिद्धांत

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