פוטנציומטר
1. הגדרה ופונקציה
מכשיר משוב אנלוגי: מוציא אות מתח (למשל . 0-10 V או 0-5V) המתאים למיקום המכני באמצעות שינוי התנגדות.
עקרון הפעולה: מגע הזזה מסתובב עם פיר המפעיל, משנה את ערך ההתנגדות ומוצא מתח פרופורציונלי לזווית/נסיעה.
2. יישום טיפוסי:
מספק משוב רציף של המיקום הנוכחי של המפעיל.
משמש בדרישות דיוק בינוניות בעלות נמוכה של המערכת (כגון אינדיקציה לפתיחת שסתום).
3. תכונות
יתרונות: מבנה פשוט, עלות נמוכה, אין ספק כוח נוסף (מעגל מחלק מתח יכול לעבוד).
חסרונות: קל ללבוש (מגע מכני), שימוש ארוך טווח בלינאריות של הירידה, יכולת אנטי-אינטרפורמציה חלשה.
המיקום (המיקום)
1. הגדרה ופונקציה
יחידת בקרה חכמה: קבל אותות בקרה (כגון 4-20MA) ואותות משוב, הפוך את המפעיל למצב היעד.
2. עיקרון עבודה:
א. השווה את ערך ההגדרה (אות קלט) עם ערך המשוב (מ- potentiometer/redoder).
ב. התאם את המנוע דרך אלגוריתם PID כדי לבטל את הסטייה ולקבוע את המיקום במדויק.
3. יישומים טיפוסיים:
בקרת דיוק גבוהה (כגון שסתומי תהליכים כימיים).
יש צורך בהתאמה דינמית (כגון התגברות על שינויי עומס או השפעות חיכוך).
4. תכונות
יתרונות: בקרת לולאה סגורה, דיוק גבוה (± 0.1% FS), פיצוי אדפטיבי, תמיכה בפרוטוקולי תקשורת (כגון HART).
חסרונות: עלות גבוהה, אספקת חשמל נוספת, תצורה מורכבת.
הבדל ליבה
|
|
פוטנציומטרים | בעל פיקוד |
|
|
מקם חיישני משוב | יחידת בקרת לולאה סגורה |
| אות פלט | מתח אנלוגי/התנגדות | אות כונן (מנוע בקרה) |
| מְדוּיָק | בינוני (± 1 אחוז FS) | גבוה (± 0.1% FS) |
| האם נדרש אספקת חשמל | בדרך כלל לא נדרש (אלמנט פסיבי) | נדרש (ציוד בקרה פעיל) |
| מורכבות מערכת | נמוך (משוב בלבד) | גבוה (עם אלגוריתמים והתאמות) |
סינרגיות
1. שילוב טיפוסי:
הפוטנציומטר פועל כמכשיר משוב ומעביר את אות המיקום למצב; המיקום משווה את פקודת הקלט עם אות המשוב ומוצא אות בקרה כדי להניע את המפעיל. דוגמה: בוויסות בקרת השסתום, PLC שולח אות 4-20MA למצב המיקום, שקורא את המשוב מהפוטנציומטר ומתאים את השסתום לרמת פתיחת היעד . 2.
2. פתרונות אלטרנטיביים:
במערכות דיוק גבוה, ניתן להחליף פוטנציומטרים על ידי מקודדים שאינם מגע (למשל, מקודדים פוטו-אלקטרוניים) לשיפור החיים והרזולוציה.
המיקום עשוי גם לשלב משוב מקודד ישירות, ולבטל את הצורך בפוטנציומטר.
הצעות לבחירה
1. השימוש בתרחישים של פוטנציומטר: תקציב מוגבל, דרישות דיוק כלליות, ללא התאמה דינמית (כגון בקרת מתגים פשוטה או הוראות מקומיות).
2. השימוש בתרחישים של מיקום: הצורך בדיוק גבוה, שינויי עומס דינמיים או בקרת אוטומציה מרחוק (כגון נפט, תעשייה כימית).
תַקצִיר
פוטנציומטר הוא 'חיישן המיקום', המיקום הוא 'מוח השליטה'. ניתן להשתמש בשניים באופן עצמאי, אך לעיתים קרובות עובדים יחד במערכות בקרת לולאה סגורה: פוטנציומטרים מספקים את 'העיניים', המיקום אחראי ל'חשיבה ופעולה '.