Электронные системы управления: Электронная система управления двигателя (ЭСУД)

Содержание

Электронная система управления двигателем авто

Существует огромное количество систем управления двигателей и их модификаций. Рассмотрим различные варианты ЭСУД, которые когда-либо устанавливались на серийно выпускаемые автомобили.

Что это такое

ЭСУД — электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Она считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Нужна, что двигатель работал в оптимальном режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива. Обзор приведём на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на группы.

Производители

Для автомобилей ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и отечественного производства. Если хотите заменить деталь системы впрыска, например производства Bosch, то это невозможно, т.к. детали невзаимозаменяемые. А отечественные запчасти иногда аналогичны деталям иностранного производства.

Разновидности контроллеров

На Вазовских машинах можно встретить следующие типы контроллеров:
  • Январь 5 — производство Россия;
  • M1. 5.4 — производство Bosch;
  • МР7.0 — производство Bosch;
Кажется, что контроллеров немного. Но, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатора не подходит для системы с нейтрализатором. Они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-2» не может быть установлен на автомобиль «Евро-3». Хотя установить контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-3» на автомобиль с экологическими нормами токсичности «Евро-2» возможно, но потребуется перепрошить программное обеспечение.

Типы впрыска

Можно разделить на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.

Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.

Нормы токсичности

В разные времена собирались автомобили, которые соответствовали в России требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от «Евро-0» до «Евро-5». Автомобили «Евро-0» выпускаются без нейтрализаторов, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода.

Отличить машину в комплектации «Евро-3» от «Евро-2» можно по наличию датчика неровной дороги, внешнему виду адсорбера, а также по числу датчиков кислорода в выпускной системе двигателя. С введением норм «Евро-3» их стало 2 — до и после катализатора.

Определения и понятия

Контроллер — главный компонент электронной СУД. Оценивает информацию от датчиков о текущем режиме работы двигателя, выполняет достаточно сложные вычисления и управляет исполнительными механизмами.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — преобразует значение массы воздуха, поступающего в цилиндры мотора, в электрический сигнал. Считает количество воздуха во впускном тракте.

Датчик скорости — преобразует скорость автомобиля в электрический сигнал.

Датчик кислорода — преобразует значение концентрации кислорода в отработавших газах после нейтрализатора в электрический сигнал. Ещё один датчик стоит до нейтрализатора и называется управляющим.

Датчик неровной дороги — преобразует величину вибрации кузова в электрический сигнал.

Датчик фаз — его сигнал информирует контролер, что поршень первого цилиндра находится в ВМТ (верхняя мертвая точка) на такте сжатия топливовоздушной смеси.

Датчик температуры охлаждающей жидкости — преобразует температуру охлаждающей жидкости в электрический сигнал. Следит за перегревом мотора.

Датчик положения коленвала — преобразует угловое положение коленвала в электрический сигнал.

Датчик положения дроссельной заслонки — преобразует значение угла открытия дроссельной заслонки в электрический сигнал.

Датчик детонации — преобразует величину механических шумов двигателя в электрический сигнал.

Модуль зажигания — элемент системы зажигания, накапливающий энергию для воспламенения смеси в двигателе и обеспечивает высокое напряжение на электродах свечи зажигания.

Форсунка — обеспечивает дозирование топлива в цилиндры двигателя.

Регулятор давления топлива — система топливоподачи, обеспечивающая постоянство давления топлива в подающей магистрали.

Адсорбер — система улавливания паров бензина.

Модуль бензонасоса — обеспечивает избыточное давление в топливной магистрали авто.

Топливный фильтр — элемент системы топливоподачи, фильтр тонкой очистки.

Нейтрализатор — для снижения токсичности выхлопных газов. В результате химической реакции с кислородом в присутствии катализатора оксид углерода, углеводороды СН и окислы азота превращаются в азот, воду, а также в двуокись углерода.

Диагностическая лампа — информирует водителя о наличии неисправности в СУД.

Диагностический разъем — для подключения диагностического оборудования.

Регулятор холостого хода — для поддержания холостого хода, который регулирует подачу воздуха в двигатель.

Электронные системы автомобиля

ВНИМАНИЕ! в Санкт-Петербурге новый адрес! Дальневосточный проспект 73В (коричневое здание с 5ю воротами напротив).

Использование электронных систем отнюдь не превращает авто в интеллектуального робота. Во главе по-прежнему остается водитель, который обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности своей машины.

Электронные системы призваны облегчить работу водителя и исправить мелкие оплошности. Автопроизводители обозначают названия систем безопасности своих автомобилей такими аббревиатурами:

ABS — антиблокировочная система.
Ее задача — предотвращение блокировки притормаживаемых колес автомобиля, сохранение ее курсовой устойчивости и управляемости.

Когда колеса заблокировались и машину вот-вот \»понесет\», электронный блок несколько раз \»отпускает — прижимает\» тормозные колодки, благодаря чему колеса проворачиваются. Эффективность в значительной степени зависит от ее настройки. При слишком раннем срабатывании может увеличиться тормозной путь.

HDC — система контроля тяги для спуска с крутых и скользких уклонов.

Работает через \»удушение\» двигателя и подтормаживание колес, но с фиксированным ограничением скорости в пределах 7 км/ч.

ASR — антипробуксовочная система ( она же ASC, ETC, ESR, TCS, STC, TRACS).

Назначение системы — обеспечить устойчивость автомобиля при резком старте или при движении в гору по скользкой поверхности. Избежать \»прокрутки\» колес удается благодаря перераспределению крутящего момента двигателя на те колеса, у которых в данный момент наилучшее сцепление с дорогой. Система работает на скоростях до 40 км/ч.

MSR применяется на переднеприводных дизельных автомобилях для предотвращения блокировки передних колес.

Система полезна в следующих ситуациях: когда колеса слишком сильно скользят, при резком торможении на передаче. Свои функции MSR осуществляет путем воздействия на системы управления топливным насосом высокого давления дизельного двигателя.

ESP — она же VDC, VSC, DSTC, DSC, ATTS, VSA.
Наиболее сложное устройство, управляющее работой антиблокировочной, антипробуксовочной систем, контролирующее тягу и управление дроссельной заслонкой. Блок электронного управления использует информацию от датчиков. Которые отслеживают работу мотора и трансмиссии, скорость вращения каждого из колес, давление в тормозной системе. Угол поворота руля, поперечное ускорение. Ситуация оценивается, вычисляется усилие торможения для каждого колеса, исполнительные механизмы получают команду.
Процессор ESP связан с блоком электронного управления двигателем, что позволяет корректировать мощность и обороты коленчатого вала.

EBD — электронная система распределения тормозных сил (она же EBV).
Обеспечивает оптимальное тормозное усилие на осях, изменяя его в зависимости от конкретных дорожных условий.

EBD вступает в действие до начала работы ABS или при несрабатывании последней из-за неисправности.

EDS — система электронной блокировки дифференциала.
Благодаря этой системе:

  • повышается безопасность автомобиля
  • улучшаются его тяговые характеристики при неблагоприятных дорожных условиях
  • облегчается старт
  • интенсивный разгон
  • движение на подъем

EDS oпределяет угловые скорости ведущих колес и непрерывно сопоставляет их между собой. При несовпадении угловых скоростей, возникающем, например, при буксовании одного их колес, последнее подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим.
При разности частот вращения около 110 об/мин система автоматически включается в работу и без ограничений действует на скоростях до 80 км/ч.

Электронные системы автомобиля

EDS

EBD

ESP

MSR

ASR

HDC

ABS

DME

PCM

и ДР

ECU(ЭБУ)

Полезные ссылки:

Основные электронные системы современного автомобиля

 

Современный автомобиль уже сложно представить без различных электронных систем управляющих и контролирующих работу различных узлов и агрегатов. В настоящее время широкое распространение получили бортовые системы контроля на базе электронных блоков управления (ЭБУ).
Все электронные блоки по функциональному назначению могут быть классифицированы на три основные системы управления: двигателем; трансмиссией и ходовой частью; оборудованием салона и безопасностью автомобиля.

В мире разработано и серийно выпускается большое разнообразие систем управления двигателями. Эти системы по принципу действия имеют много общего, но и существенно отличаются.
Система управления бензиновым двигателем обеспечивает оптимальную его работу путем управления впрыском. топлива, углом опережения зажигания, частотой вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу и проведения диагностики. Система электронного управления дизельным двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива, момент начала впрыска, ток факельной свечи и т.п.
В электронной системе управления трансмиссией объектом регулирования является главным образом автоматическая трансмиссия. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля ЭБУ выбирает оптимальные передаточное число трансмиссии и время включения сцепления. Электронная система управления трансмиссией по сравнению с применявшейся ранее гидромеханической системой повышает точность регулирования передаточного числа, упрощает механизм управления, повышает экономичность и управляемость. Управление ходовой частью включает в себя управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Они воздействуют на подвеску, рулевое управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание заданной скорости движения.
Управление оборудованием салона призвано повысить комфортабельность и потребительскую ценность автомобиля. С этой целью используются кондиционер воздуха, электронная панель приборов, мультифункциональная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывистым режимом работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятствий при движении задним ходом стеклоподъемники, сиденья с изменяемым положением.                            Электронные системы безопасности включают в себя: противоугонные устройства, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, режимы безопасности и т.д.
 

 

Каждая электронная система современного автомобиля управляется электронным блоком управления ЭБУ (ECU).  Они относятся к тормозам, трансмиссии, подвеске, системе охраны, климатической установке, навигации и прочему. По набору функций ECU подобны друг другу настолько, насколько подобны соответствующие системы управления. Фактические отличия могут быть велики, но вопросы электропитания, взаимодействия с реле и прочими соленоидными нагрузками идентичны для самых разных ECU. Один из самых важных — это блок управления двигателем. Перечень изображенных электронных блоков управления (ЭБУ) определяет разнообразие установленних электронных  систем, в даном случае на примере Audi A6 

 

Многообразие ЭБУ в современном автомобиле на примере Audi A6

1. Блок управления автономного отопителя
2. Блок управления АБС тормозов с EDS
3. Блок управления системы поддержания безопасной дистанциии
4. Передатчик системы контроля давления в шинах, передний левый
5. Блок управления бортовой сетью
6. Блок управления в двери водителя
7. Блок управления доступом и старта
8. Блок управления в комбинации приборов
9. Блок управления электронными приборами на рулевой колонке
10. Блок управления телефоном, системой телематик
11. Блок управления двигателем
12. Блок управления Climatronic
13. Блок управления регулировкой сиденья с запоминающим устройством и регулировкой рулевой колонки;;
14. Блок управления регулировкой дорожного просвета; блок управления корректором фар
15. CD-чейнджер; CD-ROM-дисковод
16. Блок управления в задней левой двери
17. Блок управления системой Air-Bag
18. Датчик скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной осии
19. Блок управления в двери переднего пассажира
20. Блок управления регулировкой сиденья переднего пассажира с запоминающим устройством
21. Блок управления в задней правой двери
22. Передатчик системы контроля давления в шинах, задний левый
23. Радиоприемник стояночного отопителя
24. Блок управления системой навигации с CD-дисководом; блок управления голосовым вводом;;
25. Передатчик системы контроля давления в шинах, задний правый
26. Блок управления системой облегчения парковки
27. Центральный блок управления системой комфорта
28. Блок управления электрическим стояночным «ручным» тормозом
29. Блок управления энергоснабжением (менеджер батареи)

 

 

В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным является широкое внедрение электронных систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения безопасности.

Сегодня никого уже не удивишь обилием электроники в автомобиле, особенно высокого класса. Количество электронных систем и компонентов в автомобиле столь велико и разнообразно что подчас можно запутаться во всем его изобилии.

Этот сайт является одним полных ресурсов, посвященных автомобильной электроннике и диагностике неисправностей автомобилей российского и иностранного производства. Здесь Вы найдете описание, устройство и принципы работы всего многообразия электронных систем современного автомобиляя. 
Все материалы и программные средства размещенные на сайте и доступные для скачивания являются некоммерческими, распространяются бесплатно, и не предполагают ответственности за возможный ущерб нанесенный Вам или Вашему автомобилю в результате неумелого или некорректного применения материалов и программ.
Приветствуются поправки, дополнения, по тематике сайта. Если у Вас есть  программы, статьи или интересные ссылки большая просьба — присылайте.

Содержание сайта постоянно пополняется. Если Вы не нашли нужной информации, заходите позже, вполне может быть, информация по интересующему Вас вопросу появится.

 

Електронные системы современного авто на примере Audi A6

Подробно о электронных системах современного автомобиля, а именно, более полное описание, устройство, принципы работы разные методы диагностирования Вы найдете на  страницах сайта посвященных необходимой тематике. Каждый раздел сайта имеет наиболее полный подбор марериала по интересующей Вас теме.

НПП «Темп» им. Ф. Короткова

 

ОАО «НПП «Темп» им. Ф. Короткова» является разработчиком и изготовителем электронных систем управления: электронных цифровых регуляторов, блоков следящих систем, блоков управления и контроля, цифровых контроллеров дозаторов, электронных регуляторов вектора тяги и др.

 

Примеры выпускаемой продукции:

БУК-117В — блок управления и контроля

БУК-117В — блок управления и контроля — электронная часть системы автоматического управления и контроля САУ-117В газотурбинного двигателя типа ТВЗ-117. Является основной системой управления с полной ответственностью (FADEC), управляет двигателем и его системами на установившихся и переходных режимах работы через исполнительные механизмы гидромеханической части САУ-117В – насос регулятор НР-117В.

КРД-96 — Комплексный регулятор двигателя

КРД-96 — Комплексный электронный регулятор двигателя предназначен для работы в составе электронно-гидравлической системы автоматического управления полноразмерным двухвальным газотурбинным двигателем 96ФП, установленным на объекте Су-30МКИ или Су-30МКМ, а также осуществляет управление панелью воздухозаборника.

КРД-99Ц — Комплексный регулятор двигателя

КРД-99Ц-Комплексный регулятор двигателя является электронной частью комплексной электронно-гидравлической системы управления полноразмерным двухвальным газотурбинным двигателем (типа АЛ-31Ф и его модификаций) для самолетов Су-27, Су-30 различных модификаций. Предназначен для управления системами двигателя на запуске, на установившихся и переходных режимах работы выше малого газа и во всех условиях его эксплуатации, а также обеспечивает контроль и диагностику технического состояния двигателя, формирование и выдачу информационных сигналов в системы объекта и наземного обслуживания.

Электронные системы управления очередью IS-Line


Электронная система управления очередью (СУО) IS-Line
 — это система, которая позволяет предложить широкие функциональные возможности Вам, лучшее обслуживание Вашим клиентам, комфортные условия работы персоналу, а руководителю инструмент для контроля работы персонала по нагрузке и качеству.

Электронная система управления очередью позволяет эффективно планировать работу, постоянно учитывая количество посетителей. Статистика, позволяющая оценить нагрузку на персонал и производительность труда сотрудников компании, накапливает сама система.

Электронная система управления очередью — многокомпонентная модульная система. В зависимости от задач, выполняемых системой, возможны различные конфигурации и состав системы.

Как работает электронная система очередей IS-Line

В основной принцип работы электронной очереди IS-Line заложены 3 этапа обслуживания.

Регистрация

Посетитель, войдя в зал обслуживания, самостоятельно выбирает на терминале регистрации нужную ему услугу и получает талончик с номером очереди.

Этап регистрации включает в себя не только on-line регистрацию, а также предварительную регистрацию на обслуживание. Подключая дополнительные программные модули электронной очереди, можно значительно расширить возможности регистрации на услугу.

Ожидание

Получив номер очереди, посетитель проходит в зал и в комфортных условиях ожидает вызова на получение услуги. Зона ожидания оборудована центральным табло. На нем посетители видят информацию о вызываемых номерах электронной очереди.

Обслуживание

Когда оператор готов вызвать следующего клиента, он нажимает на кнопку программного пульта вызова. На табло электронной очереди, установленным над рабочим местом оператора начинает мигать вызываемый номер. Одновременно информация о вызове отображается на центральном табло в зоне ожидания, а также дублируется голосовым сообщением.

Посетитель, получив приглашение на обслуживание направляется к оператору с мигающим табло и получает необходимую услугу. По окончании обслуживания посетитель может оценить качество оказанной услуги.

Управление системой

Управление настройками системы и ее конфигурация производятся в администрировании. Имея практически неограниченные функциональные возможности, система управления электронной очередью имеет интуитивно понятный интерфейс. Это в свою очередь позволяет быстро и легко перенастраивать параметры системы, подключать дополнительные модули и оборудование.

Гибкость настроек системы электронной очереди позволяет создать конфигурацию под специфику любого предприятия и в дальнейшем масштабировать ее.

Для эффективного управления, руководитель должен быть в курсе работы офиса. Мониторинг в режиме онлайн покажет фактическое состояние загруженности в офисе. Данные мониторинга, обеспечат руководителя оперативной информацией для принятия управленческих решений по работе офиса.

Терминал регистрации

Клиент может самостоятельно выбирать на интерактивном меню терминала регистрации системы управления очередью услугу и получать талон в очередь. Так же на терминале имеется предварительная регистрация с возможностью выбора даты и времени. В терминале регистрации системы управления очередью встроен модуль оценки качества обслуживания, каждый клиент, получивший услугу, может оценить качество после ее предоставления.

Интернет-регистрация 

С помощью интернет-регистрации клиент может зарегистрироваться на прием с учетом его пожелания даты и времени обслуживания. Интернет-регистрация системы управления очередью позволяет клиентам получить приоритетное обслуживание.

Центральное табло

Получив талон на терминале регистрации, клиент располагается в зоне ожидания, где находится центральное табло системы управления очередью. На него выводится вся информация о ходе очереди, а также дополнительный медиа-контент в виде рекламы или информационных материалов.

Рабочее место оператора 

Вывод информации на центральное табло происходит с рабочего места оператора системы управления очередью, оно может быть выполнено на базе виртуального или физического пульта. В случае использования физических пультов, система становится автономной и не требует интеграции с LAN заказчика.

Пульт оператора может работать в автоматическом и ручном режимах для обеспечения максимального комфорта сотрудника. Рабочее место оператора может быть укомплектовано дополнительным табло.

Мониторинг

Руководитель может отслеживать процесс работы зоны обслуживания и вносить изменения в его ход в режиме реального времени, а также получать информацию о работе сотрудников и количеству клиентов в системе электронной очереди. Руководитель может сформировать и просмотреть отчеты со своего рабочего места, позволяющие проводить анализ эффективности работы персонала, востребованности услуг у клиентов и т.д.

Сервер

В основу разработки системы лег централизованный сервер с использованием web-технологий. Это позволило нам обеспечить работу всей системы управления очередью путем доступа в интернет и администрирование (обслуживание) с одного рабочего места.

Внедрение СУО IS-Line — эффективное решение, обладающее рядом преимуществ:

  • интуитивно понятный интерфейс;
  • конфликты между посетителями сводятся к нулю, система справедливо распределит поток запросов на обслуживание, и, если предусмотрен льготный прием отдельных категорий граждан – обслужит с определенным приоритетом;
  • повышение культуры, скорости и уровня обслуживания посетителей;
  • возможность предварительной записи на необходимые услуги или операции;
  • гарантия приема посетителя;
  • ведение статистики приема и формирование отчетов для дальнейшего анализа работы приемного центра;
  • максимально эффективное использование времени сотрудников и оптимизация работы операторов;
  • увеличение количества обработанных запросов;
  • организация спокойного психологического климата для клиентов и сотрудников;
  • административный внешний контроль движения очереди;
  • осуществление переадресации потока клиентов к свободному сотруднику;
  • формирование обслуживания очереди по принцу «одного окна»;
  • осуществление организованного движения потоков клиентов внутри организации;
  • повышение уровня конфиденциальности обслуживания;
  • при появлении необходимости, посетитель будет перенаправлен в другую очередь, и при этом не нужно заново брать талон.

Система IS-Line — собственная разработка компании, которая полностью отвечает всем требованиям заказчика. Специалисты нашей компании выполнят любые доработки функционала по Вашим требованиям, а также реализуют интеграцию с другим используемым оборудованием.

XVII Международная научно-практическая конференция «Электронные средства и системы управления»

XIV Международная научно-практическая конференция «Электронные средства и системы управления» в 2018 году состоялась 28 – 30 ноября и завершала программу ТУСУРа, подготовленную к Всероссийскому фестивалю науки в 2018 году. Конференция прошла в рамках 22 секций по актуальным мировым направлениям науки и технологий, включая информационные технологии, электронику и приборостроение, административное управление, математическое моделирование и др. В этом году к участию в конференции было представлено более 240 докладов от представителей вузов, НИИ и предприятий из более чем 25 городов России: Томска, Новосибирска, Барнаула, Красноярска, Омска, Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Ижевска, Брянска, Саратова, Ханты-Мансийска, Астрахани, Сыктывкара, Ростова-на-Дону, Уфы, Тюмени, Владивостока, Хабаровска, Курска, Мурома и др. Также свои доклады представили учёные из Белоруссии (г. Минск) и Франции (г. Париж). Традиционно в конференции участвуют как именитые, так и молодые учёные.

Открывая «Электронные средства и системы управления», ректор ТУСУРа Александр Шелупанов подчеркнул, что многие из обсуждаемых на конференции направлений и тем в ближайшем будущем могут существенно изменить мир.

«Многие вещи, о которых сегодня только мечтают, станут повседневной реальностью, как когда-то было с мобильной связью, Интернетом. И нам предстоит не только решать проблемы развития Интернета и беспроводной связи, но и то, как бороться с побочными эффектами от внедрения новых технологий, с которыми мы уже сталкиваемся», – сказал ректор.

Одно из таких популярных направлений – безопасный Интернет вещей, которому было посвящено в рамках конференции несколько мероприятий. Партнёр ТУСУРа компания Keysight Technologies провела сессию «Разработка и тестирование устройств Интернета вещей (IoT)» для специалистов в области систем беспроводной связи, аэрокосмической и оборонной отраслей, автомобилестроения, энергетики и полупроводниковой промышленности. Школу-семинар «Беспроводная связь – Интернет вещей» провёл региональный центр компетенций НТИ в ТУСУРе «Технологии беспроводной связи и Интернета вещей».

Руководитель сибирского отделения компании Keysight Technologies в России Евгений Андронов, выступая на открытии конференции, отметил важность проведения таких мероприятий и взаимодействия университета с индустриальными партнёрами: «Уровень знаний, школа, которая есть в Томске, благодаря ТУСУРу позволили создавать компании по направлению радиоэлектроники – такого количества компаний в России больше нет ни в одном городе по этому направлению».

Евгений Андронов также вручил Александру Шелупанову книгу «Мир радиоэлектроники», презентованную сибирским отделением компании Keysight Technologies в 2018 году. В переводе и научной редакции издания активно участвовали сотрудники ТУСУРа.

На пленарном заседании также выступил заместитель директора по научной работе НИИ автоматики и электромеханики Антон Юдинцев с докладом, посвящённым деятельности института по глубоководной энергетике, наземным испытаниям и первым шагам в космосе. О форвакуумных плазменных источниках электронов, их развитии и потенциальных применениях рассказал заведующий кафедрой физики ТУСУРа, профессор Ефим Окс. Заместитель генерального директора АО «НИИ телевидения» по научной работе (г. Санкт-Петербург) профессор Александр Цыцулин представил доклад «Принцип доминантной информации – основание видеоинформатики».

В рамках конференции «Электронные средства и системы управления» прошла также конференция «Сибресурс», участники которой – академики Сибирской академии наук Высшей школы – представили свои решения по эффективному использованию территориальных ресурсов для развития российской экономики. Это мероприятие, как и одну из секций ЭССУ, посвятили памяти выдающегося учёного, бывшего ректора ТУСУРа Ивана Николаевича Пустынского, ушедшего из жизни в 2017 году. В честь профессора Пустынского в ТУСУРе открыли именную аудиторию и памятные доски. 

По итогам конференции выйдет сборник трудов в двух томах, в который войдёт порядка 200 публикаций (сборник включён в базу российского индекса научного цитирования РИНЦ), кроме того, лучшие доклады будут направлены для публикации в журнале «Доклады ТУСУРа» (включён в перечень ВАК).

Электронные системы управления | Расширенный список литературы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аксёнова, П.В. Электронные системы управления автотракторных двигателей: Учебное пособие / П.В. Аксёнова, А.М. Ермаков. — СПб.: Лань, 2016. — 200 c.
2. Александров, В.А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: Уч. Пособие / В.А. Александров, С.Ф. Козьмин, Н.Р. Шоль и др. — СПб.: Лань, 2012. — 624 c.
3. Велединский, В.Г. Электронные системы управления бензиновых двигателей / В.Г. Велединский. — М.: КноРус, 2011. — 96 c.
4. Данов, Б. Электронные системы управления иностранных автомобилей / Б. Данов. — М.: ГЛТ, 2007. — 224 c.
5. Данов, Б.А. Электронные системы управления иностранных автомобилей / Б.А. Данов. — М.: ГЛТ, 2007. — 224 c.
6. Каганов, В.И. Радиоэлектронные системы автоматического управления. Компьютеризированный курс / В.И. Каганов, В.К. Битюков. — М.: ГЛТ, 2009. — 432 c.
7. Каганов, В.И. Радиоэлектронные системы автоматического управления. Компьютеризированный курс / В.И. Каганов. — М.: РиС, 2015. — 432 c.
8. Карелина, М.Ю. Электронные системы управления работой дизельных двигателей: Учебное пособие / М.Ю. Карелина, И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко. — М.: Инфра-М, 2017. — 512 c.
9. Поливаев, О.И. Электронные системы управления бензиновых двигателей: Учебное пособие / О.И. Поливаев, О.М. Костиков, О.С. Ведринский. — М.: КноРус, 2018. — 480 c.
10. Поливаев, О.И. Электронные системы управления автотракторных двигателей: Учебное пособие / О.И. Поливаев, О.М. Костиков, О.С. Ведринский. — СПб.: Лань, 2017. — 200 c.
11. Поливаев, О.И. Электронные системы управления бензиновых двигателей: Учебное пособие / О.И. Поливаев, О.М. Костиков, О.С. Ведринский. — М.: КноРус, 2011. — 96 c.
12. Смирнов, Ю.А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей / Ю. А. Смирнов, А.В. Муханов. — СПб.: Лань, 2012. — 624 c.
13. Смирнов, Ю.А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: Учебное пособие / Ю.А. Смирнов, А.В. Муханов. — СПб.: Лань, 2012. — 624 c.
14. Смирнов, Ю.А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: Учебное пособие / Ю.А. Смирнов, А.В. Муханов, М.А. Пипенко. — СПб.: Лань, 2012. — 624 c.
15. Ютт, В.Е. Электронные системы управления ДВС и методы их диагностирования: Учебное пособие для вузов. / В.Е. Ютт, Г.Е. Рузавин. — М.: Горячая линия -Телеком , 2007. — 104 c.
16. Ютт, В.Е. Электронные системы управления ДВС и методы их диагностирования / В.Е. Ютт. — М.: ГЛТ, 2007. — 104 c.


Электрические системы управления. Проектирование зданий

Электрическая система управления представляет собой физическое соединение устройств, которое влияет на поведение других устройств или систем. Простая электронная система состоит из входа, процесса и выхода. И входные, и выходные переменные для системы являются сигналами. Примеры таких систем включают циркуляционные насосы, компрессоры, производственные системы, холодильные установки и панели управления двигателями.

Устройства ввода, такие как датчики, собирают информацию и реагируют на нее, а также контролируют физический процесс, используя электрическую энергию в форме выходного действия.Электронные системы могут быть классифицированы как «каузальные» по своей природе. Входной сигнал является «причиной» изменения процесса или работы системы, а выходной сигнал — «следствием», следствием причины. Примером может служить микрофон (устройство ввода), который преобразует звуковые волны в электрические сигналы и усиливается динамиком (устройством вывода), производящим звуковые волны.

Электронные системы обычно представляются как ряд взаимосвязанных блоков и сигналов. Каждый блок показан со своим набором входов и выходов. Это известно как представление блок-схемы.

Электрические системы работают либо с сигналами непрерывного времени (CT), либо с сигналами дискретного времени (DT).

В системе CT входные сигналы непрерывны во времени. Обычно это аналоговые системы, обеспечивающие линейную работу с входными и выходными сигналами, привязанными к заданному периоду времени, например, с 13:00 до 14:00.

Система DT — это система, в которой входные сигналы представляют собой последовательность или серию значений сигналов, определенных в определенных интервалах времени, например, в 13:00 и 14:00 по отдельности.

Системы управления бывают двух разных типов: системы с разомкнутым контуром или системы с замкнутым контуром.

Система управления с разомкнутым контуром — это система, в которой выход не имеет обратной связи со входом для корректировки отклонений. Вместо этого выход изменяется за счет изменения входа. Это означает, что внешние условия не будут влиять на производительность системы. Примером может служить котел центрального отопления, управляемый таймером, который включается в определенное заданное время независимо от уровня теплового комфорта в здании.

Преимущества систем с разомкнутым контуром заключаются в том, что они просты, легко конструируются и в целом остаются стабильными. Однако они могут быть неточными и ненадежными из-за того, что вывод не корректируется автоматически.

Система управления с замкнутым контуром — это система, в которой выход влияет на вход для поддержания желаемого выходного значения. Это достигается за счет обеспечения цикла обратной связи. Например, котел может иметь температурный термостат, который контролирует уровень теплового комфорта в здании и посылает сигнал обратной связи, чтобы контроллер поддерживал заданную температуру.

Замкнутые системы имеют то преимущество, что они точны, и их можно сделать более или менее чувствительными в зависимости от требуемой стабильности системы. Однако они более сложны с точки зрения проектирования стабильной системы.

Существует несколько различных типов управления:

[править] Ручное управление

В этой системе не используется автоматическое управление, связь обеспечивается человеком-оператором.

[править] Полуавтоматическое управление

Последовательность операций выполняется автоматически после запуска человеком-оператором.Например, запуск электродвигателя.

[править] Автоматическое управление

Человек-оператор заменен контроллером, который контролирует систему в сравнении с желаемым значением, используя контуры обратной связи для принятия корректирующих действий, если это необходимо.

[править] Местное управление

Уровень, маховик или другое приспособление, закрепленное на устройстве «на месте», используется как средство изменения и контроля.

[править] Пульт дистанционного управления

Регулирующий блок соединен с исполнительным устройством, установленным на некотором расстоянии, посредством передачи энергии через электрические связи. Например, пульт дистанционного управления для включения кондиционера.

[править] Управление вкл/выкл

Блок регулирования может занимать только одно из двух доступных положений «включено» или «выключено». Примером может служить выключатель для освещения.

[править] Пошаговое управление

Регулятор может занимать более двух позиций, но действие происходит поэтапно, а не непрерывно.

Электронные системы управления: базовые (энергетика)

Аннотация

Каждый элемент энергоемкого оборудования имеет связанную с ним систему управления.В этой статье представлена ​​информация об электронных системах управления, которые в основном используются для управления оборудованием HVAC. Те же принципы используются для управления другим оборудованием, таким как освещение, системы сжатого воздуха, технологическое оборудование и производственное оборудование.

ВВЕДЕНИЕ

Каждый элемент энергоемкого оборудования имеет связанную с ним систему управления. Элементы управления могут быть такими же простыми, как мгновенный переключатель, или такими сложными, как специализированная система микросхем микрокомпьютера.В более крупных единицах оборудования, а также в зданиях и промышленных процессах обычно используются сложные компьютерные системы управления для оптимального управления и эксплуатации. В этой статье представлена ​​информация об электронных системах управления, которые в основном используются для управления оборудованием HVAC. Однако те же технологии и принципы используются для управления другим оборудованием, таким как освещение, системы сжатого воздуха, технологическое оборудование и производственное оборудование.

Электронная система управления состоит из датчика, контроллера и исполнительного элемента управления. Датчики, используемые в электронных системах управления, представляют собой простые, легкие устройства, которые обеспечивают стабильный, широкий диапазон, линейный и быстрый отклик. Электронный контроллер представляет собой полупроводниковое устройство, обеспечивающее управление дискретным участком диапазона датчика и формирующее усиленный корректирующий сигнал для управления конечным управляющим элементом.

Характеристики электронных систем управления включают следующее:

• Контроллеры могут быть удалены от датчиков и исполнительных механизмов.

• Контроллеры могут принимать различные входы.

• Дистанционные регулировки для нескольких элементов управления могут быть расположены вместе, даже если датчики и исполнительные механизмы не расположены.

• Электронные системы управления могут работать со сложными схемами управления и блокировки.

• Выходы универсального типа могут взаимодействовать со многими различными исполнительными механизмами.

• Счетчики дисплея могут отображать входные или выходные значения.

Датчики и устройства вывода (например, приводы, реле) , используемые в электронных системах управления, обычно такие же, как и в системах на основе микропроцессоров. Различие между электронными системами управления и микропроцессорными системами заключается в обработке входных сигналов. В электронной системе управления сигнал аналогового датчика усиливается, а затем сравнивается с заданным значением или сигналом коррекции через схемы сравнения напряжения или тока и управления. В микропроцессорной системе вход датчика преобразуется в цифровую форму, в которой дискретные инструкции (алгоритмы) выполняют процесс сравнения и управления.

Рис.1 показана простая электронная система управления с контроллером , который регулирует температуру подаваемой воды, смешивая возвратную воду с водой из котла. Основной датчик температуры находится в ГВС от вентиля. Для повышения эффективности и экономии энергии контроллер сбрасывает уставку температуры подаваемой воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Контроллер анализирует данные датчика и посылает сигнал на привод клапана для регулирования подачи горячей воды к тепловентиляторам. Эти компоненты описаны в разделе «Компоненты».

Глоссарий терминов системы управления приведен в последнем разделе этой статьи.

Электронные системы управления обычно имеют следующие характеристики:

Контроллер. Низкое напряжение, твердое состояние. Входы. 0–1 В пост. тока, 0–10 В пост. тока, 4–20 мА, резистивный элемент, термистор, термопара. Выходы. 2-10 В пост. тока или устройство 4-20 мА. Режим управления. Двухпозиционный, пропорциональный, пропорционально-интегральный (ПИ) или ступенчатый.

Рис. 1 Базовая электронная система управления.

Принципиальные схемы в этой статье являются базовыми и довольно общими. Вход сопротивления-температуры и 2-10 В пост. выходные данные используются для обсуждения. Подробное обсуждение режимов управления можно найти в разделе «Основы управления» Технического руководства по автоматическому управлению.[1]

КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Электронная система управления включает датчики, контроллеры , устройства вывода, такие как приводы и реле; исполнительные элементы, такие как клапаны и заслонки; а также индикаторные, интерфейсные и вспомогательные устройства. На рис. 2 представлен обзор многих электронных компонентов системы.

Датчики

Чувствительный элемент предоставляет контроллеру информацию об изменении условий. Аналоговые датчики используются для контроля постоянно меняющихся условий, таких как температура или давление. Аналоговый датчик обеспечивает контроллер переменным сигналом, например, 0–10 В. Цифровой (двухпозиционный) датчик используется, если условия представляют собой фиксированное состояние, например, включенный или выключенный насос.Цифровой датчик подает на контроллер дискретный сигнал, такой как разомкнутые или замкнутые контакты.

Рис. 2 Типичные компоненты электронной системы управления.

Некоторые электронные датчики используют неотъемлемую характеристику их материала (например, сопротивление провода) для подачи сигнала и могут быть напрямую подключены к электронному контроллеру. Другие датчики требуют преобразования сигнала датчика в тип или уровень, который может использоваться электронным контроллером. Например, для датчика, определяющего давление, требуется преобразователь или преобразователь для преобразования сигнала давления в напряжение, которое может использоваться электронным контроллером. Типичные датчики, используемые в электронных системах управления, показаны на рис. 2. Узел датчик-преобразователь называется преобразователем.

Датчики температуры

Датчики температуры для электронного управления классифицируются следующим образом:

• Резисторные датчики температуры (RTD) изменяют сопротивление при изменении температуры.Термометры сопротивления имеют положительный температурный коэффициент (сопротивление увеличивается с температурой).

• Термисторы представляют собой твердотельные резистивные датчики температуры с отрицательным температурным коэффициентом.

• Термопары напрямую генерируют напряжение в зависимости от температуры.

Термометры сопротивления

В общем, все RTD имеют некоторые общие атрибуты и ограничения:

• Сопротивление элементов RTD зависит от температуры. Некоторые элементы демонстрируют большие изменения сопротивления, линейные изменения или и то, и другое в широком диапазоне температур.

• Контроллер должен подавать питание на датчик и измерять переменное напряжение на элементе, чтобы определить сопротивление датчика. Это действие может привести к небольшому нагреву элемента, что называется самонагревом, и может привести к неточности измерения температуры. Снижая ток питания или используя элементы с более высоким номинальным сопротивлением, можно свести к минимуму эффект самонагрева.

• Сопротивление некоторых элементов RTD составляет всего 100 Ом. В этих случаях сопротивление проводов, соединяющих RTD с контроллером, может значительно увеличить общее сопротивление подключенного RTD и создать погрешность измерения. температуры. На рис. 3 показаны датчик и контроллер в зависимости от длины проводов. На этом рисунке для датчика на расстоянии 25 футов от контроллера требуется 50 футов провода. Если одножильный медный провод 18 AWG с постоянным током используется сопротивление 6,39 Ом/Mft, 50 футов провода имеют общее значение d. в. сопротивление 0,319 Ом. Если датчик представляет собой платиновый датчик с сопротивлением 100 Ом и температурным коэффициентом 0,69 Ом/°F, 50-футовый провод приведет к ошибке 0,46°F. Если датчик представляет собой платиновый датчик с сопротивлением 3000 Ом и температурным коэффициентом 4,8 Q/°F, 50-футовый провод приведет к ошибке 0,066°F.

Рис. 3 Длина провода.

Существенные ошибки можно устранить, отрегулировав настройку калибровки на контроллере, или, если контроллер предназначен для этого, можно провести к датчику третий провод и подключить его к специальной компенсационной цепи, предназначенной для устранения эффекта длины провода. на измерении.В ранних электронных контроллерах эта трехпроводная схема была подключена к мосту Уитстона, сконфигурированному для компенсации подводящих проводов. В цифровых контроллерах компенсация подводящих проводов на датчиках с низким сопротивлением может выполняться программным смещением.

• Рабочий диапазон температур для данного датчика RTD может быть ограничен нелинейностью при очень высоких или низких температурах.

• Элементы RTD, обеспечивающие большие изменения сопротивления на градус температуры, снижают чувствительность и сложность любой электронной входной цепи.(Однако линейность может быть проблемой.)

Датчик, изготовленный с использованием провода BALCO, является широко используемым датчиком RTD. BALCO представляет собой отожженный сплав сопротивления с номинальным составом 70 процентов никеля и 30 процентов железа. Элемент сопротивления BALCO 500 Ом обеспечивает относительно линейное изменение сопротивления от -40 до 250°F. Датчик представляет собой маломассивное устройство и быстро реагирует на изменение температуры.

Другим материалом, используемым в датчиках RTD, является платина. Линейный отклик и стабильный во времени. В некоторых приложениях используется короткая длина провода для обеспечения номинального сопротивления 100 Ом. Однако при низком значении сопротивления элемент может подвергаться самонагреву и сопротивлению проводов датчика. Кроме того, из-за небольшого изменения сопротивления элемента необходимо использовать дополнительное усиление для увеличения уровня сигнала.

Чтобы использовать желательные характеристики платины и свести к минимуму любое смещение, одна технология производства наносит пленку платины в виде лестницы на изолирующую основу.Метод лазерной подгонки (рис. 4) затем выжигает часть металла для калибровки датчика, обеспечивая сопротивление 1000 Ом при 74°F. Этот датчик с платиновой пленкой обеспечивает высокую зависимость сопротивления от температуры. Благодаря высокому сопротивлению датчик относительно невосприимчив к самонагреву и смещениям сопротивления проводов датчика. Кроме того, датчик представляет собой чрезвычайно маломассивное устройство и быстро реагирует на изменение температуры. Элементы РДТ этого типа широко распространены.

Рис.

Рис. 4 Датчик RTD с платиновым элементом.

Твердотельные термометры сопротивления

На рис. 5 показаны примеры твердотельных резистивных датчиков температуры с отрицательными и положительными температурными коэффициентами. Термисторы представляют собой датчики с отрицательным температурным коэффициентом, обычно заключенные в очень маленькие корпуса (аналогичные стеклянным диодам или небольшим транзисторам), которые обеспечивают быстрый отклик. С ростом температуры сопротивление термистора уменьшается (рис. 6). При выборе термисторного датчика необходимо учитывать сильно нелинейную характеристику сопротивления температуры.

Рис. 5 Твердотельные датчики температуры.

Твердотельные датчики температуры с положительным температурным коэффициентом могут иметь относительно высокие значения сопротивления при комнатной температуре. С ростом температуры сопротивление датчика увеличивается (рис. 6). Некоторые твердотельные датчики имеют почти идеальные линейные характеристики во всем используемом диапазоне температур.

Рис. 6 Зависимость сопротивления от температуры для твердотельных датчиков.

Рис. 7 Базовая схема термопары.

Термопары

В термопаре два разнородных металла, таких как железо и константан, свариваются вместе, образуя спай термопары (рис. 7). Когда этот переход подвергается воздействию тепла, генерируется напряжение в диапазоне милливольт, которое может быть измерено входными цепями электронного контроллера. Величина генерируемого напряжения прямо пропорциональна температуре (рис.8). При комнатных температурах для типичных приложений HVAC эти уровни напряжения часто слишком малы для использования, но их лучше использовать при более высоких температурах от 200°F до 1600°F. Следовательно, термопары наиболее распространены в высокотемпературных процессах.

Преобразователь/преобразователь

Входные цепи многих электронных контроллеров могут работать в диапазоне напряжений 0–10 В постоянного тока. или диапазон тока 4-20 мА. Входы этих контроллеров классифицируются как универсальные, потому что они принимают любой датчик, имеющий правильный выход.Эти датчики часто называют передатчиками, поскольку их выходы представляют собой усиленный или обработанный сигнал. Основное требование к этим передатчикам заключается в том, что они обеспечивают требуемый уровень напряжения или тока для входа в контроллер в желаемом диапазоне измерения.

Рис. 8 Зависимость напряжения от температуры для термопары железо-константан.

Датчики измеряют различные параметры, такие как температура, относительная влажность, расход воздуха, расход воды, потребление энергии, скорость воздуха и интенсивность света.Примером преобразователя может быть датчик, измеряющий уровень углекислого газа (CO2) в возвратном воздухе вентиляционной установки. Датчик подает сигнал 4-20 мА на вход контроллера, который затем может модулировать наружные/вытяжные заслонки для поддержания приемлемого уровня качества воздуха. Поскольку электронные контроллеры могут обрабатывать входные данные напряжения, силы тока или сопротивления, датчики температуры обычно не используются в качестве входных сигналов контроллера в системах HVAC из-за их высокой стоимости.

Датчик относительной влажности

Для определения процента относительной влажности используются различные методы измерения, включая измерение изменений сопротивления, емкости, импеданса и частоты.

Более старый метод, в котором для определения относительной влажности использовалось сопротивление, зависел от слоя гигроскопичной соли, такой как хлорид лития или угольный порошок, нанесенной между двумя электродами (рис. 9). Оба материала поглощают и выделяют влагу в зависимости от относительной влажности, вызывая изменение сопротивления датчика.Электронный контроллер, подключенный к этому датчику, определяет изменения сопротивления, которые он может использовать для управления относительной влажностью.

Метод, использующий изменение емкости для определения относительной влажности, измеряет емкость между двумя проводящими пластинами, разделенными чувствительным к влаге материалом, например полимерным пластиком (рис. 10А). Когда материал поглощает воду, емкость между пластинами уменьшается, и это изменение может быть обнаружено электронной схемой. Чтобы преодолеть любое препятствие способности материала поглощать и выделять влагу, две пластины и их электрические провода могут быть на одной стороне полимерного пластика, а третий лист чрезвычайно тонкого проводящего материала на другой стороне полимерного пластика образует конденсатор (фиг.10В). Эта третья пластина, слишком тонкая для крепления проводов, позволяет влаге проникать в полимер и поглощаться ею, что повышает чувствительность и отклик.

Датчик относительной влажности, который генерирует изменения как сопротивления, так и емкости для измерения уровня влажности, изготовлен путем анодирования алюминиевой полосы с последующим нанесением тонкого слоя золота или алюминия (рис. 11). Анодированный алюминий имеет на своей поверхности слой пористого оксида. Влага может проникать сквозь слой золота и заполнять поры оксидного покрытия, вызывая изменения как сопротивления, так и емкости, которые можно измерить электронной схемой.

Рис. 9 Датчик относительной влажности резистивного типа.

Датчики, в которых используют изменение частоты для измерения относительной влажности (рис. 12), могут использовать кристалл кварца, покрытый гигроскопичным материалом, например полимерным пластиком. Когда кварцевый кристалл возбуждается колебательным контуром, он генерирует постоянную частоту. Поскольку полимерный материал поглощает влагу и изменяет массу кристалла кварца, частота колебаний изменяется и может быть измерена электронной схемой.

Для большинства датчиков относительной влажности требуется электроника на датчике для изменения и усиления слабого сигнала, и они называются передатчиками. Электронная схема компенсирует влияние температуры, а также усиливает и линеаризует измеренный уровень относительной влажности. Передатчики обычно обеспечивают выходное напряжение или ток, который можно использовать в качестве входного сигнала для электронного контроллера.

Датчики давления

Электронный датчик давления преобразует изменения давления в сигнал, такой как напряжение, ток или сопротивление, который может использоваться электронным контроллером.

В методе измерения давления путем обнаружения изменений сопротивления используется небольшая гибкая мембрана и тензодатчик в сборе (рис. 13). Узел тензорезистора включает в себя очень тонкую (змеевидную) проволоку или тонкую металлическую пленку, нанесенную на непроводящее основание. Узел тензорезистора растягивается или сжимается по мере того, как диафрагма изгибается при изменении давления. При растяжении или сжатии тензорезистора (показано пунктирной линией на рис. 13) изменяется длина его тонкой проволоки или тонкой металлической пленки, что приводит к изменению полного сопротивления.Затем сопротивление может быть обнаружено и усилено. Эти изменения сопротивления невелики. Поэтому в блоке датчика предусмотрен усилитель для усиления и преобразования сигнала, чтобы уровень, передаваемый на контроллер, был менее подвержен внешним шумовым помехам. Таким образом, датчик становится передатчиком.

Рис. 10 Датчик относительной влажности емкостного типа.

Рис. 11 Датчик относительной влажности импедансного типа.

Другой метод измерения давления измеряет емкость (рис.14). Неподвижная пластина образует одну часть конденсаторной сборки, а гибкая пластина — другую часть конденсаторной сборки. При изгибе диафрагмы при изменении давления гибкая пластина конденсаторной сборки приближается к неподвижной пластине (показана пунктиром на рис. 14) и изменяет емкость.

Разновидностью датчиков давления является датчик, который измеряет дифференциальное давление с помощью двойных камер давления (рис. 15). Сила от каждой камеры действует в противоположном направлении по отношению к тензодатчику.Этот тип датчика может измерять небольшие изменения дифференциального давления даже при высоком статическом давлении.

Контроллеры, устройства вывода и устройства индикации

Контроллер

Электронный контроллер получает сигнал датчика, усиливает и/или преобразует его, сравнивает с заданным значением и при необходимости вносит поправку. Выходной сигнал обычно позиционирует привод. Схемы электронных контроллеров допускают широкий спектр функций и последовательностей управления, от очень простых схем до схем с несколькими входами и несколькими последовательными выходами.В схемах контроллера используются полупроводниковые компоненты, такие как транзисторы, диоды и интегральные схемы, и они включают источник питания и все регулировки, необходимые для надлежащего управления.

Рис. 12 Кварцевый датчик относительной влажности.

Рис. 13 Резистивный датчик давления.

Типы ввода

Электронные контроллеры классифицируются по типу или типам входных данных, которые они принимают, таких как температура, влажность, энтальпия или универсальные.

Регуляторы температуры

Для контроллеров температуры обычно требуются входные датчики определенного типа или категории. Некоторые имеют входные цепи до

Рис. 14 Датчики давления емкостного типа.

принимают датчики RTD, такие как BALCO или платиновые элементы, в то время как другие содержат входные цепи для термисторных датчиков. Эти контроллеры имеют шкалы уставки и диапазона дросселирования, помеченные в градусах Фаренгейта или Цельсия.

Контроллеры относительной влажности

Входные цепи для контроллеров относительной влажности обычно получают измеренный сигнал относительной влажности, уже преобразованный в 0–10 В постоянного тока. напряжения или токовый сигнал 4-20 мА. Уставка и шкалы для этих контроллеров указаны в процентах относительной влажности.

Рис. 15 Датчик перепада давления.

Регуляторы энтальпии

Контроллеры энтальпии — это специализированные устройства, которые используют специальные датчики для ввода. В некоторых случаях датчик может объединять измерения температуры и влажности и преобразовывать их в одно напряжение для представления энтальпии измеряемого воздуха. В других случаях отдельные датчики температуры с сухим термометром и отдельные датчики смоченного термометра или датчики относительной влажности предоставляют входные данные, а контроллер рассчитывает энтальпию. В типичных приложениях регулятор энтальпии выдает выходной сигнал на основе сравнения двух измерений энтальпии, внутреннего и наружного, а не фактического значения энтальпии.В других случаях энтальпия возвратного воздуха считается постоянной, поэтому измеряется только энтальпия ОВ. Оно сравнивается с предполагаемым номинальным значением возвратного воздуха.

Универсальные контроллеры

Входные цепи универсальных контроллеров могут принимать один или несколько стандартных сигналов передатчика или преобразователя. Наиболее распространенными входными диапазонами являются 0–10 В постоянного тока. и 4-20 мА. Другие входные варианты в этой категории включают 2-10 В пост. и сигнал 0-20 мА. Так как эти входные данные могут представлять различные воспринимаемые переменные, такие как ток 0–15 А или давление 0–3000 фунтов на кв. дюйм, настройки и шкалы часто выражаются только в процентах от полной шкалы.

Режимы управления

Режимы управления некоторых электронных контроллеров можно выбирать в соответствии с требованиями приложения. Режимы управления включают двухпозиционный, пропорциональный и пропорционально-интегральный. Другие функции управления включают удаленную уставку, добавление компенсационного датчика для возможности сброса, а также блокировку или контроль ограничения.

Управление выходом

Электронные контроллеры обеспечивают выходы на реле или привод для конечного элемента управления. Выход не зависит от типа ввода или метода управления. Простейшей формой вывода является двухпозиционный, при котором конечный элемент управления может находиться в одном из двух состояний. Например, вытяжной вентилятор в техническом помещении можно включить или выключить. Однако наиболее распространенная форма выходного сигнала обеспечивает модулирующий выходной сигнал, который может регулировать конечное регулирующее устройство (привод) в диапазоне от 0 до 100 %, например, при управлении клапаном охлажденной воды.

Рис.16 Двухпозиционное управление.

Устройства вывода

Приводы, реле и преобразователи (рис. 2) представляют собой устройства вывода, которые используют выходной сигнал контроллера (напряжение, ток или контакт реле) для выполнения физических функций на конечном элементе управления, таких как запуск вентилятора или регулирование клапана. Приводы можно разделить на устройства, обеспечивающие двухпозиционное действие, или устройства, обеспечивающие модулирующее действие.

Двухпозиционный

Двухпозиционные устройства, такие как реле, пускатели двигателей и электромагнитные клапаны, имеют только два дискретных состояния.Эти устройства являются интерфейсом между контроллером и конечным элементом управления. Например, когда на электромагнитный клапан подается напряжение, он позволяет пару поступать в змеевик, обогревающий помещение (рис. 16). Электромагнитный клапан обеспечивает конечное воздействие на регулируемую среду, пар. Приводы заслонок также могут быть двухпозиционными.

Модулирующий

Модулирующие приводы используют переменный управляющий сигнал для регулировки конечного элемента управления. Например, модулирующий клапан регулирует количество охлажденной воды, поступающей в змеевик, так что холодного подаваемого воздуха достаточно, чтобы соответствовать нагрузке при заданном заданном значении (рис.17). Наиболее распространенные модулирующие приводы принимают переменное входное напряжение 0–10 В или 2–10 В постоянного тока или входной ток 4–20 мА. Другая форма исполнительного механизма требует пульсирующего (прерывистого) или рабочего цикла сигнала для выполнения функций модуляции. Одной из форм пульсирующего сигнала является сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Рис. 17 Модулирующее управление.

Рис. 18 Электропневматический преобразователь.

Датчик

В некоторых приложениях преобразователь преобразует выходной сигнал контроллера в сигнал, используемый приводом. Например, на рис. 18 показан электронно-пневматический (Э/П) преобразователь, который преобразует модулирующий сигнал 2–10 В пост. сигнал от электронного контроллера на пневматический пропорциональный модулирующий сигнал 3-13 фунтов на квадратный дюйм для пневматического привода.

Устройства индикации

Электронная система управления может быть дополнена визуальными дисплеями, показывающими состояние и работу системы. Многие электронные контроллеры имеют встроенные индикаторы, которые показывают мощность, входной сигнал, сигнал отклонения и выходной сигнал.На рис. 19 показаны некоторые типы визуальных дисплеев. Световой индикатор может показывать состояние включения/выключения или, если он управляется цепями контроллера, яркость света может показывать относительную силу сигнала. Если системе требуется аналоговое или цифровое показывающее устройство, а электронный контроллер не включает в себя этот тип дисплея, могут быть предусмотрены отдельные показывающие устройства.

Интерфейс с другими системами

Часто необходимо подключить электронное устройство управления к микропроцессорной системе управления зданием или другой связанной системе.Примером может служить интерфейс, который позволяет системе управления зданием регулировать уставку или величину сброса (компенсации) для конкретного контроллера. Совместимость двух систем должна быть проверена до их соединения.

Рис. 19 Устройства индикации.

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОННОГО КОНТРОЛЛЕРА

Общий

Электронный контроллер является основой электронной системы управления. На рис. 20 показаны основные схемы электронного контроллера, включая источник питания, вход, управление и выход.Для большей стабильности и контроля также могут быть включены внутренние схемы коррекции обратной связи, но они здесь не обсуждаются. Описанные схемы дают обзор типов и методов электронных контроллеров.

Цепь питания

Цепь питания электронного контроллера подает требуемые напряжения на входную, управляющую и выходную цепи. Большинство напряжений являются регулируемыми напряжениями постоянного тока. Конструкция контроллера определяет требуемые уровни напряжения и тока.

Все цепи питания спроектированы таким образом, чтобы оптимизировать требования к регулированию как линии, так и нагрузки в соответствии с потребностями и ограничениями системы. Регулирование нагрузки относится к способности источника питания поддерживать выходное напряжение на постоянном уровне даже при изменении потребляемого тока (нагрузки). Точно так же линейное регулирование относится к способности источника питания поддерживать выходное напряжение нагрузки на постоянном уровне при изменении входной мощности (переменного тока). Возможности регулирования линии или ограничения контроллера обычно являются частью технических характеристик контроллера, таких как 120 В переменного тока + 10 %, -15 %. Степень регулирования нагрузки включает сквозную точность и воспроизводимость и обычно явно не указывается в качестве спецификации для контроллеров.

ТИПИЧНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

На рис. 21 показана типичная система кондиционирования воздуха, управляемая двумя электронными контроллерами, C1 и C2; секвенсор S; мультикомпенсатор М; датчики температуры Т1-Т4; регулирующие клапаны горячей и холодной воды V1 и V2; приводы заслонок наружного, возвратного и вытяжного воздуха. Последовательность управления следующая:

• Контроллер C1 обеспечивает наружную компенсацию, летнее/зимнее управление температурой помещения для системы отопления/охлаждения, которая требует ПИ-регулирования с нижним пределом.Датчик Т4 подает компенсационный сигнал через мультикомпенсатор М, что позволяет одному датчику наружной температуры подавать общий вход на несколько контроллеров. Контроллер C1 последовательно регулирует клапаны горячей и холодной воды V1 и V2, чтобы поддерживать температуру в помещении, измеряемую датчиком T1, на предварительно выбранном заданном уровне. Sequencer S позволяет управлять двумя приводами клапанов с одного контроллера. Датчик нижнего предела Т2 берет на себя управление, когда температура нагнетаемого воздуха падает до диапазона регулирования уставки нижнего предела.Минимальная температура нагнетаемого воздуха поддерживается независимо от температуры в помещении.

Рис. 20 Схемы электронного контроллера.

Когда наружная температура ниже выбранной точки переключения сброса, установленной на C1, контроллер находится в режиме зимней компенсации. Когда температура наружного воздуха падает, уставка температуры помещения повышается. Когда наружная температура выше точки переключения сброса, контроллер находится в режиме летней компенсации.По мере повышения температуры наружного воздуха уставка температуры помещения повышается.

• Контроллер C2 обеспечивает пропорционально-интегральное регулирование температуры смешанного воздуха с работой экономайзера. Когда температура наружного воздуха, измеренная датчиком T4, ниже уставки начальной точки экономайзера, контроллер обеспечивает пропорциональное управление заслонками для поддержания температуры смешанного воздуха, измеренной датчиком T3, на выбранном заданном уровне. Когда температура наружного воздуха выше уставки точки запуска экономайзера, контроллер закрывает заслонки наружного воздуха до заданного минимума.

Рис. 21 Типичное применение с электронными контроллерами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Полномочия (полномочия сброса или полномочия компенсации). Настройка, указывающая относительное влияние входа компенсационного датчика на основную уставку (выраженную в процентах).

Переключение компенсации. Точка, в которой действие компенсации меняется на противоположное и меняется с летнего на зимний или наоборот.Одновременно может быть изменен процент компенсационного эффекта (полномочия).

Контрольная точка . Фактическое значение регулируемой переменной (уставка плюс или минус смещение).

Отклонение. Разница между уставкой и значением регулируемой переменной в любой момент времени. Также называется «офсет».

Прямого действия. Контроллер прямого действия увеличивает свой выходной сигнал при увеличении входного сигнала.

Электроуправление. Цепь управления, работающая от сети или низкого напряжения и использующая механические средства, такие как чувствительный к температуре биметаллический элемент или сильфон, для выполнения функций управления, таких как приведение в действие переключателя или позиционирование потенциометра. Сигнал контроллера обычно приводит в действие или позиционирует электрический привод, хотя часто управляются реле и переключатели.

Электронное управление. Схема управления, работающая от низкого напряжения и использующая полупроводниковые компоненты для усиления входных сигналов и выполнения функций управления, таких как управление реле или выдача выходного сигнала для позиционирования исполнительного механизма.Электронные устройства в основном используются в качестве датчиков. Контроллер обычно предоставляет фиксированные процедуры управления, основанные на логике полупроводниковых компонентов.

Электронный контроллер. Твердотельное устройство, обычно состоящее из источника питания, схемы усиления датчика, схемы обработки/сравнения, секции привода выходного сигнала и различных компонентов, которые обнаруживают изменения в регулируемой переменной и вырабатывают управляющий выход, который обеспечивает конкретную функцию управления . Как правило, такие регулировки, как уставка и диапазон регулирования, необходимые для процесса, могут выполняться на контроллере с помощью потенциометров и/или переключателей.

Конечный элемент управления. Устройство, такое как клапан или демпфер, которое изменяет значение регулируемой переменной. Конечный элемент управления позиционируется приводом.

Интегральное действие (I). Действие, при котором существует непрерывная линейная зависимость между величиной увеличения (или уменьшения) на выходе конечного элемента управления и отклонением регулируемой переменной для уменьшения или устранения отклонения или смещения.

Предельный датчик. Устройство, которое воспринимает переменную, которая может быть отличной от контролируемой переменной, и блокирует основной датчик на заданном пределе.

Основной датчик. Устройство или компонент, измеряющий регулируемую переменную.

Отрицательный (обратный) сброс. Компенсирующее действие, при котором уменьшение переменной компенсации имеет тот же эффект, что и увеличение регулируемой переменной. Например, в системе отопления, когда температура наружного воздуха снижается, контрольная точка регулируемой переменной увеличивается.Также называется «зимним сбросом или компенсацией».

Смещение. Устойчивое отклонение между контрольной точкой и уставкой пропорциональной системы управления при стабильных рабочих условиях. Также называется «отклонением».

Положительный (прямой) сброс. Компенсирующее действие, при котором увеличение переменной компенсации имеет тот же эффект, что и увеличение регулируемой переменной. Например, в системе охлаждения по мере увеличения температуры наружного воздуха контрольная точка регулируемой переменной увеличивается.Также называется «летняя перезагрузка или компенсация».

Зона пропорциональности (диапазон регулирования). В пропорциональном регуляторе — диапазон контрольных точек, через который должна пройти управляемая переменная, чтобы привести конечный элемент управления в полный рабочий диапазон. Зона пропорциональности выражается в процентах от диапазона основного датчика. Обычно используется эквивалент «диапазона регулирования», который выражается в значениях контролируемой переменной.

Пропорциональное управление (П). Алгоритм или метод управления, в котором конечный элемент управления перемещается в положение, пропорциональное отклонению значения регулируемой переменной от уставки.

Пропорционально-интегральное (ПИ) управление. Алгоритм управления, сочетающий в себе пропорциональный (пропорциональный отклик) и интегральный или алгоритмы управления отклонением. Интегральное действие имеет тенденцию корректировать смещение, возникающее в результате пропорционального управления. Также называется «пропорционально-плюс-сброс» или «двухрежимным» управлением.

Дистанционная уставка. Средство для настройки уставки контроллера из удаленного места вместо ее настройки на самом контроллере. Средства регулировки могут быть ручными с помощью потенциометра, установленного на панели или в пространстве, или автоматическими, когда отдельное устройство подает сигнал (напряжение или сопротивление) на контроллер.

Сброс управления. Процесс автоматической настройки контрольной точки данного контроллера для компенсации изменений второй измеряемой переменной, такой как температура наружного воздуха.Например, контрольная точка горячей палубы сбрасывается вверх при снижении температуры наружного воздуха. Также известен как «компенсационный контроль».

Сброс датчика. Элемент системы, который воспринимает переменную, отличную от контролируемой, и сбрасывает контрольную точку основного датчика. Величина этого эффекта устанавливается настройкой органа.

Обратное действие. Контроллер обратного действия уменьшает свой выходной сигнал при увеличении входного сигнала.

Уставка. Значение на шкале контроллера, на которое настроен контроллер, например, желаемая комнатная температура, установленная на термостате. Заданное значение всегда относится к основному датчику (а не к датчику сброса).

Диапазон регулирования. В пропорциональном регуляторе — диапазон контрольных точек, через который должна пройти регулируемая переменная, чтобы последний управляющий элемент прошел полный рабочий диапазон. Диапазон регулирования выражается в значениях регулируемой переменной, такой как температура в градусах Фаренгейта, относительная влажность в процентах или давление в фунтах на квадратный дюйм.Обычно используется эквивалент «полосы пропорциональности», который выражается в процентах от диапазона датчика для электронного управления.

Преобразователь. Устройство, преобразующее одну форму энергии в другую. Он усиливает (или ослабляет) сигнал, так что выходной сигнал датчика или преобразователя можно использовать в качестве входного сигнала для контроллера или исполнительного механизма. Преобразователь может преобразовывать пневматический сигнал в электрический сигнал (преобразователь P/E) или наоборот (преобразователь E/P), или он может преобразовывать изменение емкости в электрический сигнал.

Передатчик. Устройство, которое преобразует сигнал датчика во входной сигнал, используемый контроллером или устройством отображения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные автоматические электронные системы управления чрезвычайно важны для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик энергопотребляющего оборудования и систем. Надлежащее управление имеет решающее значение для достижения функциональных характеристик, а также энергоэффективных характеристик оборудования, зданий и процессов.

Электронное управление – обзор

Электрическое сопротивление

Современные аналоговые электронные и цифровые системы управления обычно основаны на устройствах, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.Перечисленные примерно в порядке общности и популярности, они включают термисторы, термометры сопротивления (RTD) и датчики температуры на интегральных схемах.

Термисторы представляют собой полупроводниковые соединения ( Рисунок 4-7 ), сопротивление которых сильно меняется, при этом изменения температуры обычно уменьшаются по мере повышения температуры. Ось Y Рисунок 4-7 представляет собой отношение сопротивления к сопротивлению при 77°F. Характеристическая кривая сопротивление-температура нелинейна.Ток, проходящий через датчик для создания сопротивления, нагревает датчик, в некоторой степени компенсируя показания (так называемый самонагрев). В электронных приложениях в передатчике предусмотрены схемы преобразования для создания линейного сигнала на основе изменения сопротивления. В цифровых системах управления переменное сопротивление часто преобразуется в температурный сигнал с помощью справочной таблицы программного обеспечения, отображающей температуру, соответствующую измеренному сопротивлению, или путем решения экспоненциального уравнения с использованием показателей степени и коэффициентов, предоставленных производителем термистора.Их основные преимущества и недостатки приведены в Таблице 4-2 .

Рис. 4-7. Характеристики термистора

Таблица 4-2. Терморезистор — Преимущества и недостатки

Термистор
Преимущество Недостатков
Высокое сопротивление изменение Нелинейных
Быстрый отклик Хрупкий
Измерение Двухпроводного Требуется источник тока
Низкая стоимость Самонагрев

Термисторы обычно имеют точность около ±0. 5°F, но они могут иметь точность до ±0,2°F. Они обладают высокой чувствительностью, то есть имеют быстрый и детальный отклик на изменение температуры. Однако со временем они дрейфуют, и для поддержания такой точности требуется регулярная калибровка. Когда-то калибровка требовалась примерно каждые шесть месяцев или около того, но в последние годы качество термисторов улучшилось, и интервал частоты сократился до одного раза в пять лет и более. Например, термисторы коммерческого класса теперь доступны с гарантированным максимальным дрейфом 0.05°F за пятилетний период. Теперь они обладают долговременной стабильностью и быстрым откликом по низкой цене.

Термометр сопротивления является еще одним наиболее часто используемым датчиком температуры в аналоговых электронных и цифровых системах управления, поскольку он очень стабилен и точен, а достижения в технологии производства привели к быстрому снижению цен. Как следует из названия, RTD изготовлен из металла, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры, прямо действующей в зависимости от области применения (, рис. 4-8, ).Обычные материалы включают платину, медно-никелевый сплав, медь, вольфрам и некоторые сплавы никель-железо. В приложениях HVAC RTD часто имеют конфигурацию намотанной проволоки, при этом металл RTD сформирован в виде тонкой проволоки и намотан на сердечник. РДТ с катушечной обмоткой стоят дороже термисторов, но они более стабильны, поэтому регулярная повторная калибровка обычно не требуется. Стандартные платиновые РДТ имеют эталонное сопротивление 100 Ом при 0°C. Это низкое сопротивление (по сравнению с 10 000–100 000 Ом для термисторов) обычно требует, чтобы измерительная цепь компенсировала или исключила сопротивление проводки, используемой для подключения RTD к детектору, поскольку это сопротивление будет того же порядка, что и сопротивление. РДТ.Для этого либо детектор должен быть откалиброван для компенсации сопротивления проводки, либо, чаще, используются трехпроводные или четырехпроводные схемы, которые уравновешивают или устраняют сопротивление проводки. Для систем HVAC платиновые термометры сопротивления с номинальным сопротивлением 100 Ом обычно имеют точность от ±0,5°F в точке калибровки до ±1,0°F во всем диапазоне применения. Однако датчики из платины высокой чистоты могут иметь точность ±0,02°F или даже лучше.

Рис. 4-8. Изменение сопротивления термистора и резистивного датчика температуры в зависимости от температуры

Последней разработкой является тонкопленочный платиновый термометр сопротивления, опорное сопротивление которого составляет около 1000 Ом.Эти датчики, изготовленные с использованием методов осаждения, которые существенно снижают стоимость, являются одной из основных причин, по которой терморезисторы стали заменять термисторы в электронных и цифровых системах управления. Точность тонкопленочных РДТ составляет от ±0,5°F до ±1,0°F в точке калибровки. Поскольку единицы измерения зависят от поведения металлической платины, они имеют очень низкий дрейф. Основные преимущества и недостатки RTD показаны в Таблица 4-3 .

Таблица 4-3. RTD — Преимущества и недостатки

РТД
Преимущества Недостатки
Наиболее стабильным Дорого
Наиболее точный Источник тока требуется
Наиболее линейный Спиральный тип с низким сопротивлением, 100 Ом, требуется хорошая температурная компенсация
Пленочный тип имеет относительно низкое сопротивление
Самонагревающийся

Датчики температуры с интегральной схемой (IC) или линейные диоды) основаны на полупроводниковых диодах и транзисторах, демонстрирующих воспроизводимую температурную зависимость. Обычно они продаются в виде готовых, упакованных интегральных схем (датчик и преобразователь) со встроенными преобразователями для создания линейного сопротивления к температурному сигналу. Преимущество твердотельных датчиков состоит в том, что они не требуют калибровки, а их стоимость и точность сравнимы с тонкопленочными платиновыми термометрами сопротивления. См. таблицу 4-4 , где указаны их основные преимущества и недостатки.

Таблица 4-4. Линейные Диоды — Преимущества и недостатки

Линейные Диоды
Преимущества Недостатки
Наиболее линейный Использование до 330 ° F
Недорогой Электропитание требуется
Медленный
Самонагревающийся
Ограниченные конфигурации

Сводка характеристик датчика показана в Таблица 4-5 . В системах HVAC, по большей части, чрезвычайно точные устройства обычно не нужны для выполнения требуемых действий. Все вышеперечисленные типы датчиков находятся в пределах допустимого диапазона требований. Различные производители средств управления обычно имеют возможность использовать любой из этих датчиков.

Таблица 4-5. Сводка датчиков

638
Датчики температуры
Преимущества Преимущества Недостатки Время отклика
ThermoCouple Портативные единицы и высокая температура использования 5000 ° F Очень низкое напряжение Медленно на высоте Медленно до быстро в зависимости от датчика проволоки

Высокая чувствительность

Общего назначения < 300 ° F

Очень большое сопротивление Изменения

2

Fast

RTD General Tree 1400 ° F

01

0

Сменный

Очень стабильный

8
Отлично дороже

длиной для Coil

Средний / быстрый для фольги

для тонкой пленки

Интегральная схема Общего назначения < 400 ° F

01

02

Medium / Fast

, если экстремальная точность или экстремальная требуется надежность, укажите эти требования и выделите их в технических заданиях на проектирование.

Процесс окончательного ввода в эксплуатацию имеет решающее значение и необходим для обеспечения надлежащей работы системы управления и датчиков в процессе.

Полезная точность датчиков температуры значительно различается. Ранее в этом тексте упоминалось, что датчики комнатной температуры должны быть надежными, но не точными, если жилец может их отрегулировать. Жильцы будут регулировать термостат по своему усмотрению, и точность калибровки в градусах Фаренгейта не является проблемой.

Теперь рассмотрим установку кондиционирования воздуха, которая включает в себя экономайзер воздуха (при необходимости использует наружный воздух для охлаждения) и охлаждающий змеевик.Установка подает воздух с постоянной температурой 54°F. Мы рассмотрим два датчика температуры: наружного воздуха и приточного воздуха. Датчик наружного воздуха используется для получения информации и контроля при переходе от 100 % наружного воздуха к минимальному наружному воздуху.

С точки зрения производительности установки температура наружного воздуха имеет значение в точке переключения, но не где-либо еще. Любая нелинейность не имеет значения, если она правильно установлена ​​в точке переключения.Даже в точке переключения ошибка имеет значение только в течение относительно нескольких часов в году в большинстве климатических условий.

Теперь рассмотрим работу датчика температуры приточного воздуха. Это необходимо для поддержания 54°F и предположим, что температура возвратного воздуха составляет 75°F. Охлаждающий эффект заключается в нагревании воздуха в помещениях с 54°F до 75°F, повышение температуры на 21°F. Теперь предположим, что датчик температуры отклоняется всего на 1°F, а температура подачи составляет 55°F. Охлаждающая способность снизилась с 55°F до 75°F, или 20°F, что означает падение охлаждающей способности на 5%.Ошибка в 2°F приводит к уменьшению на 10%. Здесь действительно важна точность. Однако точность необходима только при 54°F, а не при более высоких или более низких температурах.

Вопрос точности особенно важен, когда датчики заменяются без калибровки на месте. В этой ситуации с заменой без калибровки на месте требуется более высокая точность.

Что такое электронный блок управления?

Электронный блок управления (ЭБУ) — это небольшое устройство в кузове автомобиля, отвечающее за управление определенной функцией.

Современные автомобили могут содержать 100 или более ЭБУ, управляющих функциями, которые варьируются от основных (таких как управление двигателем и усилителем рулевого управления) до обеспечения комфорта (таких как электрические стеклоподъемники, сиденья и HVAC), до безопасности и доступа (таких как дверные замки и вход без ключа). ЭБУ также контролируют функции пассивной безопасности, такие как подушки безопасности, и даже основные функции активной безопасности, такие как автоматическое экстренное торможение.

Каждый ЭБУ обычно содержит специальный чип, на котором работает собственное программное или микропрограммное обеспечение, и для работы которого требуется питание и подключение для передачи данных.

Блок управления двигателем получает данные от различных частей автомобиля в зависимости от его функции. Например, ЭБУ дверного замка будет получать входные данные, когда пассажир нажимает кнопку запирания/отпирания двери на двери автомобиля или на беспроводном брелке. ЭБУ подушек безопасности будет получать входные данные от датчиков столкновения и от датчиков, которые определяют, когда кто-то сидит на определенном месте. А ЭБУ автоматического экстренного торможения будет получать данные от направленных вперед радаров, которые обнаруживают, когда автомобиль слишком быстро приближается к препятствию.

Затем ЭБУ связывается с исполнительными механизмами для выполнения действия на основе входных данных. В наших примерах ЭБУ дверного замка активирует исполнительный механизм, который запирает или отпирает соответствующую дверь. ЭБУ подушек безопасности выберет, какие подушки безопасности следует раскрыть, в зависимости от местоположения пассажиров, а затем направит исполнительные механизмы на их раскрытие. А ЭБУ автоматического экстренного торможения включил бы тормоза, чтобы предотвратить столкновение.

По мере того, как производители автомобилей продолжают добавлять новые функции и возможности, пространство становится проблемой.То есть для каждой новой функции требуется новый ЭБУ, а OEM-производителям негде их разместить. Этот поэтапный подход также становится неэффективным.

Следующим логическим шагом является консолидация или повышение уровня интеграции для снижения сложности и более эффективного использования пространства. Smart Vehicle Architecture™ от Aptiv передает управление несколькими функциями контроллеру домена. Функции безопасности, например, могут быть объединены в контроллер, ориентированный на безопасность, с функциями, работающими в параллельных программных приложениях на одном и том же оборудовании.При таком подходе роль выделенных ECU будет уменьшаться по мере их интеграции в контроллеры домена, и отрасль продолжает двигаться к будущему программно-определяемых транспортных средств.

Системы управления (электрические) | Электротехника и вычислительная техника

Обзор

Инженеры по управлению обеспечивают предсказуемую и эффективную работу систем. Улучшения во многих аспектах нашей жизни зависят от систем управления. Примеры варьируются от контроля температуры в помещении до управления автомобилем / самолетом, от управления холодильником / посудомоечной машиной до управления крупным производственным предприятием или управления городским дорожным движением.

В зависимости от выбранных курсов завершение курсовой работы по системам управления может обеспечить дополнительное понимание тем, связанных с управлением с обратной связью, обработкой сигналов, дифференциальными уравнениями, динамикой, энергосистемами и преобразованием энергии.

Инженеры по управлению находят работу в различных отраслях, включая автомобильную промышленность; коммунальное хозяйство, энергетика и электроэнергетика; аэрокосмическая промышленность; производство; здравоохранение, электроника, информационные технологии, управление и вообще везде, где система должна работать эффективно и предсказуемо.

Студентам, заинтересованным в этом FA, рекомендуется рассмотреть предложения по курсам, перечисленные ниже, при заполнении формы плана обучения.

Требования EE по электробезопасности Предлагаемые варианты
Проценты Электрический интерес
Углубление по выбору
(Выберите одно)
ECE:5600 Control Theory (аналогично: ME:5360)
ECE:5640 Компьютерное управление (аналогично: IGPI:5641, ME:5362)
Ширина по выбору
(Выберите один вариант)
ECE:3330 Разработка программного обеспечения
ECE:3540 Коммуникационные сети
5000-Level ECE Elective
(выберите два варианта)
Все факультативы уровня 5000, перечисленные выше и

 

ECE:5460 Цифровая обработка сигналов (аналогично: IGPI:5460)
ECE:5500 Communication Theory
ECE:5530 Сети беспроводных датчиков
Технический факультативный
(Выберите три)
Все факультативы по широте, глубине и уровню 5000 ECE, перечисленные выше и

 

MATH:4200 Комплексные переменные
ECE:5420 Силовая электроника
ECE:5430 Системы электропривода
ECE:5620 Электроэнергетические системы
ECE:5630 Устойчивое преобразование энергии
Дополнительный выбор
(Выберите один*)
Любой из вышеперечисленных ИЛИ курсов, выбранных после консультации с консультантом.

 

* Учащиеся, окончившие школу до осени 2017 г., должны выбрать два дополнительных факультативных предмета.

авизо

  • Несовершеннолетний по математике можно получить, включив один квалификационный математический курс в план FA.

Ссылки по теме

Электронное управление | Скотт Промышленные Системы

Технологии работают на вас

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ВАШЕГО БИЗНЕСА К НЕОБХОДИМЫМ РЕСУРСАМ УПРАВЛЕНИЯ

Электронные системы управления Scott Industrial предлагают полный набор системных компонентов, разработанных по индивидуальному заказу, для самых требовательных приложений гидроэнергетики.Дисплеи, электронные блоки управления, джойстики, панели переключателей, датчики и вспомогательные модули в сочетании с вашими гидравлическими системами обеспечивают полный контроль над машиной.

От проектирования до установки обученные специалисты Scott Industrial могут подобрать, собрать и запрограммировать систему в соответствии с вашими уникальными потребностями.

Наши системы работают с системной архитектурой J1939 или CANopen. Мы даже можем объединить оба в одной системе. Мы можем интегрировать другие элементы управления машиной, такие как освещение, дозирование материала и климат-контроль в кабине, с нашими системами управления.

Мы можем запрограммировать вашу систему управления для вас, работать с вашей командой инженеров, чтобы запрограммировать вашу систему, или лично обучить вашу команду программированию элементов управления.

Наша ценность заключается не только в качественных компонентах, но и в нашей команде инженеров, чьи знания в области гидравлики, механики и электроники объединяются, чтобы предоставить вам надежное и продуманное решение вашей самой сложной проблемы.

Мы задокументируем для вас систему управления и гидравлику. Мы работаем как с нашей инженерной командой, так и с инженерными группами наших поставщиков, чтобы предложить дизайнерские идеи и послепродажную техническую поддержку.Наши продукты поддерживаются всемирными сервисными и вспомогательными организациями.

Благодаря нашему опыту в области гидравлических решений компания Scott Industrial готова предложить комплексное решение для вашего мобильного приложения.

Гибкие решения для ваших потребностей управления

Решения для управления

  • Полная конструкция системы
  • J1939 или CANopen
  • Джойстики
  • Панели переключателей
  • Датчики
  • Дисплеи
  • Полный контроль системы
Дизайн

Мы выслушаем вашу команду, чтобы полностью понять, как вы хотите, чтобы ваша система работала.

  • Интерфейс оператора
  • Безопасность
  • Регистрация данных
  • Оптимизация гидравлических характеристик
  • Интеграция других функций для уменьшения количества элементов управления и упрощения установки
Пользовательский интерфейс
  • Дисплеи
  • Сенсорные экраны
  • Джойстики
  • Кнопочные панели
  • Ножные педали
Принадлежности
  • Датчики давления
  • Датчики температуры
  • Специализированные контроллеры
  • Датчики потока
  • Датчики положения

SCOTT INDUSTRIAL ПРЕДЛАГАЕТ КОМПЛЕКСНОЕ РЕШЕНИЕ.

Электронные системы управления | Технологический центр Талсы

  • Информация о расписании

  • Дополнительные требования

  • Обучение, книги и сборы

  • Финансовая помощь

  • Кредит колледжа

  • Полномочия / Отраслевые сертификаты

  • Зона Зарплата

  • Процесс приема

Информация о расписании

Информация о расписании

Средняя школа / 1 учебный год:
См. Академический календарь
Занятия в старшей школе:
8:00 A.П.-11:00 / 12:00-15:00

Взрослые / 9 месяцев

Сеансы для взрослых:
8:00-11:00 / 12:00-15:00

Начало занятий: август

Свяжитесь с Единым центром информации и регистрации по телефону (918) 828-5000, чтобы узнать даты начала занятий.

Дополнительные требования

Дополнительные требования

Чтобы завершить академическую программу, учащиеся должны закончить все учебные часы до даты окончания программы.Все часы должны быть лицом к лицу и могут проходить в классе, лаборатории или в других местах, как назначено. Часы, отработанные вне запланированного времени занятий, будут контролироваться, документироваться и регистрироваться в системе посещаемости округа.

Обучение, книги и сборы

Обучение, книги и сборы
  • Ориентировочная стоимость обучения: 2 100,00 долларов США*
  • Книг: 0. 00**
  • Инструменты, расходные материалы и сертификация Стоимость: 406,70 долл. США**

**В соответствии с описанием программы могут потребоваться дополнительные расходы. Стоимость обучения, сборы, специальности, курсы и часы могут быть изменены без предварительного уведомления.

Финансовая помощь

Финансовая помощь

Финансовая помощь доступна в нескольких вариантах в Tulsa Tech. Для получения самой актуальной и полной информации о стипендиях и грантах посетите сайт tulsatech.образование или позвоните по телефону (918) 828-5000. Для получения федеральной финансовой помощи посетите веб-сайт: www.fafsa.ed.gov.

Кредит колледжа

Кредит колледжа

Все учащиеся Tulsa Tech (старшеклассники и взрослые) могут иметь возможность получить кредит колледжа по завершении своей программы. Наш отдел по связям с колледжами будет работать со студентами в отношении преимуществ предварительной оценки обучения (PLA) для получения степени младшего специалиста по прикладным наукам (AAS) или сертификата технического колледжа в местных колледжах.

Для получения более подробной информации позвоните в отдел по связям с колледжами по телефону (918) 828-5000.

Полномочия / отраслевые сертификаты

Полномочия / Отраслевые сертификаты
  • Техник по охранной/коммерческой пожарной сигнализации
  • Техник по охранной/жилой пожарной сигнализации
  • Техник по электронному контролю доступа
  • Техник систем замкнутого телевидения
  • Стажер-строитель 
  • OSHA 10
  • Первая помощь Heart Saver/ сердечно-легочная реанимация AED

Экзамены на получение лицензии технического специалиста согласованы с Министерством труда штата Оклахома.Инструкции и квалификационные требования к тестированию указаны на следующем веб-сайте Закона о сигнализации, слесарных работах и ​​пожарных спринклерах и Административных правил. Любое лицо, подающее заявку на получение лицензии, должно быть не моложе 18 лет и соответствовать критериям проверки, указанным Министерством труда Оклахомы. Может взиматься плата за онлайн-регистрацию.

 

Зона Заработная плата

Районная заработная плата

Информацию об условиях труда, физических требованиях, трудоустройстве и перспективах работы можно найти в Руководстве по профессиональным перспективам (OOH) на http://www.bls.gov/ooh/.
Информацию о заработной плате можно найти в Ресурсном центре профессиональной информационной сети (O*NET) по адресу http://www.onetonline.org/.

Процесс приема

Процесс приема

Создайте учетную запись на странице tulsatech.edu/apply, чтобы запустить приложение сегодня. Помощь в процессе подачи заявления можно получить в Центре обслуживания клиентов в Мемориальном кампусе Лемли или по телефону (918) 828-5000.

Применить сейчас .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.