Beranda » Instrumentasi » KOMPONEN dasar kontrol OTOMATIS

KOMPONEN dasar kontrol OTOMATIS

Definisi KOMPONEN DASAR KONTROL OTOMATIS

Komponen dasar kontrol otomatis adalah pendeteksi kesalahan / error detector, amplifier dan pengendali / kontroler, aktuator, dan sistem umpan balik. Di bawah ini adalah diagram blok dari sistem kontrol otomatis.

Pada kontrol otomatis menerapkan sistem loop terbuka yang outputnya dikontrol secara otomatis oleh sistem loop tertutup. Merupakan gabungan dari detektor kesalahan, penguat dan pengontrol disebut pengontrol otomatis , karena tanpa unit ini sistem menjadi sistem loop terbuka.

Dalam sistem kendali otomatis, referensi input akan menjadi sinyal masukan yang sebanding dengan keluaran yang diinginkan. Sinyal umpan balik adalah sinyal yang sebanding dengan keluaran sistem. Detektor kesalahan membandingkan input referensi dan sinyal umpan balik dan jika ada perbedaan maka menghasilkan sinyal kesalahan. Penguat dapat digunakan untuk memperkuat sinyal kesalahan dan mengubah pengontrol sinyal kesalahan untuk tindakan kontrol yang lebih baik.

Aktuator adalah hasil keluaran pengontrol dan berfungsi mengubah menjadi bentuk energi yang diperlukan. Tergantung pada masukan mesin, keluaran akan berubah. Proses ini berlanjut selama ada perbedaan antara masukan referensi dan sinyal umpan balik. Jika selisihnya nol, maka tidak ada sinyal kesalahan dan keluarannya sesuai dengan nilai yang diinginkan.

Komponen dasar kontrol otomatis
Komponen dasar kontrol otomatis

Detektor kesAlahan / Error Detector

Fungsi dari detektor kesalahan adalah untuk membandingkan masukan referensi dengan sinyal umpan balik, untuk menghasilkan sinyal kesalahan jika terdapat perbedaan di antara keduanya. Sinyal kesalahan digunakan untuk mengoreksi keluaran jika ada penyimpangan dari nilai yang diinginkan. Contoh detektor kesalahan adalah potensiometer, LVDT (Linier Variable Differential Transformator), Sinkronisasi, dll.,.

Umumnya, sinyal kesalahan akan menjadi sinyal yang lemah sehingga harus diperkuat dan kemudian dimodifikasi untuk tindakan kontrol yang lebih baik. Di sebagian besar sistem, pengontrol itu sendiri memperkuat sinyal kesalahan dan mengintegrasikan atau berdiferensiasi untuk menghasilkan sinyal kontrol (yaitu, sinyal kesalahan yang dimodifikasi). Jenis pengontrol yang berbeda adalah pengontrol P, PI, PD dan PIUD.

Kontroler

Kontroler yang digunakan dapat berupa elektrik, elektronik, hidrolik atau pneumatik tergantung pada sifat kesalahan sinyal. jika sinyal kesalahan adalah listrik maka pengontrolnya mungkin listrik atau elektronik dan dirancang menggunakan rangkaian RC atau penguat. Jika sinyal kesalahan bersifat mekanis maka pengontrolnya, mungkin hidrolik atau pneumatik dan dirancang menggunakan servomotor hidrolik atau valve flapper pneumatik.

Aktuator

Aktuator adalah perangkat penguat daya yang menghasilkan input ke sistem / mesin sesuai dengan sinyal kontrol. Aktuator dapat berupa motor / valve pneumatik, motor hidrolik atau motor listrik. Contoh motor listrik yang digunakan sebagai aktuator adalah motor servo DC, motor servo AC dan motor stepper.

Komponen dasar kontrol otomatis Sistem Umpan Balik / Feedback System

Sistem umpan balik mengambil sampel keluaran untuk menghasilkan sinyal umpan balik yang sebanding dengan keluaran. Juga sistem umpan balik harus mengubah variabel keluaran menjadi variabel lain yang sesuai seperti perpindahan, tekanan atau tegangan, sehingga dapat digunakan untuk membandingkan dengan masukan referensi.

Biasanya sistem umpan balik terdiri dari sensor dan rangkaian / perangkat terkait. Transduser, tachnogenerators, dll., Digunakan sebagai sistem umpan balik.

Banyak transduser seperti termokopel, sel foto elektrik menghasilkan tegangan DC yang sebanding dengan jumlah yang akan diukur. Jika sinyal ini untuk menggerakkan sistem AC, maka sinyal DC harus diubah menjadi sinyal AC sebelum dimasukkan ke sistem AC.

Baca Juga :  Pengetahuan dasar tentang tekanan statik / pressure static

Perangkat yang mengirim informasi dalam bentuk sinyal DC ke sinyal AC disebut sebagai modulator dan proses konversi disebut modulasi. Dalam modulasi, sinyal kontrol ditumpangkan pada pembawa frekuensi tinggi. Komponen sistem kontrol tertentu seperti tachogenerators AC menghasilkan sinyal keluaran termodulasi. Karenanya informasi diperoleh dengan demodulasi.

Perangkat yang digunakan untuk mengekstrak informasi yang tersedia pada pembawa frekuensi tinggi disebut demodulator dan prosesnya disebut demodulasi. Dalam demodulasi, sinyal kontrol diekstraksi dari sinyal pembawa.

Kadang-kadang penghasil daya seperti trafo, tuas dan rangkaian roda gigi digunakan dalam sistem kontrol. Fungsi trafo adalah untuk mengubah tegangan dan arus dari daya yang ditransmisikan. Fungsi tuas pengubah gaya dan rangkaian roda gigi adalah untuk mengubah torsi dari tenaga yang ada.

Komponen Dasar Kontrol Otomatis Potensiometer

Definisi Potensiometer

Potensiometer adalah komponen untuk mengubah status perpindahan linier atau sudut menjadi tegangan. Potensiometer adalah resistansi variabel yang nilainya bervariasi sesuai dengan perpindahan sudut / linier kontak kontak bergerak.

Elemen resistansi dapat dibuat dengan melilitkan kawat resistansi pada bahan konduktor dengan dasar plastik. Potensiometer memiliki poros input tempat pembaca resistansi terpasang. Perpindahan diberikan ke poros input. Saat poros bergerak, kontak pembaca resistansi berubah semakin besar atau semakin kecil.

Penggunaan POTENTIOMETER

Potensiometer dapat digunakan untuk mengubah gerakan mekanis menjadi tegangan proporsional atau sebagai sinyal kesalahan. Potensiometer tunggal yang dieksitasi oleh tegangan DC atau AC digunakan untuk menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan perpindahan poros masukan.

Ketika potensiometer digunakan sebagai pendeteksi kesalahan, diperlukan dua potensiometer yang identik. Baik potensiometer tereksitasi oleh sumber yang sama dan pada beberapa potensi berbeda. Oleh karena itu, jika lengan pembaca resistansi kedua potensiometer berada pada posisi yang sama maka tegangan antara kedua lengan pembaca sebanding, yaitu perbedaan antara perpindahan kedua lengan pembaca resistansi.

KARAKTERISTIK POTENTIOMETER

Karakteristik dari potensiometer adalah variasi resistansi linier bdengan perpindahan posisinya. Logikanya paling baik menggunakan lengan pembacaan yang besar, lebih banyak elemen resistansi tinggi.

Perangkat yang mengukur tegangan keluaran potensiometer harus memiliki impedansi masukan yang tinggi untuk menghindari kesalahan pembebanan. Jika perlu, penguat isolasi dengan impedansi input tinggi dapat ditambahkan.

Ketika lengan pembaca potensio berputar di atas tahanan, akan menghasilkan kontak simultan untuk menghindari terputusnya output. Outputnya akan berupa anak tangga yang menunjukkan tingkat semakin naik atau semakin turun. Ini didefinisikan sebagai resolusi penentuan tegangan output per langkah.

Resolusi potensiometer didefinisikan sebagai rasio jumlah langkah terhadap total jumlah tahanan. Resolusi potensiometer merupakan faktor penting dalam penentuan nilai tegangan keluaran minimum.

SPESIFIKASI POTENTIOMETER

Spesifikasi potensiometer yang digunakan dalam sistem kendali adalah sebagai berikut,

  • Putaran per satuan panjang dalam kisaran 6 hingga 30 putaran per mm.
  • Torsi yang dibutuhkan untuk pergerakan lengan berkisar antara 1 × 10 -3 Kg-m hingga 1 × 10 -2 Kg-m.
  • Hambatan total potensiometer berada pada kisaran 25 ohm hingga 1 mega-ohm.
  • Kemampuan daya adalah 1 hingga 10 watt.
  • Disipasi panas 1/2 watt per cm 2 .
  • Tegangan eksitasi adalah 4 hingga 20 volt.
  • Gradien tegangan adalah 0,01 hingga 0,05 volt per derajat.
POTENTIOMETER AC

Dalam potensiometer yang dieksitasi oleh suplai tegangan AC, output akan menjadi tegangan termodulasi. Pembawa adalah tegangan eksitasi. Bungkus pembawa dimodulasi oleh gerakan lengan pembaca resistansi. Oleh karena itu, informasi tersedia di dalam pembawa. Potensiometer AC memiliki efek induktif selain resistansi yang menyebabkan kesulitan dalam menyeimbangkan potensiometer yang digunakan sebagai pendeteksi kesalahan.

Baca Juga :  Pengertian, standard, Kalibrasi dan Tabel range thermocouple/termokopel

SINKRONISASI

Istilah synchro adalah perangkat induktif yang bekerja berdasarkan prinsip trafo berputar (motor induksi). Contoh nama dagang untuk sinkronisasi adalah Selsyn, Autosyn, dan Telesyn. Pada dasarnya semua adalah perangkat elektro-mekanis atau transduser elektromagnetik yang menghasilkan tegangan keluaran yang tergantung pada posisi sudut rotor.

Sistem sinkronisasi dibentuk oleh interkoneksi perangkat yang disebut pemancar sinkronisasi dan transformator kontrol sinkronisasi. Juga disebut pasangan sinkronisasi. Pasangan sinkronisasi mengukur dan membandingkan dua perpindahan sudut dan tegangan keluarannya adalah kira-kira linier dengan perbedaan sudut sumbu kedua poros. Dapat digunakan dengan dua cara berikut,

  • Untuk mengontrol posisi sudut beban dari tempat yang jauh / jarak jauh.
  • Untuk koreksi otomatis perubahan karena gangguan pada posisi sudut beban.
SYNCHRO TRANSMITTER
Konstruksi

Fitur konstruksi, sirkuit listrik dan simbol skema pemancar sinkronisasi. Dua bagian utama pemancar sinkronisasi adalah stator dan rotor. Stator identik dengan stator dari alternator tiga fasa. Itu terbuat dari baja silikon laminasi dan ditempatkan di pinggiran bagian dalam untuk penempatan kumparan tiga fase yang seimbang. Gulungan stator adalah tipe konsentris dengan kutub tiga kumparan berjarak 120 derajat. Kumparan stator terhubung dengan star (koneksi-Y).

Rotor terbuat dari konstruksi kumparan tunggal. Ujung kumparan rotor dihubungkan pada dua slip-ring. Tegangan eksitasi AC fase tunggal dimasukkan ke rotor melalui slip-ring.

Prinsip Kerja Komponen dasar kontrol otomatis

Ketika rotor dieksitasi oleh tegangan AC, arus rotor mengalir, dan menghasilkan medan magnet. Medan magnet rotor menginduksi GGL di kumparan stator dengan aksi pada transformator. Tegangan efektif yang diinduksi dalam kumparan stator tergantung pada posisi sudut sumbu kumparan terhadap sumbu rotor.

MOTOR Stepper

Motor stepper mengubah denyut pulsa listrik menjadi gerakan poros putar yang sama dengan kenaikan kecepatan yang disebut stepper. Komponen sistem kontrol sebagai pengendali langkah satu-ke-satu antara pulsa listrik dan langkah motor. Mengontrol kumparan motor stepper dengan frekuensi dan urutan yang sesuai dengan perintah yang dikeluarkan.

Diklasifikasikan sebagai relaktansi, magnet permanen atau hibrida, tergantung pada jenis rotornya. Dibedakan dalam 2-fase, 3-fase atau 4-fase tergantung pada jumlah kumparan (disebut kumparan kontrol) pada stator.

Banyaknya gigi atau kutub pada rotor dan banyaknya kutub pada stator menentukan besar kecilnya sudut langkah. Sudut langkah sama dengan 360 derajat dibagi jumlah langkah per revolusi. Motor tersedia dengan kecepatan langkah 200 langkah per revolusi.

Peningkatan kecepatan dibatasi masalah mekanis dan fisik. Namun batasan dapat diatasi oleh cara elektronik untuk mengurangi ukuran langkah. Setengah langkah dan langkah mikro adalah teknik membagi setiap langkah secara elektronik menjadi dua langkah setengah atau dari 10 hingga 125 langkah mikro.

Pulsa tunggal memajukan posisi poros dengan satu langkah sudut dan rangkaian pulsa menghasilkan rotasi untuk langkah lebih cepat, masing-masing dengan kesalahan non kumulatif katakanlah ± 3%. Misalnya, dengan sudut langkah 1,8 derajat , satu pulsa akan menggerakkan posisi rotor sebesar 1,8 ± 0,05 derajat , rangkaian 1000 pulsa akan memberikan sudut putaran 1800 ± 0,05 derajat setara dengan lima putaran penuh. Dengan akurasi seperti itu, motor stepper tidak memerlukan kontrol loop tertutup, karena presisi posisi ditentukan oleh jumlah pulsa.

Baca Juga :  Jenis-jenis pengukur tekanan (pressure measurement)

Pulsa tunggal mengembangkan torsi penahan yang memutar rotor dengan satu langkah sudut dan berhenti setelah osilasi teredam bergantung pada inersia sistem, secara elastis. Urutan pulsa yang diatur waktunya dengan tepat mempertahankan rotasi slewing, rotor melewati sejumlah langkah sudut yang sesuai dan meningkatkan torsi dan kecepatan rata-rata yang efektif, semua dengan akurasi posisi.

Penggunaan MOTOR Stepper

Motor stepper digunakan di periferal komputer, axis XY, instrumen ilmiah, robot, dan peralatan mesin. Motor stepper digunakan dalam jam tangan kristal kuarsa. Yang digunakan di jam tangan memiliki diameter 3mm dan membutuhkan beberapa mikroampere pada 1.5V.

Motor stepper juga digunakan untuk registrasi warna dalam mesin cetak. Motor stepper dapat meningkatkan sistem mekanis dengan mengganti bubungan, keterkaitan yang kompleks, dan mekanisme serupa untuk memberikan tingkat presisi dan produksi yang lebih tinggi.

Motor stepper tersedia dengan torsi dalam tingkat presisi dan produksi. Motor stepper tersedia dengan torsi dalam kisaran dari 0,5µN-m hingga 100N-m, keluaran dalam kisaran dari milliwatt hingga beberapa kilowatt dan laju pulsa 1200 atau lebih per detik.

ROTOR AKTIF ATAU MOTOR stepper ROTOR MAGNET PERMANEN

Stator dari jenis motor stepper ini memiliki kutub yang menonjol yang membawa kumparan kendali. Setiap kutub memiliki kumparan kontrol. Sepasang kumparan kontrol dihubungkan secara seri dan disebut fase..

Motor stepper dapat diputar dalam sejumlah fase, yang paling populer adalah motor stepper dua, tiga dan empat fase. Rotor dibuat dalam bentuk magnet permanen spider cast yang tidak terpisahkan atau dirangkai dalam sejumlah magnet permanen.

Saat mengambil transformasi Laplace dari persamaan (2.93) kita dapatkan, E (s) = K t s θ (s) t

Persamaannya adalah fungsi transfer dari takogenerator DC. Masalah terkait dengan DC yang diatur dalam ruang segi empat, (kumparan dipasang pada pinggiran bagian dalam stator sedemikian rupa sehingga sudut antara sumbu adalah 90 derajat ). Satu kumparan stator disebut kumparan referensi dan dieksitasi oleh tegangan frekuensi sinusoidal, ω 0. Kumparan lainnya disebut kumparan keluaran, di mana GGL diinduksi saat rotor berputar.

Ketika rotor diam, tidak ada GGL yang diinduksi pada kumparan keluaran dan oleh karena itu tegangan kumparan keluaran adalah nol. Ketika rotor mulai berputar, tegangan pada frekuensi referensi, diinduksi pada kumparan keluaran. Besarnya tegangan keluaran kumparan sebanding dengan kecepatan putar.

Perubahan arah putaran poros menyebabkan pergeseran fasa 180 derajat pada tegangan kumparan keluaran. Ketika tegangan kumparan keluaran berada dalam fasa dengan referensi, arah putaran dikatakan positif dan ketika tegangan kumparan keluaran adalah 180 derajat dari fasa, arahnya dikatakan negatif. Oleh karena itu, tegangan kumparan keluaran dari sebuah tachogenerator AC dalam bentuk modulasi.

Jika tegangan referensi kumparan,

e t (t) = E t sinω c t

Kemudian tegangan kumparan keluaran,

e m (t) = e (t) sinω c t

Tegangan kumparan keluaran, e m (t) dari tachogenerator didemodulasi untuk mendapatkan tegangan keluaran e (t), karena informasi tentang kecepatan poros tersedia pada amplop e m (t). Setelah demodulasi, tegangan keluaran tachogenerator AC sama dengan tegangan keluaran tachogenerator DC.

Tegangan keluaran,

e (t) α dθ / dt; e (t) = K t

Dimana,

k t = sensitivitas takogenerator, volt / (rad / detik).

Bagikan
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar anda diproses.