Πώς λειτουργούν μία συσκευή εισόδου και εξόδου στο αυτοματοποιημένο σύστημα;

Ας εξετάσουμε ένα απλό παράδειγμα για να δείξουμε πώς λειτουργούν μία είσοδος και μία συσκευή εξόδου μέσα σε ένα αυτοματοποιημένο σύστημα. Θα χρησιμοποιήσουμε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας (είσοδο) και θερμαντήρα (έξοδος) σε ένα σύστημα θέρμανσης στο σπίτι.

1. Συσκευή εισόδου (αισθητήρας θερμοκρασίας):

* Λειτουργία: Ο αισθητήρας θερμοκρασίας παρακολουθεί συνεχώς τη θερμοκρασία περιβάλλοντος ενός δωματίου. Μετατρέπει αυτή τη θερμοκρασία (φυσική ποσότητα) σε ένα ηλεκτρικό σήμα (ψηφιακό ή αναλογικό σήμα, ανάλογα με τον τύπο του αισθητήρα). Αυτό το σήμα αντιπροσωπεύει την ανάγνωση της θερμοκρασίας.

* Λειτουργία: Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί μια φυσική αρχή (π.χ. μεταβολές στην αντίσταση με θερμοκρασία, αποτέλεσμα θερμοστοιχείου) για να δημιουργήσει το σήμα. Αυτό το σήμα αποστέλλεται στη συνέχεια σε μια μονάδα ελέγχου (π.χ., μικροελεγκτής, PLC ή υπολογιστή).

2. Συσκευή εξόδου (θερμαντήρας):

* Λειτουργία: Ο θερμαντήρας είναι υπεύθυνος για την αύξηση της θερμοκρασίας του δωματίου. Λαμβάνει ένα σήμα από τη μονάδα ελέγχου που την δίνει εντολή να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει ή να προσαρμόσει το επίπεδο ισχύος της.

* Λειτουργία: Η μονάδα ελέγχου επεξεργάζεται την ανάγνωση θερμοκρασίας από τον αισθητήρα. Εάν η θερμοκρασία είναι κάτω από ένα σημείο ρύθμισης (η επιθυμητή θερμοκρασία), στέλνει ένα σήμα στον θερμαντήρα για να ενεργοποιηθεί. Ο θερμαντήρας στη συνέχεια μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμική ενέργεια, θερμαίνοντας το δωμάτιο. Εάν η θερμοκρασία φτάσει ή υπερβαίνει το σημείο ρύθμισης, η μονάδα ελέγχου στέλνει ένα σήμα για να απενεργοποιήσει τον θερμαντήρα. Ορισμένες θερμαντήρες επιτρέπουν τη μεταβλητή ισχύ εξόδου με βάση το σήμα ελέγχου, παρέχοντας λεπτότερο έλεγχο της θερμοκρασίας.

Πώς αλληλεπιδρούν μέσα στο αυτοματοποιημένο σύστημα:

Το σύστημα λειτουργεί με βάση έναν βρόχο ανατροφοδότησης:

1. Ο αισθητήρας διαβάζει θερμοκρασία: Ο αισθητήρας θερμοκρασίας παρακολουθεί συνεχώς και στέλνει τα δεδομένα θερμοκρασίας στη μονάδα ελέγχου.

2. Η μονάδα ελέγχου συγκρίνεται με το σημείο ρύθμισης: Η μονάδα ελέγχου συγκρίνει τη θερμοκρασία που έχει ανιχνευθεί με την επιθυμητή θερμοκρασία (σημείο ρύθμισης) προγραμματισμένη στο σύστημα.

3. Η μονάδα ελέγχου στέλνει σήμα σε θερμαντήρα: Εάν η θερμοκρασία είναι κάτω από το σημείο ρύθμισης, η μονάδα ελέγχου στέλνει ένα σήμα στον θερμαντήρα για να ενεργοποιήσει (ή να αυξήσει την ισχύ του). Εάν η θερμοκρασία είναι πάνω από το σημείο ρύθμισης, η μονάδα ελέγχου στέλνει ένα σήμα στον θερμαντήρα για να απενεργοποιηθεί (ή να μειώσει την ισχύ του).

4. Ρύθμιση της θερμοκρασίας: Ο θερμαντήρας ανταποκρίνεται στο σήμα της μονάδας ελέγχου, ρυθμίζοντας ανάλογα τη θερμοκρασία του δωματίου.

5. Επαναλαμβάνει η διαδικασία: Βήματα 1-4 Επαναλάβετε συνεχώς, διατηρώντας τη θερμοκρασία δωματίου κοντά στο επιθυμητό σημείο ρύθμισης.

Αυτό το απλό παράδειγμα υπογραμμίζει τη βασική λειτουργία των συσκευών εισόδου και εξόδου σε αυτοματοποιημένα συστήματα:οι συσκευές εισόδου συλλέγουν πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον και οι συσκευές εξόδου ενεργούν πάνω σε αυτές τις πληροφορίες για να επιτευχθεί ένα επιθυμητό αποτέλεσμα, όλα που ελέγχονται από μια κεντρική μονάδα ελέγχου που χρησιμοποιεί έναν βρόχο ανατροφοδότησης. Τα πιο σύνθετα συστήματα θα έχουν πολλαπλές συσκευές εισόδου και εξόδου που αλληλεπιδρούν με πιο εξελιγμένους τρόπους.