قطعات الکتریکی
حرکات ماشین در سیستم های خودکار از انواع روش ها و رسانه های الکتریکی برای ارائه و کمک به انتقال نیرو استفاده می کند. ماشینهای خودکار معمولی از ترکیبی از فناوریهای الکتریکی، الکترونیکی و الکترومکانیکی برای جابجایی بارها استفاده میکنند.
این فناوریها نقشهای خاصی را در ماشینهای خودکار بازی میکنند و با انواع دستگاههای میدانی نشان داده میشوند. برخی از دستگاه ها برای ارائه نیروی محرکه الکتریکی یا الکترومکانیکی طراحی شده اند، در حالی که برخی دیگر سیگنال های الکترونیکی را ارائه می دهند. تفاوت بین دستگاه ها در مدار و اجزای اضافی داخلی است.
تجهیزات الکتریکی
تجهیزات الکتریکی برای ارائه توان برای انرژی و توزیع طراحی شده اند. این دستگاه ها جریان الکتریکی را به نور، گرما یا حرکت تبدیل می کنند. اگر دستگاهی به شدت از الکتریسیته برای توزیع انرژی و توان استفاده کند، الکتریکی محسوب می شود.
معمولاً این دستگاه ها را در کابینت های کنترل ماشین پیدا خواهید کرد. جریان متناوب (AC) از منبع تغذیه اصلی ساختمان به جعبه توزیع دستگاه می گذرد. تجهیزات الکتریکی برای کنترل جریانی که از طریق یک مدار به ماشین می گذرد طراحی شده است. مدار حلقه ای است که جریان انرژی را به بار و دوباره برمی گرداند.
مدار دارای چهار بخش اساسی است:
- منبع تغذیه انرژی بار را تامین می کند و شامل موارد زیر است:
- ولتاژ- نیروی رانش پشت شارژ را فراهم می کند. این فشار است که بار را به حرکت در می آورد.
- فعلی- ولتاژ برای تولید جریان الکترون فشار می آورد. بدون ولتاژ جریانی وجود ندارد.
- مقاومت- رسانایی زیرلایه بر مقاومت تأثیر می گذارد. میزان مقاومت به اندازه و ترکیب زیرلایه بستگی دارد.
- هادی ها مسیر را فراهم می کنند. انرژی الکتریکی در طول سیم های فلزی مانند مس و آلومینیوم هدایت می شود.
- مدارهای کنترل را با افزودن روشی برای سوئیچینگ بین باز یا بسته (از این رو باز یا بسته) سوئیچ می کند.
- یک دستگاه بار بخشی از حلقه مدار است. برق از طریق دستگاه جریان می یابد و آن را فعال می کند.
الکترونیک
رابطه بسیار سازگار بین ولتاژ، جریان و مقاومت به کنترل بهتر مدارها اجازه می دهد و می تواند نتایج معنی داری ایجاد کند.
قانون اهم [V (ولتاژ)=I (جریان) x R (مقاومت) را بیان می کند.
ما هر یک از این متغیرها را با کنترل دو متغیر دیگر کنترل می کنیم. این ما را به قطعات الکترونیکی می رساند.
قطعات الکترونیکی ابزارهایی هستند که برای کنترل این متغیرها و در نتیجه کنترل مدار استفاده می شوند. با افزودن اجزای الکترونیکی فعال و غیرفعال به یک مدار معمولی، میتوانیم جریانهای الکتریکی را برای تولید سیگنالهایی که بین دستگاههای ماشین الکترونیکی ارتباط برقرار میکنند دستکاری کنیم. بسته به قطعه الکترونیکی، می توان از عملکردهای تقویت سیگنال، محاسبات و انتقال داده استفاده کرد.
یک جزء کلیدی در طراحی مدارهای الکترونیکی:
- خازن: یک عنصر دو ترمینالی که انرژی را در یک میدان الکتریکی به صورت الکترواستاتیک ذخیره می کند.
- مقاومت - یک عنصر دو ترمینالی غیرفعال که مقاومت را در مدار ایجاد می کند. ولتاژ و جریان را کاهش می دهد.
- دیود: دستگاهی با دو ترمینال که جریان را در یک جهت محدود می کند، مانند شیر چک. زمانی عمدتاً از لوله های خلاء گاز تشکیل می شد، اما اکنون تقریباً به طور کامل با نیمه هادی ها جایگزین شده است و جزء حالت جامد در نظر گرفته می شود.
- ترانزیستور - دستگاهی با سه ترمینال که دو عملکرد را انجام می دهد. از مواد نیمه هادی ساخته شده است و به عنوان یک کلید یا تقویت کننده برای سیگنال های الکترونیکی عمل می کند و جریان ولتاژ و جریان را کنترل می کند. جزء حالت جامد در نظر گرفته می شود.
- مبدل- مبدل وسیله ای است که انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند. محرک نوعی مبدل است. مبدلها به عنوان حسگر عمل میکنند زیرا سیگنالهای سیستم را دریافت و پاسخ میدهند، و سیگنالهای سیستم را ارسال میکنند، درست مانند زمانی که به عنوان ترموکوپل استفاده میشوند.
در اتوماسیون امروزی، دستگاه های الکترونیکی حاوی مدارهای مجتمع هستند که سیستم های مداری را برای کارهای خاص تشکیل می دهند. مدارها روی مواد ویفر نیمه هادی پراکنده شده و درون یک تراشه محصور شده اند. مواد نیمه هادی هادی یا عایق نیستند. نیمه هادی ها جایی در این بین هستند. این فناوری محبوب است زیرا حامل های بار آن (الکترون ها و سوراخ ها) به راحتی توسط عوامل داخلی (دپینگ بور یا فسفر) و خارجی (دما، نور و غیره) دستکاری می شوند.
دستگاه هایی که منحصراً به اجزای نیمه هادی متکی هستند حالت جامد در نظر گرفته می شوند. ترانزیستورها و دیودهای مدرن، مدارهای مجتمع، دیودهای ساطع نور (LED) و نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) همگی اجزای حالت جامد هستند. دو نمونه از دستگاه های حالت جامد که برای اتوماسیون به بازار عرضه می شوند شامل رله ها و سنسورها می باشند. این دستگاه ها در ابتدا در نسخه های الکترومکانیکی فروخته می شدند و هنوز هم فروخته می شوند. دستگاه های حالت جامد عملکردی مشابه دستگاه های الکترومکانیکی خود دارند، اما شامل قطعات متحرک نمی شوند.