Laten we een eenvoudig voorbeeld bekijken om te illustreren hoe één invoer- en één uitvoerapparaat binnen een geautomatiseerd systeem werken. We gebruiken een temperatuursensor (invoer) en een verwarming (uitvoer) in een verwarmingssysteem voor thuis.
1. Invoerapparaat (temperatuursensor):
* Functie: De temperatuursensor bewaakt continu de omgevingstemperatuur van een kamer. Het zet deze temperatuur (een fysieke grootheid) om in een elektrisch signaal (een digitaal of analoog signaal, afhankelijk van het sensortype). Dit signaal vertegenwoordigt de temperatuurmeting.
* Bewerking: De sensor gebruikt een fysiek principe (bijvoorbeeld veranderingen in weerstand met temperatuur, thermokoppeleffect) om het signaal te genereren. Dit signaal wordt vervolgens naar een besturingseenheid (bijvoorbeeld een microcontroller, PLC of computer) gestuurd.
2. Uitvoerapparaat (verwarming):
* Functie: De verwarming is verantwoordelijk voor het verhogen van de kamertemperatuur. Hij ontvangt een signaal van de besturingseenheid met de opdracht om hem in of uit te schakelen of om zijn vermogensniveau aan te passen.
* Bewerking: De besturingseenheid verwerkt de temperatuurmeting van de sensor. Als de temperatuur onder een instelpunt (de gewenste temperatuur) komt, wordt er een signaal naar de verwarming gestuurd om in te schakelen. De verwarming zet vervolgens elektrische energie om in thermische energie, waardoor de kamer wordt verwarmd. Als de temperatuur het setpoint bereikt of overschrijdt, stuurt de besturingseenheid een signaal om de verwarming uit te schakelen. Sommige verwarmingstoestellen maken een variabel uitgangsvermogen mogelijk op basis van het stuursignaal, waardoor een fijnere temperatuurregeling ontstaat.
Hoe ze met elkaar omgaan binnen het geautomatiseerde systeem:
Het systeem werkt op basis van een feedbacklus:
1. Sensor leest temperatuur: De temperatuursensor bewaakt continu en verzendt de temperatuurgegevens naar de besturingseenheid.
2. Regeleenheid vergelijkt met instelpunt: De besturingseenheid vergelijkt de waargenomen temperatuur met de gewenste temperatuur (instelpunt) die in het systeem is geprogrammeerd.
3. Regeleenheid stuurt signaal naar verwarming: Als de temperatuur onder het instelpunt komt, stuurt de besturingseenheid een signaal naar de verwarming om in te schakelen (of het vermogen te verhogen). Als de temperatuur boven het instelpunt komt, stuurt de regeleenheid een signaal naar de verwarming om uit te schakelen (of het vermogen te verlagen).
4. De verwarming past de temperatuur aan: De verwarming reageert op het signaal van de regeleenheid en past de kamertemperatuur dienovereenkomstig aan.
5. Procesherhalingen: Stappen 1-4 worden continu herhaald, waarbij de kamertemperatuur dicht bij het gewenste instelpunt wordt gehouden.
Dit eenvoudige voorbeeld benadrukt de kernfunctie van invoer- en uitvoerapparaten in geautomatiseerde systemen:invoerapparaten verzamelen informatie over de omgeving, en uitvoerapparaten reageren op die informatie om een gewenst resultaat te bereiken, allemaal bestuurd door een centrale besturingseenheid die gebruikmaakt van een feedbacklus. Complexere systemen zullen meerdere invoer- en uitvoerapparaten hebben die op meer geavanceerde manieren met elkaar samenwerken. |