オートメーション システムは、入力を受け取ることができるデバイス (センサー、HMI など)、コンピューティング システム (プロセッサ)、および実際の作業を実行するマニピュレーター (アクチュエータ) で構成されます。3 つの中で最も重要な部分は、コンピューティングまたは制御システムです。これは、オープン ループ制御とクローズド ループ (フィードバック) 制御の 2 つのタイプに分けられます。
オープンループ制御は、コントローラがアクチュエータに信号を送信して、目的の応答を得るシステムです。送信された信号は、コントローラに最初に入力されたプログラムによってのみ制御されます。クローズドループ システムでは、フィードバック信号が使用されます。フィードバック信号は、アクチュエータからの応答を直接または間接的に測定するセンサーによって生成されます。このフィードバック信号は、コントローラによって処理され、実際の出力と目的の出力が比較されます。次に、コントローラはアクチュエータに送信された信号に必要な調整を行います。正しい応答が得られるまで、このサイクルが繰り返されます。
入力コンポーネントは、ヒューマンマシンインターフェースまたはセンサーになります。
HMI は、人間のオペレーターがコントローラーと通信する場所です。ここで変数またはコマンドを入力して、目的の出力を変更します。
センサーは、さまざまな物理的または電磁気的特性 (圧力、温度、磁気、放射線など) を使用して出力を測定するために使用されます。測定された物理的特性は、コントローラーが読み取って使用できる電子信号に変換されます。
アクチュエータは動作を生み出す部品です。アクチュエータは、ドライバーとジョイントおよびリンケージ アセンブリで構成されます。アクチュエータは、ジョイントを介して接続されたコネクティング ロッドを動かすために必要な力またはトルクを提供します。アクチュエータは、電気式、油圧式、または空気圧式と見なすことができます。電気アクチュエータは、電気エネルギーを機械出力に変換するモーターまたはソレノイドです。油圧システムと空気圧システムは、ピストン、シリンダー、ベーン、またはブレードに対して圧縮された流体圧力を使用して動作します。これらのシステムは、流体がソレノイド バルブの開閉によって制御されるため、最も基本的な概念では電動式と見なすこともできます。
リンクは、ジョイントによって許可される自由度に応じて、互いに相対的に移動できます。自由度は、3 次元軸におけるリンクの許容される移動として定義されます。自由度は 6 つあり、3 つは移動 (上下、左右、前後)、3 つは回転 (ピッチ、ヨー、ロール) です。簡単にするために、ほとんどのジョイントでは 1 つまたは 2 つの自由度しか許可されません。これは、高度に可動なアームを作成するのは困難で、コストがかかり、非現実的だからです。