Řídicí systémy pro automatizaci výroby: klasifikace a architektura

V procesu navrhování systémů, které poskytují výrobní úkoly, se berou v úvahu mnohé provozní nuance. Každý komplex je individuální, ale principy jeho realizace jsou založeny na základním souboru požadavků. Systém musí být účinný, spolehlivý, funkční a současně ergonomický. Spojení mezi přímo technickou částí výrobní podpory a kontrolními úkoly je realizováno řídícími pracovníky pro automatizaci procesů. Soustředí se na informace pocházející z různých technologických míst, které jsou základem pro rozhodování.

Klasifikace řadičů podle oblasti použití

Téměř každý moderní podnik používá systémy, které umožňují do určité míry automatizovat pracovní procesy. A povaha obslužených funkcí může být zcela odlišná. Tak, v chemickém průmyslu programovatelné zařízení prostřednictvím regulátoru reguluje dávkování, objemy kapalných a krmení sypkých materiálů, sleduje vlastnosti různých látek pomocí senzorů, atd V sektoru služeb dopravních organizací je kladen důraz na správu energetických zařízení, obvykle nakládání a vykládání. Rozsáhlé a univerzální regulátory pro automatizaci větrání, topení a zásobování vodou. Jedná se o skupinu systémů, které spravují inženýrství a utility v podnicích v různých oborech. Naopak existují vysoce specializované oblasti, kde je zapotřebí individuální vývoj systémů pro specifické potřeby. Mezi tyto oblasti patří ropný průmysl a hutní podniky.

Princip činnosti regulátorů

Průmyslový řadič je mikroprocesor, který poskytuje hardware a software. První část ve skutečnosti slouží fyzické práci systému založené na programu vnořených úkolů. Důležitým aspektem jakékoli konfigurace tohoto typu je regulační infrastruktura. To znamená, že programová základna je zodpovědná za přijetí určitých rozhodnutí, avšak v budoucnu jsou přijaté signály přijaty na velitelských místech, která jsou dána přímo pracovnímu zařízení. Řadiče pro automatizační řídicí stroje, dopravní linky, technické nástroje atd.

Další důležitou složkou celkové infrastruktury řízení jsou měřidla a indikátory, na základě ukazatelů, které regulátor generuje řešení či strategických řetězy, která stanoví způsoby zařízení. Mohou to být senzory, které posuzují stav přístrojů a agregátů, opravované materiály, parametry mikroklimatu ve výrobní místnosti a další charakteristiky.

Architektura řídicí jednotky automatizace

Pod architekturou řídicí jednotky se rozumí souhrn prvků, díky nimž je realizována automatizační řídicí funkce. Konfigurace architektury typicky zahrnuje přítomnost procesoru, síťových rozhraní, paměťových a I / O systémů. Jedná se o základní vybavení, ale v závislosti na potřebách konkrétního projektu se může lišit složení a vlastnosti jednotlivých částí. Komplexní regulátory pro automatizaci se nazývají modulární. V případě, že tradiční jednoduchá architektura je jednotný blok s typickým složením funkčních prvků, které nelze měnit provozovatelem, ve složitých modelů realizovaných architektonické modulární vícekomponentní konfiguraci. Umožňuje nejen údržbu jedné uzavřené jednotky, ale také samostatně každý modul. Nyní stojí za to brát v úvahu některé části architektury.

Typy modulů architektury

Základní modulární zařízení je reprezentováno mikroprocesorem. Ze své síly závisí na tom, jak náročné úkoly mohou být vyřešeny konkrétním regulátorem. Důležité je také úložné zařízení. Může být integrován do systému bez možnosti dalších změn. Nejčastěji se však používají externí paměťové moduly flash, které lze měnit v závislosti na aktuálních úlohách. Odpovědnost za akce, které přijmou průmyslové regulátory automatizace v mnoha ohledech nesou vstupní a výstupní zařízení. Prostřednictvím těchto kanálů procesor přijímá informace pro zpracování a následně dává příslušné příkazy. V moderních systémech hrají stále větší roli moduly rozhraní, na kterých závisí komunikační schopnosti ovladače.

Hlavní charakteristiky modulu procesoru

Při vývoji řídícího systému je obzvláště důležité zohlednit základní charakteristiky a schopnosti mikroprocesoru. Co se týče hlavních provozních parametrů jednotky, pak se k nim patří časovači frekvence, přenosová rychlost, dobu provádění úkolů, paměti a další. Ale i tyto vlastnosti nejsou vždy staly klíčové, neboť pracovní výkon moderních mikroprocesorech dokonce natolik rozpočtu do provozu většiny výrobních procesů. Je mnohem důležitější určit komunikační schopnosti a funkce, které řídící jednotky provádějí k automatizaci provozu podniku. Konkrétně operátoři dávají možnost pracovat s celou řadou síťových kanálů, rozhraní a programovacích jazyků. Samostatně stojí za zmínku možnost připojení zobrazovacích zařízení, ovládacích prvků, moderních displejů a dalších komponent.

Ovládací panel

Bez ohledu na charakteristiky plnění regulátoru musí být k ovládání jeho funkcí k dispozici obslužná stanice s příslušným relé. Venkovně se tato zařízení podobají malému počítači vybaveného vstupními a výstupními zařízeními, procesními senzory a displejem. Nejjednodušší ovladače pro automatizaci výroby umožňují programování prostřednictvím tohoto panelu. A v rámci programování mohou znamenat elementární příkazy instalace vstupní úrovně. Nejsofistikovanější ovládací panely také provádí vlastní diagnostiku a samokalibraci.

Zdroje napájení systému automatizace

Průměrný rozsah napětí napájených průmyslovými regulátory je v rozmezí 12-48 V. Zdroj je obvykle lokální síť při 220V. V takovém případě není vždy napájecí zdroj v blízkosti servisního zařízení. Například pokud používáte ovladače pro automatizace kotelny u metalurgické vícestupňové výroby může být distribuovaná napájecí síť rovnoměrně rozdělena od několika spotřebitelů energie. Jeden okruh bude sloužit kotlu pro měkké kovy a druhý pro pevné kovy. V tomto případě se napětí může lišit.

Závěr

Systémy automatizace pracovních postupů jsou stále více integrovány do infrastruktury moderních podniků. Proto jsou řadiče pro automatizační systémy v různých modifikacích široce distribuovány. Samotný obsah takového zařízení nevyžaduje zvláštní výdaje. Hlavní potíže při práci s tímto zařízením se týkají kvality programování a optimalizace konfiguračního uspořádání. Ale spolu s tím, aby se zjednodušily funkce operátora, jsou stále více oblíbené moduly, které předpokládají samoladění podle základních údajů zadaných uživatelem.