Контролери за автоматизация на производството: класификация и архитектура

В процеса на проектиране на системи, които осигуряват производствени задачи, се вземат под внимание много оперативни нюанси. Всеки комплекс е индивидуален, но принципите на неговото прилагане се основават на основен набор от изисквания. Системата трябва да бъде ефективна, надеждна, функционална и в същото време ергономична. Връзката между пряко техническата част на производствената поддръжка и контролните задачи се осъществява от контролерите за автоматизиране на процесите. Те концентрират информацията, идваща от различни технологични обекти, което е в основата на вземането на определени решения.

Класификация на контролерите по области на приложение

Почти всяко модерно предприятие използва системи, които позволяват до известна степен автоматизиране на работните процеси. И естеството на изпълняваните функции може да бъде напълно различно. По този начин, в химическата промишленост програмируемо оборудване чрез контролер контролира отпускането, обемите на течни и хранене на насипни материали, следи свойства на различни вещества с помощта на сензори и т.н. В сектора на услугите на транспортните организации акцентът е поставен върху управлението на енергийното оборудване, обикновено товарене и разтоварване. Широко разпространени и универсални контролери за автоматизация на вентилацията, отоплението и водоснабдяването. Това е група от системи, които управляват инженеринг и комунални услуги в предприятия в различни области. Обратно, има много специализирани области, където е необходимо индивидуално разработване на системи за специфични нужди. Тези области включват нефтената промишленост и металургичните заводи.

Принцип на работа на контролерите

Промишленият контролер е микропроцесор, който осигурява хардуер и софтуер. Първата част всъщност служи за физическата работа на системата, базирана на програмата за внедряване на задачата. Важен аспект на всяка конфигурация от този тип е регулаторната инфраструктура. Това означава, че програмната база е отговорна за вземането на определени решения, но в бъдеще получените сигнали се получават в командните пунктове, дадени директно на работното оборудване. По този начин, контролери за машини за автоматизация, конвейерни линии, технически електроинструменти и др.

Друг важен елемент от цялостната инфраструктура за управление са габаритите и показатели, въз основа на показатели, които контролера генерира решения или стратегически вериги, които определят режима на работа на оборудването. Това могат да бъдат сензори, които правят оценка на държавните машини и единици се обслужват от материали параметри на микроклимата в производството на машинното отделение, и други характеристики.

Архитектура на контролера на автоматизацията

Под архитектурата на контролера се разбира съвкупността от компоненти, поради които се осъществява автоматичната контролна функция. Обикновено архитектурната конфигурация включва наличието на процесор, мрежови интерфейси, памет и I / O системи. Това е основно оборудване, но в зависимост от нуждите на конкретен проект, съставът и характеристиките на отделните части могат да варират. Комплексните контролери за автоматизация се наричат ​​модулни. Ако традиционната прост Архитектурата е единен блок с типичен състав на функционални елементи, които не могат да бъдат променяни от оператора, в сложни модели, прилагани архитектурен модулна многокомпонентна конфигурация. Тя позволява не само поддържане на единично затворено устройство, но и на всеки модул отделно. Сега струва да разгледаме някои части от архитектурата по-подробно.

Видове архитектурни модули

Основното модулно устройство представлява микропроцесор. От неговата мощност зависи колко трудни задачи могат да бъдат решени от конкретен контролер. Важно е и устройството за съхранение. Тя може да бъде интегрирана в системата без възможност за по-нататъшни промени. Но най-често се използват външни модули с флаш памет, които могат да се променят в зависимост от текущите задачи. Отговорност за предприетите действия промишлени контролери автоматизация, в много отношения носят входно-изходни устройства. Чрез тези канали процесорът получава информация за обработка и впоследствие дава съответните команди. В модерните системи нарастваща роля играят интерфейсните модули, от които зависят комуникационните възможности на контролера.

Основни характеристики на модула на процесора

При разработването на система за контрол е особено важно да се вземат предвид основните характеристики и възможности на микропроцесора. Що се отнася до основните експлоатационни параметри на устройството, а след това да ги принадлежи тактова честота, битрейта, периода на изпълнение на задачите, паметта и други. Но дори и тези характеристики не винаги стават ключови както ефективността на работата на съвременните микропроцесори дори бюджетни достатъчно, за да обслужва по-голямата част производствените процеси. Много по-важно е да се определят комуникационните възможности и функциите, които контролерите изпълняват, за да автоматизират работата на предприятието. По-специално, операторите дават възможност да работят с широк кръг от мрежови канали, интерфейси и езици за програмиране. Отделно е да се отбележи възможността за свързване на дисплейни устройства, контроли, модерни дисплеи и други компоненти.

Панел на оператора

Независимо от характеристиките на пълненето на контролера, трябва да бъде осигурена операционна станция с подходящо реле за контрол на нейните функции. Външно такива устройства приличат на малък компютър, снабден със входни и изходни устройства, сензори за обработка и дисплей. Най-простите контролери за автоматизация на производството осигуряват възможност за програмиране чрез този панел. И в рамките на програмирането може да означава елементарни команди за инсталиране на входно ниво. Най-сложните операционни панели извършват и самодиагностика и самокалибриране.

Източници на захранване на системата за автоматизация

Средният диапазон на напреженията, осигуряващи индустриални контролери, е в диапазона от 12-48 V. Източникът обикновено е локална мрежа при 220V. В този случай не винаги захранващият блок е в близост до обслужваното оборудване. Например, ако използвате контролери за автоматизация на котелната централа при металургично многоетапно производство, разпределената електроснабдителна мрежа може да бъде еднакво отдалечена от няколко консуматора на енергия. Това означава, че една верига ще обслужва котела за меки метали, а другата за твърди. В този случай напрежението може да варира в линиите.

заключение

Системите за автоматизация на работния поток все повече се интегрират в инфраструктурата на съвременните предприятия. Съответно, контролерите за системи за автоматизация в различни модификации са широко разпространени. Само по себе си съдържанието на такова устройство не изисква специални разходи. Основните трудности при работата с това оборудване се отнасят до качеството на програмирането и оптимизирането на конфигурацията. Но заедно с това, с цел опростяване на функциите на оператора, модулите, които приемат самонастройка според основните данни, въведени от потребителя, стават все по-популярни.