Στη διαδικασία σχεδιασμού συστημάτων που υποστηρίζουν εργασίες παραγωγής, λαμβάνονται υπόψη πολλές λειτουργικές αποχρώσεις. Κάθε συγκρότημα είναι ατομικό, αλλά οι αρχές της εφαρμογής του βασίζονται σε ένα βασικό σύνολο απαιτήσεων. Το σύστημα πρέπει να είναι αποδοτικό, αξιόπιστο, λειτουργικό και ταυτόχρονα εργονομικό. Η σύνδεση μεταξύ του άμεσα τεχνικού μέρους των εργασιών υποστήριξης παραγωγής και διαχείρισης υλοποιείται από ελεγκτές για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας. Συγκεντρώνουν πληροφορίες που προέρχονται από διαφορετικούς τεχνολογικούς τομείς, οι οποίες αποτελούν τη βάση για τη λήψη ορισμένων αποφάσεων.
Ταξινόμηση ελεγκτών ανά εφαρμογή
Πρακτικά κάθε σύγχρονη επιχείρηση χρησιμοποιεί συστήματα σε κάποιο βαθμό για την αυτοματοποίηση των διαδικασιών εργασίας. Επιπλέον, η φύση των εξυπηρετούμενων λειτουργιών μπορεί να είναι εντελώς διαφορετική. Έτσι, στον τομέα της χημικής βιομηχανίας, ο προγραμματιζόμενος εξοπλισμός ελέγχει τη δοσολογία, τους όγκους παροχής χύδην και υγρών υλικών μέσω ελεγκτών, παρακολουθεί τις ιδιότητες διαφόρων ουσιών χρησιμοποιώντας αισθητήρες κ.λπ. Στον τομέα των υπηρεσιών των μεταφορών, η έμφασηγίνεται για τον έλεγχο του εξοπλισμού ισχύος, κατά κανόνα, φόρτωση και εκφόρτωση. Οι γενικοί ελεγκτές για την αυτοματοποίηση συστημάτων εξαερισμού, θέρμανσης και παροχής νερού είναι επίσης ευρέως διαδεδομένοι. Πρόκειται για μια ομάδα συστημάτων που διαχειρίζονται βοηθητικά προγράμματα σε επιχειρήσεις σε διάφορους τομείς. Αντίθετα, υπάρχουν εξαιρετικά εξειδικευμένοι τομείς στους οποίους είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν μεμονωμένα συστήματα για συγκεκριμένες ανάγκες. Αυτές οι περιοχές περιλαμβάνουν τη βιομηχανία πετρελαίου και τις μεταλλουργικές μονάδες.
Πώς λειτουργούν τα χειριστήρια
Ο βιομηχανικός ελεγκτής είναι ένας μικροεπεξεργαστής που παρέχει υλικό και λογισμικό. Το πρώτο μέρος, μάλιστα, εξυπηρετεί τη φυσική λειτουργία του συστήματος, με βάση το ένθετο πρόγραμμα εκτέλεσης εργασιών. Μια σημαντική πτυχή οποιασδήποτε διαμόρφωσης αυτού του τύπου είναι η ρυθμιστική υποδομή. Δηλαδή, η βάση λογισμικού είναι υπεύθυνη για τη λήψη ορισμένων αποφάσεων, αλλά στο μέλλον, τα λαμβανόμενα σήματα αποστέλλονται στα σημεία εντολών που δίνονται απευθείας στον εξοπλισμό εργασίας. Έτσι, οι ελεγκτές αυτοματισμού ελέγχουν μηχανές, γραμμές μεταφοράς, τεχνικές εγκαταστάσεις ισχύος κ.λπ.
Ένα άλλο εξίσου σημαντικό στοιχείο της συνολικής υποδομής ελέγχου είναι οι αισθητήρες και οι δείκτες, με βάση τους δείκτες των οποίων ο ελεγκτής αναπτύσσει αποφάσεις ή στρατηγικές αλυσίδες που καθορίζουν τους τρόπους λειτουργίας του εξοπλισμού. Αυτοί μπορεί να είναι αισθητήρες που αξιολογούν την κατάσταση των συσκευών και των μονάδων που επισκευάζονταιυλικά, παραμέτρους μικροκλίματος στην αίθουσα παραγωγής και άλλα χαρακτηριστικά.
Αρχιτεκτονικές ελεγκτών αυτοματισμού
Κάτω από την αρχιτεκτονική του ελεγκτή νοείται ένα σύνολο εξαρτημάτων, λόγω των οποίων υλοποιείται η λειτουργία ελέγχου αυτοματισμού. Κατά κανόνα, η αρχιτεκτονική διαμόρφωση προϋποθέτει την παρουσία ενός επεξεργαστή, διεπαφών δικτύου, συσκευής αποθήκευσης και συστημάτων I/O στο συγκρότημα. Αυτό είναι ένα βασικό πακέτο, αλλά ανάλογα με τις ανάγκες ενός συγκεκριμένου έργου, η σύνθεση και τα χαρακτηριστικά των επιμέρους εξαρτημάτων μπορεί να διαφέρουν. Οι σύνθετοι ελεγκτές για αυτοματισμό ονομάζονται αρθρωτοί. Εάν η παραδοσιακή απλή αρχιτεκτονική είναι ένα ενοποιημένο μπλοκ με μια τυπική σύνθεση λειτουργικών στοιχείων που δεν είναι διαθέσιμα για αλλαγή από τον χειριστή, τότε σε πολύπλοκα αρχιτεκτονικά μοντέλα εφαρμόζεται μια πολυμερής αρθρωτή διαμόρφωση. Επιτρέπει όχι μόνο τη συντήρηση μιας κλειστής μονάδας, αλλά και κάθε μονάδας ξεχωριστά. Τώρα αξίζει να εξεταστούν τα επιμέρους μέρη της αρχιτεκτονικής με περισσότερες λεπτομέρειες.
Ποικιλίες ενοτήτων αρχιτεκτονικής
Η βασική αρθρωτή συσκευή αντιπροσωπεύεται από έναν μικροεπεξεργαστή. Εξαρτάται από την ισχύ του πόσο περίπλοκες μπορεί να είναι οι εργασίες που επιλύονται από έναν συγκεκριμένο ελεγκτή. Η συσκευή αποθήκευσης έχει επίσης σημασία. Μπορεί να ενσωματωθεί στο σύστημα χωρίς τη δυνατότητα περαιτέρω τροποποίησης. Αλλά πιο συχνά χρησιμοποιούνται εξωτερικές μονάδες μνήμης flash, οι οποίες μπορούν να αλλάξουνανάλογα με τις τρέχουσες εργασίες. Οι συσκευές I/O είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνες για τις ενέργειες που κάνουν οι ελεγκτές βιομηχανικού αυτοματισμού. Μέσω αυτών των καναλιών, ο επεξεργαστής λαμβάνει πληροφορίες για επεξεργασία και εκδίδει περαιτέρω τις κατάλληλες εντολές. Στα σύγχρονα συγκροτήματα, οι μονάδες διασύνδεσης διαδραματίζουν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο, από τον οποίο εξαρτώνται οι δυνατότητες επικοινωνίας του ελεγκτή.
Κύρια χαρακτηριστικά της μονάδας επεξεργαστή
Κατά την ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη τα βασικά χαρακτηριστικά και οι δυνατότητες του μικροεπεξεργαστή. Όσον αφορά τις κύριες παραμέτρους λειτουργίας αυτής της ενότητας, περιλαμβάνουν τη συχνότητα ρολογιού, το βάθος bit, τις περιόδους εκτέλεσης εργασιών, τη μνήμη κ.λπ. Αλλά ακόμη και αυτά τα χαρακτηριστικά δεν είναι πάντα καθοριστικά, καθώς η απόδοση των σύγχρονων μικροεπεξεργαστών ακόμη και με προϋπολογισμό είναι αρκετή για την εξυπηρέτηση των περισσότερων τις παραγωγικές διαδικασίες. Είναι πολύ πιο σημαντικό να προσδιοριστούν οι δυνατότητες και οι λειτουργίες επικοινωνίας που εκτελούν οι ελεγκτές για να αυτοματοποιήσουν το έργο της επιχείρησης. Ειδικότερα, σύμφωνα με τις απαιτήσεις, οι χειριστές θέτουν την ικανότητα εργασίας με ένα ευρύ φάσμα καναλιών δικτύου, διεπαφών και γλωσσών προγραμματισμού στην πρώτη θέση. Ξεχωριστά, αξίζει να σημειωθεί η δυνατότητα σύνδεσης συσκευών οθόνης, χειριστηρίων, σύγχρονων οθονών και άλλων στοιχείων.
Πίνακας χειριστή
Ανεξάρτητα από τα χαρακτηριστικά πλήρωσης του ελεγκτή, για τον έλεγχο των λειτουργιών του, πρέπει να παρέχεται ένας σταθμός χειριστή με κατάλληλο ρελέ. Εξωτερικά, τέτοιες συσκευές μοιάζουν με ένα μικρόυπολογιστής με συσκευές εισόδου και εξόδου, αισθητήρες διεργασίας και οθόνη. Οι απλούστεροι ελεγκτές για βιομηχανικούς αυτοματισμούς παρέχουν τη δυνατότητα προγραμματισμού μέσω αυτού του πίνακα. Επιπλέον, ο προγραμματισμός μπορεί να σημαίνει στοιχειώδεις ρυθμίσεις για εντολές εισαγωγικού επιπέδου. Τα πιο εξελιγμένα τερματικά χειριστή πραγματοποιούν επίσης αυτοδιάγνωση και αυτοβαθμονόμηση.
Τροφοδοτικά αυτοματισμού
Το μέσο εύρος τάσεων που τροφοδοτούν βιομηχανικούς ελεγκτές κυμαίνεται από 12-48 V. Η πηγή είναι συνήθως ένα τοπικό δίκτυο 220 V. Ταυτόχρονα, το τροφοδοτικό δεν βρίσκεται πάντα κοντά στον εξοπλισμό που επισκευάζεται. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιούνται ελεγκτές για την αυτοματοποίηση ενός λεβητοστάσιου σε μια μεταλλουργική παραγωγή πολλαπλών σταδίων, τότε ένα δίκτυο κατανεμημένης ισχύος μπορεί να απέχει από πολλούς καταναλωτές ενέργειας. Δηλαδή, το ένα κύκλωμα θα εξυπηρετεί τον λέβητα για μαλακά μέταλλα και το άλλο για σκληρά. Ταυτόχρονα, η τάση στις γραμμές μπορεί επίσης να αλλάξει.
Συμπέρασμα
Τα συστήματα αυτοματισμού ροής εργασίας γίνονται όλο και περισσότερο μέρος της υποδομής των σύγχρονων επιχειρήσεων. Αντίστοιχα, χρησιμοποιούνται ευρέως και ελεγκτές για συστήματα αυτοματισμού σε διάφορες τροποποιήσεις. Από μόνη της, η συντήρηση μιας τέτοιας συσκευής δεν απαιτεί ιδιαίτερο κόστος. Οι κύριες δυσκολίες στην εργασία με αυτόν τον εξοπλισμό σχετίζονται με την ποιότητα του προγραμματισμούκαι βελτιστοποίηση της διάταξης διαμόρφωσης. Αλλά ταυτόχρονα, για να απλοποιηθούν οι λειτουργίες του χειριστή, οι ενότητες που προϋποθέτουν αυτοδιαμόρφωση σύμφωνα με τα κύρια δεδομένα που εισάγει ο χρήστης γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς.
