Automasi sistem kawalan: tahap, alatan, ciri dan aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Automation of control systems (ACS) ialah sistem maklumat yang direka bentuk untuk pelaksanaan automatik proses pengurusan. Perlu diingatkan bahawa pengenalan teknologi tersebut haruslah wajar dari sudut teknikal dan ekonomi. Selalunya, pemasangan sistem sedemikian memungkinkan untuk mengurangkan bilangan kakitangan yang bekerja, meningkatkan kecekapan pengurusan dan meningkatkan kualiti kemudahan.

Keperluan untuk ACS

Terdapat beberapa keperluan untuk automasi sistem kawalan.

Pertama, adalah sangat penting bahawa semua elemen boleh disambungkan antara satu sama lain, dan juga mempunyai sambungan dengan sistem automatik yang disambungkan kepada sistem kawalan automatik. Di samping itu, adalah sangat penting di sini bahawa sistem mempunyai kemungkinan pengembangan, pembangunan dan pemodenan. Ini dilakukan dengan jangkaan bahawa pada masa hadapan perusahaan akan berkembang dan sistem yang lebih moden akan diperlukan.

Kedua, tetapi tidak kurang pentingnya, sistem automasi kawalanmesti mempunyai tahap kebolehpercayaan yang mencukupi. Dalam erti kata lain, ia mestilah 100% selamat apabila bekerja dengan parameter yang ditetapkan pada mulanya. Satu lagi keperluan penting ialah kebolehsuaian. Sistem mesti dikonfigurasikan sedemikian rupa sehingga ia boleh berubah dalam menghadapi perubahan parameter. Walau bagaimanapun, perlu dinyatakan di sini bahawa julat perubahan dibincangkan terlebih dahulu, sebelum pemasangan sistem kawalan automatik, dan oleh itu had perubahan ini dimasukkan ke dalam sistem terlebih dahulu.

Sistem automasi kawalan harus menyediakan keupayaan untuk mengawal kerjanya. Di samping itu, adalah sangat penting bahawa sekiranya berlaku kerosakan, sistem boleh mendiagnosis dan menunjukkan tempat, jenis dan punca masalah tertentu. Keperluan penting terakhir untuk sistem kawalan automatik ialah perlindungan terhadap tindakan kakitangan yang salah. Sekiranya berlaku perubahan secara tidak sengaja atau disengajakan dalam parameter yang boleh membawa objek kepada keadaan kritikal, sistem kawalan mesti dilindungi. Peraturan ini juga terpakai sekiranya maklumat bocor di suatu tempat.

Bahagian ACS. Berfungsi

Pada masa ini, sebarang sistem maklumat, termasuk sistem automasi pengurusan perusahaan, boleh dibahagikan secara bersyarat kepada dua komponen. Yang pertama berfungsi, yang kedua menyediakan. Bahagian pertama bertanggungjawab untuk aspek tindakan di mana setiap sistem individu dicipta. Gabungan tugas individu ini mewujudkan bahagian berfungsi keseluruhan sistem.

Seterusnya, anda perlu memberi perhatian kepada fakta bahawa mana-mana sistem kawalan automatik mesti berfungsilangkah berikut:

• ia mesti mengumpul, memproses dan menganalisis semua maklumat yang berkaitan dengan keadaan objek;
• sistem mesti dapat membangunkan kaedah kawalan apabila diperlukan;
• Sistem kawalan automatik juga mesti boleh memindahkan tindakan kawalan kepada elemen eksekutif, serta memindahkan data kepada pengendali untuk kawalan;
• pelaksanaan dan kawalan tindakan kawalan yang dibangunkan juga terletak pada sistem kawalan.

Menyediakan sebahagian daripada sistem kawalan automatik. Bahagian maklumat

Bahagian besar kedua menyediakan. Ia agak rumit, dan secara bersyarat dibahagikan kepada beberapa kumpulan berprestasi yang lebih kecil, yang termasuk bahagian berikut:

• program-matematik;
• maklumat;
• teknikal;
• metodologi dan organisasi;
• linguistik;
• personel.

Pengendalian sistem automasi pengurusan perusahaan, atau lebih tepatnya bahagian sokongannya, adalah berdasarkan fakta bahawa ia mengumpul maklumat lengkap tentang objek. Berdasarkan maklumat yang diterima, termasuk data tentang pengekodan, kaedah menangani, format data, dll., ACS akan beroperasi. Anda perlu memahami bahawa sejumlah besar maklumat memerlukan ruang storan. Atas sebab ini, semua data yang diterima dikumpulkan dalam pangkalan data yang besar, yang kemudiannya disimpan pada media mesin.

Adalah penting untuk memahami di sini bahawa untuk menyimpan semua maklumat dari awal bekerja hingga ke hari iniMustahil kerana terlalu banyak. Oleh itu, semua data yang disimpan ditimpa pada media dengan frekuensi tertentu, yang diperlukan untuk operasi normal objek. Di samping itu, setiap sistem automasi proses sedemikian mempunyai beberapa jenis storan data sandaran. Ia bertujuan untuk dapat memulihkan kehilangan maklumat jika mana-mana peranti gagal.

Bahagian matematik

Perlu diingat dengan segera bahawa ia adalah yang paling penting dalam mana-mana sistem pengurusan hari ini. Bahagian perisian jenis ini termasuk mana-mana perisian yang melaksanakan semua tugas yang diberikan kepada sistem, dan juga memastikan operasi normal keseluruhan kompleks cara teknikal yang digunakan dalam perusahaan ini. Bahagian matematik ialah keseluruhan semua formula, model, algoritma matematik yang digunakan dalam pengendalian sistem maklumat.

Perisian sistem kawalan automasi proses mesti memenuhi sepenuhnya prestasi semua fungsi yang diperlukan daripada objek automasi. Adalah penting untuk diperhatikan di sini bahawa semua fungsi ini dilaksanakan menggunakan alat pengiraan. Terdapat beberapa sifat khusus yang mesti dipenuhi oleh bahagian perisian ACS:

1. Kecukupan berfungsi. Maksudnya, sistem mesti lengkap.
2. Adalah penting bahawa sistem ini bukan sahaja boleh dipercayai, tetapi juga mempunyai sifatpenyembuhan diri, serta tentukan punca kerosakan.
3. Sistem mesti menyesuaikan diri dengan perubahan parameter objek.
4. Anda boleh mengubah suai jika perlu.
5. Modulariti pembinaan, serta kemudahan penggunaan, juga merupakan komponen penting sistem.

Bahagian teknikal

Semuanya agak mudah di sini. Sokongan teknikal termasuk ketersediaan semua cara teknikal yang diperlukan untuk memastikan kefungsian maksimum sistem kawalan automatik. Bahagian ini paling terjejas oleh perkembangan teknologi komputer dan teknologi komputer. Terima kasih kepada pembangunan kedua-dua bidang ini, kepelbagaian alat pengukur teknikal menjadi lebih luas, dan dengan sendirinya ia dapat menyelesaikan masalah yang lebih luas.

Pada masa ini, sistem dan cara teknikal automasi dan kawalan boleh dibahagikan kepada dua kumpulan besar. Kumpulan pertama ialah alat komunikasi, dan yang kedua ialah alat teknologi organisasi.

Di sini adalah perlu untuk memahami bahawa cara teknikal automasi digunakan pada semua peringkat operasi sistem kawalan automatik, daripada menetapkan parameter kepada storan mereka, dan juga dengan bantuan mereka adalah mungkin untuk menyambungkan keseluruhan sistem kawalan ke dalam satu rangkaian. Jika kita bercakap secara berasingan mengenai cara komunikasi, maka mereka, pertama sekali, memainkan peranan pemancar maklumat dari satu peranti ke peranti lain. Dalam beberapa kes yang jarang berlaku, mereka bekerja bersama-sama dengan komputer. Teknologi organisasi ialah peranti yang membolehkanmenjalankan pelbagai operasi dengan maklumat yang diperoleh sebelum ini.

Peraturan yang agak penting ialah sebarang cara teknikal sistem kawalan automatik, sekiranya berlaku kerosakan, harus diganti dengan yang serupa tanpa sebarang masalah, tanpa perlu mengkonfigurasi semula.

Bahagian metodologi dan organisasi sistem

Merancang sistem automasi kawalan membayangkan kehadiran bahagian seperti metodologi dan organisasi. Cawangan sistem kawalan automatik ini adalah satu set kaedah, alat dan beberapa dokumen khas yang menetapkan prosedur operasi bukan sahaja untuk sistem itu sendiri, tetapi juga untuk kakitangan yang menyelenggaranya. Selain itu, terdapat juga dokumen yang mensistematikkan prosedur kerja kakitangan ketika berinteraksi antara satu sama lain. Ini juga termasuk beberapa kaedah, akibatnya kakitangan dilatih untuk bekerja dengan sistem maklumat tertentu. Dalam erti kata lain, ini ialah bahagian yang mempengaruhi bukan sahaja sistem itu sendiri, tetapi juga faktor manusia.

Tujuan utama bahagian ini adalah untuk memastikan sistem berfungsi dan berjalan serta membolehkannya dikembangkan lagi jika perlu. Ia boleh ditambah bahawa bahagian ini mengandungi arahan yang berkaitan dengan perkara yang perlu dilakukan oleh kakitangan semasa operasi ACS untuk mengekalkan fungsi normalnya. Ia juga menyimpan fail yang membawa maklumat tentang perkara yang perlu dilakukan jika sistem masuk ke mod kecemasan atau tidak berfungsi sebagaimana mestinya.

Linguistik

Bahagian terakhir bahagian sokongan ACS ialah linguistik. Sememangnya, sistem ini adalah set bahasa. Ini termasuk bahasa komunikasi kakitangan yang menyediakan perkhidmatan sistem automasi pengurusan pengeluaran, serta penggunanya dengan bahagian sistem itu sendiri sebagai teknikal, maklumat dan program-matematik. Terdapat juga transkrip semua istilah dan takrifan yang digunakan oleh ACS semasa kerjanya.

Semasa operasi, adalah sangat penting bagi pengendali boleh berkomunikasi dengan sistem kawalan tepat pada masanya dan mudah. Ia adalah disebabkan oleh sokongan linguistik bahawa kemudahan yang diperlukan, ketidakjelasan dan kestabilan komunikasi ini dicapai. Ia hanya perlu untuk menambah bahawa di sini adalah perlu untuk mempunyai cara teknikal yang akan membetulkan ralat, jika ada, semasa komunikasi antara pengguna dan sistem automasi. Sehingga kini, terdapat dua pendekatan berbeza untuk bekerja dengan ACS.

Cara pertama proses pengurusan automasi dijalankan ialah pemasangan dan penggunaan teknologi komputer. Alat ini hanya akan digunakan untuk memudahkan beberapa operasi yang berlaku apabila bekerja dengan dokumen. Sehingga kini, kaedah ini dianggap tidak berkesan, kerana ia tidak membenarkan anda membuka kunci sepenuhnya potensi tahap teknologi komputer semasa.

Kaedah kedua pada asasnya berbeza daripada yang pertama dan terletak pada fakta bahawa perusahaan mencipta sistem automasi pengurusan bersepaduobjek. Dalam kes ini, bukan sahaja pengurusan dokumen dipindahkan kepada juruteknik, tetapi juga pangkalan data, sistem pakar, alat komunikasi, serta banyak fungsi lain.

Tahap bawah dan pertengahan ACS

Sebarang sistem kawalan proses hari ini boleh dibahagikan secara bersyarat kepada beberapa peringkat. Automasi sistem kawalan pada masa ini mempunyai tiga tahap sedemikian.

Tahap bawah ialah penderia, serta peranti pengukur yang mengawal ciri terkawal. Di samping itu, ini juga termasuk penggerak, di mana nilai ciri bergantung. Pada tahap ini, hanya kawalan minimum dijalankan, yang terdiri daripada pemadanan isyarat daripada sensor dengan input peranti kawalan. Terdapat juga pertukaran isyarat yang dijana oleh peranti ini dengan penggerak.

Peringkat pertengahan seterusnya ialah pengurusan peralatan. Dengan kata lain, pengawal logik boleh atur cara terletak pada langkah kawalan ini. PLC ini mampu menerima isyarat daripada peralatan pengukur serta daripada penderia yang memantau keadaan proses. Selaras dengan maklumat yang diterima, serta data yang ditetapkan oleh pengguna, PLC menjana isyarat kawalan yang dihantar kepada penggerak dengan arahan yang jelas.

Tahap atas

Automasi kawalan dalam sistem teknikal juga mempunyai satu pertiga, lebih tinggitahap. Peralatan tersebut ialah pengendali dan stesen penghantaran, peralatan rangkaian, pelayan industri. Pada peringkat ini, kawalan penuh ke atas perjalanan operasi teknologi di kemudahan itu dilaksanakan oleh seseorang. Selain itu, komunikasi dengan dua peringkat sebelumnya turut disediakan di sini, yang membolehkan anda berjaya mengumpul sebarang maklumat yang diperlukan.

Pada peringkat ini, HMI, SCADA digunakan. Yang pertama ialah antara muka manusia-mesin, dengan bantuan penghantar dapat memantau kemajuan operasi teknologi di kemudahan itu. Ini termasuk pelbagai monitor atau panel grafik, yang paling kerap dipasang pada kabinet automasi dan bertujuan hanya untuk memaparkan maklumat tentang objek dan kemajuan proses. Untuk mengawal peralatan automasi dan sistem kawalan, terdapat sistem SCADA, yang membayangkan kehadiran kawalan penyeliaan dan keupayaan untuk mengumpul data. Secara ringkasnya, rangkaian ini membolehkan anda memasang perisian yang boleh dikonfigurasikan dan dipasang pada komputer penghantar.

Semua data terpenting yang dikumpul oleh PLC di peringkat pertengahan dikumpul, diarkibkan dan digambarkan menggunakan sistem ini. Asas automasi terletak tepat di sini, kerana SCADA bukan sahaja dapat menerima maklumat, tetapi juga membandingkannya dengan yang dimasukkan oleh pengendali. Jika terdapat sisihan mana-mana parameter daripada nilai yang ditetapkan, sistem memberitahu pengguna tentang perkara ini melalui penggera. Beberapasistem mempunyai keupayaan bukan sahaja untuk mengawal, tetapi juga untuk menukar sebarang nilai secara automatik untuk mengembalikan nilai yang telah melebihi had yang ditetapkan.

Alat automasi

Sistem automasi pengurusan kakitangan, proses teknologi dijalankan dengan mengorbankan cara teknikal automasi, atau TCA. Dalam erti kata lain, ini ialah peranti yang boleh menjadi alat teknikal sendiri dan menjalankan sebarang aktiviti, atau menjadi sebahagian daripada kompleks perisian perkakasan.

Lazimnya, TCA ialah elemen asas sistem automasi. Ini termasuk semua peralatan yang menangkap, memproses, menghantar maklumat. Dengan bantuan alat sedemikian adalah mungkin untuk mengawal, menyesuaikan dan memantau aspek automatik proses pengeluaran. Terdapat TCA yang mengawal beberapa parameter. Ini boleh menjadi tekanan, suhu, penderia aras, penderia kapasitif, penderia laser, dsb. Seterusnya ialah TSA bermaklumat, tugas utamanya adalah untuk memindahkan maklumat yang diterima daripada penderia. Dalam erti kata lain, ia adalah pautan antara peringkat bawah dan peralatan kawalan peringkat tinggi.

Peralatan kawalan mempunyai keupayaan untuk menghentikan sepenuhnya atau sebahagian proses pengeluaran sehingga punca berhentinya dihapuskan. Selain itu, sesetengah sistem lanjutan boleh melakukan penyelesaian masalah mereka sendiri. Dalam kes ini, mereka merujuk kepada sistem kawalan dan pengurusan penyembuhan diri.