В процеса на проектиране на системи, които поддържат производствени задачи, се вземат предвид много оперативни нюанси. Всеки комплекс е индивидуален, но принципите на неговото изпълнение се основават на основен набор от изисквания. Системата трябва да бъде ефективна, надеждна, функционална и в същото време ергономична. Връзката между пряко техническата част от поддръжката на производството и задачите за управление се осъществява от контролери за автоматизация на процесите. Те концентрират информация, идваща от различни технологични области, която е основата за вземане на определени решения.
Класификация на контролерите по приложение
Практически всяко модерно предприятие използва до известна степен системи за автоматизиране на работните процеси. Освен това естеството на обслужваните функции може да бъде напълно различно. Така в областта на химическата промишленост програмируемото оборудване контролира дозирането, доставя обеми на насипни и течни материали чрез контролери, следи свойствата на различни вещества с помощта на сензори и др. В сектора на услугите на транспортните организации, акцентътсе извършва за контрол на енергийното оборудване, като правило, товарене и разтоварване. Широко разпространени са и универсалните контролери за автоматизация на системите за вентилация, отопление и водоснабдяване. Това е група от системи, които управляват комунални услуги в предприятия в различни области. Обратно, има високоспециализирани области, в които е необходимо да се разработят индивидуални системи за специфични нужди. Тези области включват петролната промишленост и металургичните заводи.
Как работят контролерите
Индустриалният контролер е микропроцесор, който осигурява хардуер и софтуер. Първата част всъщност обслужва физическата работа на системата, базирана на вложената програма за изпълнение на задачи. Важен аспект на всяка конфигурация от този тип е регулаторната инфраструктура. Това означава, че софтуерната база е отговорна за вземането на определени решения, но в бъдеще получените сигнали се изпращат до точките на команди, подадени директно на работното оборудване. По този начин контролерите за автоматизация управляват машини, конвейерни линии, технически енергийни съоръжения и др.
Друг не по-малко важен компонент от цялостната инфраструктура за управление са сензорите и индикаторите, на базата на индикаторите на които контролерът разработва решения или стратегически вериги, които определят режимите на работа на оборудването. Това могат да бъдат сензори, които оценяват състоянието на обслужваните устройства и агрегатиматериали, параметри на микроклимата в производственото помещение и други характеристики.
Архитектури на контролери за автоматизация
Под архитектурата на контролера се разбира набор от компоненти, благодарение на които е реализирана функцията за управление на автоматизацията. Като правило архитектурната конфигурация предполага наличието на процесор, мрежови интерфейси, устройство за съхранение и входно-изходни системи в комплекса. Това е основен пакет, но в зависимост от нуждите на конкретен проект, съставът и характеристиките на отделните части могат да варират. Сложните контролери за автоматизация се наричат модулни. Ако традиционната проста архитектура е унифициран блок с типичен състав от функционални елементи, които не са достъпни за промяна от оператора, тогава в сложните архитектурни модели се реализира многокомпонентна модулна конфигурация. Позволява поддръжка не само на един затворен блок, но и на всеки модул поотделно. Сега си струва да разгледаме отделните части на архитектурата по-подробно.
Разновидности на архитектурни модули
Основното модулно устройство е представено от микропроцесор. От неговата мощност зависи колко сложни могат да бъдат задачите, решавани от даден контролер. Устройството за съхранение също има значение. Може да се интегрира в системата без възможност за по-нататъшна модификация. Но най-често се използват външни модули флаш памет, които могат да се сменятв зависимост от текущите задачи. I/O устройствата са до голяма степен отговорни за действията, които предприемат контролерите за индустриална автоматизация. Чрез тези канали процесорът получава информация за обработка и по-нататък издава съответните команди. В съвременните комплекси интерфейсните модули играят все по-важна роля, от които зависят комуникационните възможности на контролера.
Основни характеристики на процесорния модул
При разработването на система за управление е особено важно да се вземат предвид основните характеристики и възможности на микропроцесора. Що се отнася до основните работни параметри на този модул, те включват тактова честота, битова дълбочина, периоди на изпълнение на задачите, памет и т.н. Но дори и тези характеристики не винаги стават решаващи, тъй като производителността на съвременните дори бюджетни микропроцесори е достатъчна за обслужване на повечето от производствените процеси. Много по-важно е да се определят комуникационните възможности и функции, които контролерите изпълняват за автоматизиране на работата на предприятието. По-специално, според изискванията, операторите поставят на първо място възможността за работа с широк спектър от мрежови канали, интерфейси и езици за програмиране. Отделно, заслужава да се отбележи възможността за свързване на дисплейни устройства, контроли, модерни дисплеи и други компоненти.
Операторски панел
Независимо от характеристиките на пълнежа на контролера, за управление на неговите функции трябва да се осигури операторска станция с подходящо реле. Външно такива устройства приличат на малкикомпютър, снабден с входни и изходни устройства, процесни сензори и дисплей. Най-простите контролери за индустриална автоматизация осигуряват възможност за програмиране чрез този панел. Освен това програмирането може да означава елементарни настройки за команди от начално ниво. Най-сложните операторски терминали също извършват самодиагностика и самокалибриране.
Захранвания за автоматизация
Средният диапазон на напреженията, захранващи индустриалните контролери, е в диапазона от 12-48 V. Източникът обикновено е локална 220V мрежа. В същото време захранването не винаги е в непосредствена близост до оборудването, което се обслужва. Например, ако контролерите се използват за автоматизиране на котелна къща в металургично многоетапно производство, тогава разпределената енергийна мрежа може да бъде еднакво отдалечена от няколко консуматора на енергия. Тоест, една верига ще служи на котела за меки метали, а другата за твърди. В същото време напрежението в линиите също може да се промени.
Заключение
Системите за автоматизация на работния процес все повече се превръщат в част от инфраструктурата на съвременните предприятия. Съответно широко се използват и контролери за системи за автоматизация в различни модификации. Сама по себе си поддръжката на такова устройство не изисква специални разходи. Основните трудности при работата с това оборудване са свързани с качеството на програмиранетои оптимизиране на конфигурационното оформление. Но в същото време, за да се опростят функциите на оператора, модулите, които предполагат самоконфигуриране според основните данни, въведени от потребителя, стават все по-популярни.
