Tuotannon automatisoinnin ohjaimet: luokittelu ja arkkitehtuuri

Tuotantotehtäviä tuottavien järjestelmien suunnittelussa otetaan huomioon monia toimintavaihtoehtoja. Jokainen kompleksi on yksilöllinen, mutta sen toteutuksen periaatteet perustuvat perusvaatimuksiin. Järjestelmän tulisi olla tehokas, luotettava, toimiva ja samalla ergonominen. Tuotantotuen suoraan teknisen osan ja valvontatehtävien välinen yhteys suoritetaan prosessin automatisoinnin ohjaajien kesken. He keskittyvät erilaisista teknologisista alueista tulevasta tiedosta, joka on perustana tiettyjen päätösten tekemiselle.

Hallintalaitteiden luokittelu sovellusalueen mukaan

Lähes kaikki modernit yritykset käyttävät järjestelmiä, jotka mahdollistavat jonkin verran automatisoinnin työprosesseihin. Palvelujen luonne voi olla täysin erilainen. Esimerkiksi kemianteollisuudessa ohjelmoitava laite ohjaa annostelua, massaväli- ja nestemäisten aineiden virtausmääriä säätimien kautta, seuraa eri aineiden ominaisuuksia antureilla jne. Liikenneorganisaatioiden palvelualalla painotetaan voimalaitteiden hallintaa, yleensä lastausta ja purkamista. Laaja ja universaali säätimet ilmanvaihto-, lämmitys- ja vesihuollon automatisointiin. Tämä on joukko järjestelmiä, jotka hallitsevat insinöörejä ja apuohjelmia eri alojen yrityksissä. Sitä vastoin on hyvin erikoistuneita alueita, joissa järjestelmien yksilöllistä kehittämistä tarvitaan erityistarpeisiin. Näihin alueisiin kuuluvat öljyteollisuus ja metallurgiset laitokset.

Ohjaimien toimintaperiaate

Teollinen ohjain on mikroprosessori, joka tarjoaa laitteistoja ja ohjelmistoja. Ensimmäinen osa tosiasiallisesti palvelee järjestelmän fyysistä työtä, joka perustuu sisäkkäiseen tehtävän suoritusohjelmaan. Tärkeä osa tämän tyyppistä konfiguraatiota on sääntelyinfrastruktuuri. Toisin sanoen ohjelmistopohja on vastuussa tiettyjen päätösten tekemisestä, mutta tulevaisuudessa vastaanotetut signaalit vastaanotetaan suoraan työkoneille annettuihin komentopisteisiin. Niinpä ohjaimet automaatioohjauskoneisiin, kuljetinlinjoihin, teknisiin sähkötyökaluihin jne.

Toinen yhtä tärkeä osa yhteistä ohjausinfrastruktuuria ovat anturit ja indikaattorit, joiden perusteella rekisterinpitäjä kehittää ratkaisuja tai strategisia ketjuja, jotka määrittävät laitteen käyttötavat. Nämä voivat olla antureita, jotka arvioivat laitteiden ja aggregaattien kunnon, huollettujen materiaalien, mikroilmaparametrien ja tuotantolaitoksen kunnon sekä muut ominaisuudet.

Automaatioohjaimen arkkitehtuuri

Ohjaimen arkkitehtuurissa ymmärretään komponenttien kokonaisuus, jonka takia automaatioohjaustoiminto toteutuu. Tyypillisesti arkkitehtuurikokoonpano sisältää prosessorin, verkkoyhteyksien, muistin ja I / O-järjestelmien läsnäolon. Tämä on peruslaite, mutta tietyn hankkeen tarpeiden mukaan yksittäisten osien koostumus ja ominaisuudet voivat vaihdella. Monimutkaisia ohjaimia automaatiota varten kutsutaan modulaariseksi. Jos perinteinen yksinkertainen arkkitehtuuri on yhtenäinen lohko, jolla on tyypillinen toiminnallisten elementtien koostumus, jota operaattori ei voi muuttaa, niin monimutkaisissa arkkitehtonisissa malleissa toteutetaan monikomponentti modulaarinen konfiguraatio. Se mahdollistaa paitsi yhden suljetun yksikön, myös kunkin moduulin, ylläpitämisen erikseen. Nyt on syytä harkita arkkitehtuurin osia tarkemmin.

Arkkitehtuurityyppien tyypit

Perusmoduulilaitetta edustaa mikroprosessori. Sen voimasta riippuu siitä, kuinka vaikeat tehtävät voidaan ratkaista erityisellä ohjaimella. Tärkeää on myös tallennuslaite. Se voidaan integroida järjestelmään ilman lisämuutoksia. Useimmiten käytetään kuitenkin ulkoisia flash-muistimoduuleja, joita voidaan muuttaa nykyisten tehtävien mukaan. Vastuu teollisuuden automaatioohjaimien toimista vastaa suurelta osin panos-tuotoslaitteita. Näiden kanavien kautta prosessori vastaanottaa tietoja käsittelyyn ja antaa sitten tarvittavat komennot. Nykyaikaisissa järjestelmissä kasvava rooli on liitäntämoduuleissa, joihin ohjaimen viestintäominaisuudet riippuvat.

Prosessorimoduulin pääominaisuudet

Kehitettäessä valvontajärjestelmää on erityisen tärkeää ottaa huomioon mikroprosessorin perusominaisuudet ja ominaisuudet. Tämän moduulin perustoimintaparametreihin sisältyvät kellotaajuus, bittisyvyys, tehtävien suoritusaika, muisti jne. Mutta nämä ominaisuudet eivät aina ole ratkaisevia, koska modernien budjetin mikroprosessorien suorituskyky riittää pitämään suurimman osan tuotantoprosesseista. On paljon tärkeämpää määrittää viestintäominaisuudet ja -toiminnot, joita ohjaimet suorittavat yrityksen toiminnan automatisoimiseksi. Erityisesti operaattorit kykenevät työskentelemään monenlaisten verkkokanavien, rajapintojen ja ohjelmointikielten kanssa. Erikseen mainittakoon mahdollisuus yhdistää näyttölaitteet, ohjaimet, nykyaikaiset näytöt ja muut komponentit.

Käyttöpaneeli

Riippumatta ohjaimen täytön ominaisuuksista on toimitettava operaattoriasema, jolla on asianmukainen rele, toimintojensa ohjaamiseksi. Ulkopuolella tällaiset laitteet muistuttavat pienellä tietokoneella, jossa on sisään- ja ulostulolaitteet, prosessisensorit ja näyttö. Yksinkertaisimmat ohjaimet tuotannon automaatiolle sisältävät mahdollisuuden ohjelmoida tämän paneelin kautta. Ohjelmoinnin aikana voi tarkoittaa alkuasennuksen komentotulkkeja. Kaikkein hienostuneet käyttöpaneelit tekevät myös itsediagnoosia ja itsekalibrointia.

Automaatiojärjestelmän virtalähteet

Teollisuuden ohjaimien keskimääräinen jännitealue on välillä 12-48 V. Lähde on tavallisesti paikallisverkko 220 V: ssä. Tällöin ei aina ole virtalähdeyksikkö lähellä huollettua laitetta. Esimerkiksi jos säätimiä käytetään kattilatalon automatisoimiseen metallurgisessa monivaiheisessa tuotannossa, niin hajautettu sähköverkko voi olla yhtä kaukana useista energiankuluttajista. Toisin sanoen yksi piiri palvelee kattilaa pehmeille metalleille ja toinen kiinteille. Tällöin jännite voi vaihdella linjoissa.

johtopäätös

Työnkulun automaatiojärjestelmät integroidaan entistä enemmän nykyaikaisten yritysten infrastruktuuriin. Näin ollen erilaisissa modifikaatioissa käytettävät automaatiojärjestelmien ohjaimet ovat laajalti jakautuneita. Tällaisen laitteen sisältö ei sinänsä edellytä erityisiä kuluja. Suurimmat vaikeudet työskennellä tämän laitteen kanssa liittyvät ohjelmoinnin laatuun ja kokoonpanosuunnittelun optimointiin. Mutta tämän lisäksi operaattorin toimintojen yksinkertaistamiseksi moduuleja, jotka olettavat itsevirran käyttäjän syöttämän perustietojen mukaisesti, ovat yhä suosittuja.