Trong quá trình thiết kế các hệ thống hỗ trợ các nhiệm vụ sản xuất, nhiều sắc thái hoạt động được tính đến. Mỗi khu phức hợp là riêng lẻ, nhưng các nguyên tắc thực hiện của nó dựa trên một loạt các yêu cầu cơ bản. Hệ thống phải hiệu quả, đáng tin cậy, hoạt động hiệu quả và đồng thời mang tính công thái học. Sự kết nối giữa phần kỹ thuật trực tiếp của các nhiệm vụ hỗ trợ sản xuất và quản lý được thực hiện bởi bộ điều khiển để tự động hóa quy trình. Họ tập trung thông tin đến từ các lĩnh vực công nghệ khác nhau, là cơ sở để đưa ra các quyết định nhất định.
Phân loại bộ điều khiển theo ứng dụng
Thực tế, mọi doanh nghiệp hiện đại đều sử dụng các hệ thống ở một mức độ nào đó để tự động hóa các quy trình làm việc. Hơn nữa, bản chất của các chức năng được bảo dưỡng có thể hoàn toàn khác nhau. Do đó, trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất, thiết bị lập trình kiểm soát liều lượng, cung cấp khối lượng vật liệu dạng khối và lỏng thông qua bộ điều khiển, giám sát đặc tính của các chất khác nhau bằng cách sử dụng cảm biến, v.v. Trong lĩnh vực dịch vụ của các tổ chức vận tải, việc nhấn mạnhđược thực hiện trên sự kiểm soát của thiết bị điện, như một quy luật, tải và dỡ hàng. Các bộ điều khiển phổ biến để tự động hóa các hệ thống thông gió, sưởi ấm và cấp nước cũng được phổ biến rộng rãi. Đây là nhóm hệ thống quản lý các tiện ích tại các doanh nghiệp thuộc các lĩnh vực. Ngược lại, có những lĩnh vực chuyên môn hóa cao, trong đó cần phát triển các hệ thống riêng lẻ cho các nhu cầu cụ thể. Những lĩnh vực này bao gồm công nghiệp dầu mỏ và các nhà máy luyện kim.
Cách bộ điều khiển hoạt động
Bộ điều khiển công nghiệp là một bộ vi xử lý, cung cấp phần cứng và phần mềm. Trên thực tế, phần đầu tiên phục vụ hoạt động vật lý của hệ thống, dựa trên chương trình thực thi tác vụ lồng nhau. Một khía cạnh quan trọng của bất kỳ cấu hình nào thuộc loại này là cơ sở hạ tầng quy định. Nghĩa là, cơ sở phần mềm chịu trách nhiệm đưa ra các quyết định nhất định, nhưng trong tương lai, các tín hiệu nhận được sẽ được gửi đến các điểm của lệnh được đưa trực tiếp đến thiết bị làm việc. Do đó, bộ điều khiển tự động hóa điều khiển máy móc, dây chuyền băng tải, cơ sở điện kỹ thuật, v.v.
Một thành phần không kém phần quan trọng khác của cơ sở hạ tầng điều khiển tổng thể là các cảm biến và chỉ báo, dựa trên các chỉ số mà bộ điều khiển phát triển các quyết định hoặc chuỗi chiến lược xác định chế độ hoạt động của thiết bị. Đây có thể là các cảm biến đánh giá tình trạng của các thiết bị và đơn vị được bảo dưỡngvật liệu, các thông số vi khí hậu trong phòng sản xuất và các đặc điểm khác.
Kiến trúc của bộ điều khiển tự động hóa
Theo kiến trúc của bộ điều khiển được hiểu là một tập hợp các thành phần, do đó chức năng điều khiển tự động hóa được thực hiện. Theo quy định, cấu hình kiến trúc giả định sự hiện diện của bộ xử lý, các giao diện mạng, thiết bị lưu trữ và hệ thống I / O trong khu phức hợp. Đây là một gói cơ bản, nhưng tùy thuộc vào nhu cầu của một dự án cụ thể, thành phần và đặc điểm của các bộ phận riêng lẻ có thể khác nhau. Các bộ điều khiển phức tạp để tự động hóa được gọi là mô-đun. Nếu kiến trúc đơn giản truyền thống là một khối thống nhất với thành phần điển hình của các yếu tố chức năng không có sẵn để thay đổi bởi người vận hành, thì trong các mô hình kiến trúc phức tạp, cấu hình mô-đun đa thành phần được thực hiện. Nó không chỉ cho phép bảo trì một đơn vị đóng duy nhất, mà còn cho từng mô-đun riêng biệt. Bây giờ, cần xem xét chi tiết hơn các phần riêng lẻ của kiến trúc.
Các loại mô-đun kiến trúc
Thiết bị mô-đun cơ bản được biểu diễn bằng một bộ vi xử lý. Nó phụ thuộc vào sức mạnh của nó mà các nhiệm vụ được giải quyết bởi một bộ điều khiển cụ thể có thể phức tạp như thế nào. Thiết bị lưu trữ cũng quan trọng. Nó có thể được tích hợp vào hệ thống mà không có khả năng sửa đổi thêm. Nhưng hầu hết các mô-đun bộ nhớ flash bên ngoài thường được sử dụng, có thể được thay đổi trongtùy thuộc vào nhiệm vụ hiện tại. Các thiết bị I / O chịu trách nhiệm phần lớn cho các hành động mà bộ điều khiển tự động hóa công nghiệp thực hiện. Thông qua các kênh này, bộ xử lý nhận được thông tin để xử lý và tiếp tục đưa ra các lệnh thích hợp. Trong các khu phức hợp hiện đại, các mô-đun giao diện ngày càng đóng một vai trò quan trọng, trên đó khả năng giao tiếp của bộ điều khiển phụ thuộc vào.
Đặc điểm chính của mô-đun bộ xử lý
Khi phát triển hệ thống điều khiển, điều đặc biệt quan trọng là phải tính đến các đặc tính và khả năng cơ bản của bộ vi xử lý. Đối với các thông số hoạt động chính của mô-đun này, chúng bao gồm tần số xung nhịp, độ sâu bit, thời gian thực hiện tác vụ, bộ nhớ, v.v. Nhưng ngay cả những đặc điểm này không phải lúc nào cũng trở nên quyết định, vì hiệu suất của các bộ vi xử lý hiện đại thậm chí là đủ để phục vụ hầu hết các quy trình sản xuất. Điều quan trọng hơn nhiều là xác định khả năng giao tiếp và chức năng mà bộ điều khiển thực hiện để tự động hóa công việc của doanh nghiệp. Đặc biệt, theo yêu cầu, các nhà khai thác đặt khả năng làm việc với nhiều loại kênh mạng, giao diện và ngôn ngữ lập trình ngay từ đầu. Riêng biệt, đáng chú ý là khả năng kết nối các thiết bị hiển thị, điều khiển, màn hình hiện đại và các thành phần khác.
Bảng điều khiển
Bất kể đặc điểm của bộ điều khiển là gì, để điều khiển các chức năng của nó, phải cung cấp một trạm điều hành với một rơ le thích hợp. Bề ngoài, những thiết bị như vậy giống như mộtmột máy tính được cung cấp các thiết bị đầu vào và đầu ra, cảm biến quá trình và màn hình. Các bộ điều khiển đơn giản nhất cho tự động hóa công nghiệp cung cấp khả năng lập trình thông qua bảng điều khiển này. Hơn nữa, lập trình có thể có nghĩa là cài đặt cơ bản cho các lệnh cấp đầu vào. Các thiết bị đầu cuối của nhà điều hành phức tạp nhất cũng có thể tự chẩn đoán và tự hiệu chỉnh.
Bộ nguồn tự động hóa
Dải điện áp trung bình cung cấp cho bộ điều khiển công nghiệp nằm trong khoảng 12-48 V. Nguồn thường là mạng cục bộ 220V. Đồng thời, nguồn điện không phải lúc nào cũng gần với thiết bị đang được bảo dưỡng. Ví dụ, nếu bộ điều khiển được sử dụng để tự động hóa nhà lò hơi trong quá trình sản xuất nhiều giai đoạn luyện kim, thì một mạng lưới điện phân tán có thể cách đều với một số hộ tiêu thụ năng lượng. Tức là, một mạch sẽ phục vụ lò hơi cho kim loại mềm và mạch kia cho kim loại cứng. Đồng thời, điện áp trong các đường dây cũng có thể thay đổi.
Kết
Hệ thống tự động hóa quy trình làm việc ngày càng trở thành một phần trong cơ sở hạ tầng của các doanh nghiệp hiện đại. Theo đó, các bộ điều khiển cho các hệ thống tự động hóa trong các sửa đổi khác nhau cũng được sử dụng rộng rãi. Bản thân nó, việc bảo trì một thiết bị như vậy không đòi hỏi chi phí đặc biệt. Những khó khăn chính khi làm việc với thiết bị này liên quan đến chất lượng của chương trìnhvà tối ưu hóa bố cục cấu hình. Nhưng đồng thời, để đơn giản hóa các chức năng của người vận hành, các mô-đun giả định tự cấu hình theo dữ liệu chính do người dùng nhập ngày càng trở nên phổ biến.
