Кантролеры для аўтаматызацыі вытворчасці: класіфікацыя і архітэктура

У працэсе праектавання сістэм, якія забяспечваюць вытворчыя задачы, ўлічваецца мноства эксплуатацыйных нюансаў. Кожны комплекс індывідуальны, але прынцыпы яго рэалізацыі абапіраюцца на базавы набор патрабаванняў. Сістэма павінна быць эфектыўнай, надзейнай, функцыянальнай і ў той жа час эрганамічнай. Звязак паміж непасрэдна тэхнічнай часткай вытворчага забеспячэння і задачамі кіравання рэалізуюць кантролеры для аўтаматызацыі працэсаў. У іх канцэнтруецца інфармацыя, якая паступае ад розных тэхналагічных участкаў, якая і выступае асновай для прыняцця тых ці іншых рашэнняў.

Класіфікацыя кантролераў па сферы ўжывання

Практычна кожнае сучаснае прадпрыемства ў пэўнай ступені выкарыстоўвае сістэмы, якія дазваляюць аўтаматызаваць рабочыя працэсы. Прычым характар абслугоўваюцца функцый можа быць цалкам розным. Так, у сферы хімічнай прамысловасці Праграмуемы апаратура праз кантралёры кіруе дазаваннем, аб'ёмамі падачы сыпкіх і вадкасных матэрыялаў, адсочвае ўласцівасці розных рэчываў з дапамогай датчыкаў і г.д. У сферы абслугоўвання транспартных арганізацый ўпор робіцца на упраўленні сілавы тэхнікай, як правіла, пагрузачна-разгрузнай. Шырока распаўсюджаныя і універсальныя кантролеры для аўтаматызацыі сістэм вентыляцыі, ацяплення і водазабеспячэння. Гэта група сістэм, якія кіруюць інжынерна-камунальных забеспячэннем на прадпрыемствах у розных сферах. І наадварот, існуюць вузкаспецыялізаваныя вобласці, у якіх неабходная менавіта індывідуальная распрацоўка сістэм пад канкрэтныя патрэбы. Да такіх напрамках можна аднесці нафтаздабываючую прамысловасць і металургічныя камбінаты.

Прынцып дзеяння кантролераў

Прамысловы кантролер ўяўляе сабой мікрапрацэсар, у якім прадугледжваецца апаратная і праграмная частка. Першая частка, уласна, абслугоўвае фізічную працу сістэмы, заснаванай на укладзенай праграме выканання задач. Важным аспектам любой канфігурацыі дадзенага тыпу з'яўляецца рэгулюе інфраструктура. Гэта значыць праграмная аснова адказвае за прыняцце тых ці іншых рашэнняў, але ў далейшым атрымліваюцца сігналы паступаюць на пункты каманд, аддаваных непасрэдна працоўнага абсталявання. Такім чынам кантролеры для аўтаматызацыі кіруюць станкамі, канвеерным лініямі, тэхнічнымі сілавымі сродкамі і г.д.

Іншым не менш важным кампанентам агульнай кіруючай інфраструктуры з'яўляюцца датчыкі і індыкатары, на аснове паказчыкаў якіх кантролер выпрацоўвае рашэння або стратэгічныя ланцужкі, якія вызначаюць рэжымы працы абсталявання. Гэта могуць быць датчыкі, ацэньваюць стан апаратаў і агрэгатаў, якія абслугоўваюцца матэрыялаў, параметры мікраклімату ў вытворчым памяшканні і іншыя характарыстыкі.

Архітэктуры кантролераў аўтаматызацыі

Пад архітэктурай кантролера разумеецца сукупнасць кампанентаў, за кошт якіх рэалізуецца функцыя кіравання аўтаматыкай. Як правіла, архітэктурная канфігурацыя мяркуе наяўнасць у комплексе працэсара, сеткавых інтэрфейсаў, запамінальнай прылады і сістэм ўводу-высновы. Гэта базавая камплектацыя, але ў залежнасці ад патрэб канкрэтнага праекта склад і характарыстыкі асобных частак могуць мяняцца. Складаныя кантролеры для аўтаматызацыі называюцца модульнымі. Калі традыцыйная простая архітэктура ўяўляе сабой уніфікаваны блок з тыпавым складам функцыянальных элементаў, якія недаступныя для змены аператарам, то ў складаных архітэктурных мадэлях рэалізуецца шматкампанентная модульная канфігурацыя. У ёй дапускаецца не проста абслугоўванне адзінага закрытага блока, але і кожнага модуля паасобку. Цяпер каштуе разгледзець асобныя часткі архітэктуры падрабязней.

Разнавіднасці модуляў архітэктуры

Базавую модульнае прылада прадстаўлена мікрапрацэсарам. Ад яго магутнасці залежыць, наколькі складанымі могуць быць задачы, якія вырашаюцца канкрэтным кантролерам. Таксама мае значэнне і запамінальная прылада. Яно можа быць інтэгравана ў сістэму без магчымасці далейшага змянення. Але часцей за ўсё выкарыстоўваюцца знешнія флэш-модулі памяці, якія цалкам можна мяняць у залежнасці ад бягучых задач. Адказнасць за дзеянні, якія прымаюць прамысловыя кантралёры аўтаматызацыі, шмат у чым нясуць прылады ўводу-высновы. Па гэтых каналах працэсар прымае інфармацыю для апрацоўкі і ў далейшым дае адпаведныя каманды. У сучасных комплексах ўсё большую ролю адыгрываюць інтэрфейсныя модулі, ад якіх залежаць камунікацыйныя магчымасці кантролера.

Асноўныя характарыстыкі працэсарнага модуля

Пры распрацоўцы кіруючай сістэмы асабліва важна ўлічваць базавыя характарыстыкі і магчымасці мікрапрацэсара. Што тычыцца асноўных рабочых параметраў дадзенага модуля, то да іх ставіцца тактавая частата, разраднасць, перыяды выканання задач, памяць і інш. Але нават гэтыя характарыстыкі не заўсёды становяцца вырашальнымі, паколькі працоўных паказчыкаў сучасных нават бюджэтных мікрапрацэсараў хапае на абслугоўванне большай часткі вытворчых працэсаў. Значна важней вызначыцца з камунікацыйнымі магчымасцямі і функцыямі, якія выконваюць кантролеры для аўтаматызацыі працы прадпрыемства. У прыватнасці, на першае месца па патрабаванням аператары ставяць здольнасць працы з шырокім спектрам сеткавых каналаў, інтэрфейсаў і моў праграмавання. Асобна варта адзначыць і магчымасць падлучэння прылад індыкацыі, органаў кіравання, сучасных дысплеяў і іншых кампанентаў.

аператарская панэль

Незалежна ад характарыстык начыння кантролера для кіравання яго функцыямі абавязкова павінен быць прадугледжаны і аператарскі пункт з адпаведным рэле. Вонкава такія прылады нагадваюць невялікі кампутар, забяспечаны прыладамі ўводу і вываду, датчыкамі тэхналагічных працэсаў і дысплеем. Самыя простыя кантролеры для аўтаматызацыі вытворчасці прадугледжваюць магчымасць праграмавання праз дадзеную панэль. Прычым пад праграмаваннем могуць разумецца элементарныя ўстаноўкі каманд пачатковага ўзроўню. Найбольш складаныя аператарскія панэлі таксама выконваюць самодіагностікі і самокалибровку.

Крыніцы харчавання сістэмы аўтаматызацыі

Сярэдні дыяпазон высілкаў, тым, што кормяць прамысловыя кантралёры, знаходзіцца ў дыяпазоне 12-48 В. Крыніцай звычайна выступае мясцовая сетка на 220В. Пры гэтым далёка не заўсёды блок харчавання знаходзіцца ў блізкасці ў адносінах да абслугоўванай апаратуры. Напрыклад, калі выкарыстоўваюцца кантролеры для аўтаматызацыі кацельні на металургічным шматступенны вытворчасці, то размеркаваная сетка сілкавання можа быць роўнападаленыя ад некалькіх спажыўцоў энергіі. Гэта значыць адзін контур будзе абслугоўваць кацёл для мяккіх металаў, а другі - для цвёрдых. Пры гэтым у лініях можа змяняцца і напружанне.

заключэнне

Сістэмы аўтаматызацыі рабочых працэсаў ўсё шчыльней ўваходзяць у інфраструктуру сучасных прадпрыемстваў. Адпаведна, атрымліваюць шырокае распаўсюджанне і кантролеры для сістэм аўтаматызацыі ў розных мадыфікацыях. Само па сабе ўтрыманне такой прылады не патрабуе адмысловых выдаткаў. Асноўныя складанасці ў працы з дадзенай апаратурай датычацца якасці праграмавання і аптымізацыі канфігурацыйнай кампаноўкі. Але разам з гэтым для спрашчэння аператарскіх функцый становяцца ўсё больш папулярнай і модулі, якія прадугледжваюць самастойную наладу па асноўных дадзеных, уведзеных карыстальнікам.