Kā liecina nosaukums, automatizācijas sistēmas tiek izmantotas, lai automatizētu procesus. Automatizācijas risinājumus var atrast daudzās rūpniecības jomās, piemēram, procesu un ražošanas tehnoloģijās vai loģistikā. Uzziniet vairāk par automatizāciju rūpniecībā un automatizācijā izmantoto komponentu klāstu!
Automatizācijas sistēmas atrodas automatizācijas piramīdas vadības līmenī. Tās apstrādā signālus no sensoriem un vada izpildmehānismus. Tās nodod datus augšup pa piramīdu uz vadības līmeni.
Automatizācijas piramīda
Automatizācijas sistēmas parasti tiek uzstādītas vadības skapjos, un tās var uzstādīt uz DIN sliedes. Tās sastāv no centrālā bloka (1), kas, izmantojot sistēmas kopni, sazinās ar ieejas/izejas moduļiem (I/O moduļiem) (2 līdz 8).
Centrālais bloks ir atbildīgs par vadību un augstākā līmeņa komunikāciju. Tajā ir pieejami visi I/O moduļu mainīgie lielumi (piemēram, analogo ieeju sensoru temperatūras). Centrālajā apstrādes blokā parasti izmanto arī PLC, lai varētu apstrādāt, piemēram, soļu secības.
Sistēmas piemērs JUMO variTRON 500
Automatizācijas sistēmas kontrolē un uzrauga procesa mainīgos lielumus. Lai to paveiktu, ir jāmēra temperatūra, spiediens, plūsma, mitrums un citi fizikālie mainīgie lielumi. Sensoriem bieži vien ir iekšējā elektronika, un tie izvada izmērīto vērtību kā 4-20 mA signālu. Tāpēc automatizācijas sistēmas analogajām ieejām jāspēj novērtēt vismaz strāvas signālus.
Attēlotajam I/O modulim (3) ir 4 universālas ieejas strāvas signālu (4-20 mA) uztveršanai, bet tas ir piemērots arī pretestības termometru un termopāru uztveršanai. Otrais analogās ieejas modulis (4) var uztvert 8 pretestības termometrus.
Parasti sistēmām jāpievieno arī bināri signāli, piemēram, termostatu, spiediena slēdžu un tuvuma sensoru statuss. Šim nolūkam arī jābūt pieejamai aparatūrai (6 + 7).
Automatizācijas sistēmas bieži ietekmē procesa mainīgos lielumus. Ir jāiedarbina apsildīšana, mitrināšana un, piemēram, invertors motora apgriezienu maiņai. Darbība parasti notiek, izmantojot strāvas signālu (4 līdz 20 mA), kas nozīmē, ka saskarnes moduļiem jānodrošina analogās izejas (5).
Devējus darbina arī ar binārajām izejām, piemēram, releju izejām (8) vai loģiskajām izejām (6 + 7).
Procesa mainīgajiem lielumiem jābūt dažādos procesa posmu līmeņos (piemēram, 120 °C, 3 bāri vai 270 l/h). Centrālajai vienībai ir jānorāda atbilstošie iestatījuma punkti, un kontrolieriem ir jānodrošina, ka mainīgie lielumi sistēmā tiek regulēti, darbinot sildītājus, kompresorus un sūkņus. Daudzās sistēmās kontrolieri ir iestrādāti PLC - tad tie ir tā sauktie programmatūras kontrolieri. Tomēr šeit parādītajā sistēmā ir aparatūras kontrolieri (2). Šai koncepcijai ir divas priekšrocības: Kontrolieri regulē līdz pēdējai iestatītajai vērtībai pat tad, ja sabojājas PLC (lielāka procesa uzticamība); faktiskās un iestatītās vērtības nav jāpārsūta starp PLC un kontrolieriem paraugu ņemšanas cikla laikā (samazināts kopnes cikla laiks).
Ilustrētās sistēmas struktūra ir centralizēta. Visiem sensoru/aktuatoru kabeļiem jābūt novadītiem centralizēti līdz sistēmas vadības skapim. Tomēr iedomājieties apakšsistēmu, kas atrodas aptuveni 50 metru attālumā no vadības skapja. Šādā scenārijā ir nepieciešams liels elektroinstalācijas darbs - īpaši, ja sensori un izpildmehānismi sazinās analogi. Šī iemesla dēļ daudzās automatizācijas sistēmās ir iespējams daļu I/O moduļu izvietot apakšdistances sadales panelī un savienot tos ar galveno sistēmu, izmantojot sistēmas kopni. Tas pārvērš centrālo automatizācijas sistēmu par decentralizētu sistēmu un samazina elektroinstalācijas darbu apjomu.
Efektīvai procesu automatizācijai ir nepieciešama konsekventa sistēmas uzraudzība, tāpēc sistēmai ir jābūt attēlotai ar visiem procesa mainīgajiem lielumiem. Vizualizācijā jābūt iespējai veikt arī izmaiņas, piemēram, iestatīt citu iestatīto vērtību. Šajā piemērā aplūkotajā sistēmā vizualizācija ir iestatīta implementētajā PLC. Visas gala ierīces, kas atrodas tajā pašā tīklā, kurā centrālās vienības LAN saskarne, var izsaukt vizualizāciju vai PLC tīmekļa serveri. Gala ierīces var būt pārlūkprogrammas vai tīmekļa paneļi.
Vizualizācijai vai vadībai bieži vien jābūt iespējamai visā pasaulē dažādās gala ierīcēs. Šim nolūkam sistēmai var piekļūt mākoņprogrammā, izmantojot personālo datoru vai viedtālruni.
Vizualizācija, izmantojot tīmekļa paneli
Vizualizācija planšetdatorā
Automatizācijas sistēmai parasti ir PLC, kas tiek programmēts programmēšanas valodā, piemēram, CFC vai ST kodā. Tas sasaista I/O moduļu (kas saņem signālus) signālus un vada I/O moduļus (kam ir izejas). Šādā veidā PLC īsteno, piemēram, sekvences vadību.
Pilnīga automatizācijas risinājuma ieviešana ir ļoti apjomīga. Lai vienkāršotu iestatīšanu, ir izstrādāta konfigurācijas programma, ar kuru var veikt pamata iestatījumus, piemēram, analogo ieeju pielāgošanu sensoriem un vadības moduļu funkcijām. Pēc tam projekts tiek paplašināts, izmantojot PLC - šeit tiek izmantoti paraugprojekti, kas satur vizualizāciju. Šī procedūra padara automatizācijas sistēmas iestatīšanu ievērojami mazāk laikietilpīgu.
Daudzos lietojumos ir jābūt iespējai izsekot procesa mainīgo lielumu temperatūras, spiediena, mitruma u. c. gaitai ražošanas procesa laikā. Tāpēc visiem attiecīgajiem mainīgajiem lielumiem jābūt reģistrētiem un izsekojamiem, piemēram, ar pasūtījuma numura palīdzību.
Paraugu sistēma reģistrētās izmērītās vērtības nosūta uz serveri, izmantojot tīklu. Serverim var piekļūt, izmantojot pārlūkprogrammu, no visiem datoriem tajā pašā tīklā, lai datus varētu analizēt, kā parādīts turpmāk dotajā grafikā.
Turklāt automatizācijas sistēmai jābūt pieejamai citām sistēmām, izmantojot saskarni. Tāpēc paraugsistēma var sazināties, izmantojot LAN interfeisu (tīklu), PROFINET vai sērijas interfeisu.
Datu novērtēšana, izmantojot pārlūkprogrammu
