Automatisering af kontrolsystemer: niveauer, værktøjer, funktioner og applikationer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Automation of control systems (ACS) er et informationssystem, der er designet til automatiseret implementering af ledelsesprocesser. Det skal bemærkes, at indførelsen af en sådan teknologi bør være begrundet ud fra et teknisk og økonomisk synspunkt. Oftest gør installationen af et sådant system det muligt at reducere antallet af arbejdende personale, øge ledelseseffektiviteten og forbedre kvaliteten af anlægget.

Krav til ACS

Der er nogle krav til automatisering af styresystemet.

For det første er det meget vigtigt, at alle elementer kan forbindes med hinanden, og også har forbindelse med et automatiseret system, der er forbundet med det automatiserede styresystem. Derudover er det her meget vigtigt, at systemet har mulighed for udvidelse, udvikling og modernisering. Dette gøres med en forventning om, at virksomheden i fremtiden vil udvikle sig, og der vil være behov for et mere moderniseret system.

Andet, men ikke mindst, styreautomatiseringssystemetskal have en tilstrækkelig grad af pålidelighed. Det skal med andre ord være 100 % sikkert, når man arbejder med de oprindeligt indstillede parametre. Et andet vigtigt krav er tilpasningsevne. Systemet skal konfigureres på en sådan måde, at det kan ændre sig i forhold til skiftende parametre. Det skal dog siges her, at rækken af ændringer diskuteres på forhånd, før installationen af det automatiserede styresystem, og derfor er disse grænser for ændringer indtastet i systemet på forhånd.

Styringsautomatiseringssystemet skal give mulighed for at kontrollere sit arbejde. Derudover er det meget vigtigt, at systemet i tilfælde af en funktionsfejl kan diagnosticere og angive stedet, typen og årsagen til et bestemt problem. Det sidste vigtige krav til et automatiseret kontrolsystem er beskyttelse mod ukorrekte handlinger fra personalet. I tilfælde af utilsigtede eller tilsigtede ændringer i parametre, der kan føre objektet til en kritisk tilstand, skal styresystemet beskyttes. Denne regel gælder også, hvis oplysninger lækkes et sted.

Dele af ACS. Funktionel

På nuværende tidspunkt kan ethvert informationssystem, inklusive et automatiseringssystem for virksomhedsledelse, betinget opdeles i to komponenter. Den første er funktionel, den anden giver. Den første del er ansvarlig for det aspekt af handlinger, hvor hvert enkelt system skabes. Kombinationen af disse individuelle opgaver skaber en funktionel del af det samlede system.

Dernæst skal du være opmærksom på, at ethvert automatiseret kontrolsystem skal fungerefølgende trin:

• det skal indsamle, behandle og analysere al information relateret til objektets tilstand;
• systemet skal kunne udvikle kontrolmetoder, når behovet opstår;
• Det automatiserede kontrolsystem skal også være i stand til at overføre kontrolhandlinger til de udøvende elementer, samt overføre data til operatøren for kontrol;
• implementering og kontrol af de udviklede kontrolhandlinger ligger også i kontrolsystemet.

Leverer en del af det automatiserede kontrolsystem. Informationsdel

Den anden store del er at levere. Det er noget mere kompliceret, og det er betinget opdelt i flere mindre optrædende grupper, som omfatter følgende afsnit:

• program-matematisk;
• oplysende;
• teknisk;
• metodologisk og organisatorisk;
• lingvistisk;
• personale.

Betjening af enterprise management automation-systemet, eller rettere dets understøttende del, er baseret på det faktum, at det indsamler fuldstændig information om objektet. Baseret på de modtagne oplysninger, som omfatter data om kodning, adresseringsmetoder, dataformater osv., vil ACS fungere. Du skal forstå, at en stor mængde information kræver lagerplads. Af denne grund samles alle modtagne data i store databaser, som efterfølgende gemmes på maskinmedier.

Det er vigtigt at forstå her at gemme al information fra arbejdets begyndelse til i dagUmuligt, fordi der er for meget af det. Derfor overskrives alle lagrede data på medier med en bestemt frekvens, som er nødvendig for objektets normale drift. Derudover har hvert sådant procesautomatiseringssystem en slags backup-datalagring. Det er beregnet til at kunne gendanne tab af information, hvis en enhed fejler.

Matematisk del

Det skal straks bemærkes, at det er det vigtigste i ethvert ledelsessystem i dag. Softwaredelen af denne type inkluderer enhver software, der udfører alle de opgaver, der er tildelt systemet, og sikrer også den normale drift af hele komplekset af tekniske midler, der bruges i denne virksomhed. Den matematiske del er helheden af alle matematiske formler, modeller, algoritmer, der bruges i driften af informationssystemet.

Procesautomatiseringskontrolsystemets software skal fuldt ud opfylde udførelsen af alle funktioner, der kræves fra automationsobjektet. Det er vigtigt at bemærke her, at alle disse funktioner er implementeret ved hjælp af beregningsværktøjer. Der er flere specifikke egenskaber, som softwaredelen af ACS'en skal opfylde:

1. Funktionel tilstrækkelighed. Det vil sige, at systemet skal være komplet.
2. Det er vigtigt, at systemet ikke kun er pålideligt, men også har egenskabenselvhelbredende, samt bestemme årsagen til sammenbruddet.
3. Systemet skal tilpasse sig objektets skiftende parametre.
4. Det burde være muligt at ændre, hvis det er nødvendigt.
5. Modularitet i konstruktionen samt brugervenlighed er også vigtige komponenter i systemet.

Teknisk sektion

Her er alt ganske enkelt. Den tekniske support omfatter tilgængeligheden af alle de tekniske midler, der er nødvendige for at sikre den maksimale funktionalitet af det automatiserede kontrolsystem. Dette afsnit er mest påvirket af udviklingen af computerteknologi og computerteknologi. Takket være udviklingen af disse to områder bliver mangfoldigheden af tekniske måleinstrumenter bredere, og i sig selv er de i stand til at løse en stadig bredere række af problemer.

I øjeblikket kan systemer og tekniske midler til automatisering og styring opdeles i to store grupper. Den første gruppe er midlerne til kommunikation, og den anden er midlerne til organisatorisk teknologi.

Her er det nødvendigt at forstå, at de tekniske midler til automatisering bruges på alle stadier af driften af det automatiserede kontrolsystem, fra fastsættelse af parametrene til deres opbevaring, og også med deres hjælp er det muligt at forbinde hele kontrolsystemet i et enkelt netværk. Hvis vi taler separat om kommunikationsmidlerne, spiller de først og fremmest rollen som sendere af information fra en enhed til en anden. I nogle sjældne tilfælde arbejder de sammen med computere. Organisationsteknologi er en enhed, der tilladerudføre forskellige operationer med tidligere indhentet information.

En ret vigtig regel er, at ethvert teknisk middel i det automatiserede styresystem, i tilfælde af nedbrud, skal erstattes med et lignende uden problemer, uden at det er nødvendigt at omkonfigurere det.

Metodologisk og organisatorisk del af systemet

Design af et kontrolautomatiseringssystem indebærer tilstedeværelsen af en sådan sektion både metodisk og organisatorisk. Denne gren af det automatiserede kontrolsystem er et sæt metoder, værktøjer og nogle specielle dokumenter, der etablerer driftsproceduren ikke kun for selve systemet, men også for det personale, der vedligeholder det. Derudover er der også dokumenter, der systematiserer proceduren for personalets arbejde ved interaktion med hinanden. Dette omfatter også nogle metoder, som resulterer i, at personalet uddannes til at arbejde med et bestemt informationssystem. Dette er med andre ord et afsnit, der ikke kun påvirker selve systemet, men også den menneskelige faktor.

Hovedformålet med denne sektion er at holde systemet oppe og køre samt tillade det at blive videreudviklet, hvis det er nødvendigt. Det kan tilføjes, at dette afsnit indeholder instruktioner, der vedrører, hvad personalet skal gøre under driften af ACS'en for at opretholde dens normale funktion. Det gemmer også filer, der indeholder oplysninger om, hvad der skal gøres, hvis systemet går i nødtilstand eller simpelthen ikke fungerer, som det skal.

Lingvistik

Den sidste del af den understøttende del af ACS er sproglig. Dette system er naturligvis et sprogsæt. Dette inkluderer kommunikationssprogene for det personale, der servicerer produktionsstyringsautomatiseringssystemet, såvel som dets brugere med dele af selve systemet som tekniske, informative og programmatematiske. Der er også transskriptioner af alle de termer og definitioner, der blev brugt af ACS under sit arbejde.

Under drift er det meget vigtigt, at operatører kan kommunikere med kontrolsystemet på en rettidig og bekvem måde. Det er på grund af sproglig støtte, at den nødvendige bekvemmelighed, utvetydighed og stabilitet i denne kommunikation opnås. Det er kun nødvendigt at tilføje, at her er det nødvendigt at have tekniske midler, der vil rette eventuelle fejl under kommunikationen mellem brugeren og automatiseringssystemet. Til dato er der to forskellige tilgange til at arbejde med ACS.

Den første måde, hvorpå automatiseringsstyringsprocessen udføres, er installation og brug af computerteknologi. Disse værktøjer vil kun blive brugt til at forenkle nogle af de handlinger, der opstår, når du arbejder med dokumenter. Til dato anses denne metode for at være ineffektiv, da den ikke giver dig mulighed for fuldt ud at frigøre potentialet i det nuværende niveau af computerteknologi.

Den anden metode er fundament alt forskellig fra den første og ligger i, at virksomheden skaber et integreret ledelsesautomatiseringssystemgenstande. I dette tilfælde overføres ikke kun dokumenthåndteringen til teknikeren, men også databaser, ekspertsystemer, kommunikationsværktøjer samt mange andre funktioner.

Nedre og mellemste niveau af ACS

Ethvert proceskontrolsystem i dag kan betinget opdeles i flere niveauer. Automatisering af kontrolsystemet har i øjeblikket tre sådanne niveauer.

Det nederste niveau er sensorerne, samt måleenheder, der styrer de kontrollerede karakteristika. Derudover omfatter dette også aktuatorer, som værdien af egenskaberne afhænger af. På dette niveau udføres kun minimal kontrol, som består i at matche signalet fra sensoren med indgangen på styreenheden. Der er også en udveksling af signaler genereret af disse enheder med aktuatorer.

Det næste mellemniveau er udstyrsstyring. Med andre ord er programmerbare logiske styreenheder placeret på dette styretrin. Disse PLC'er er i stand til at modtage signaler fra måleudstyr samt fra sensorer, der overvåger processens tilstand. I overensstemmelse med den modtagne information samt de data, der er indstillet af brugeren, genererer PLC'en et styresignal, der sendes til aktuatoren med en klar kommando.

Topniveau

Automatisering af kontrol i tekniske systemer har også en tredje, højereniveau. Sådant udstyr er operatør- og afsendelsesstationer, netværksudstyr, industrielle servere. Det er på dette stadium, at fuld kontrol over forløbet af teknologiske operationer på anlægget udøves af en person. Derudover er kommunikation med de to foregående niveauer også tilvejebragt her, hvilket giver dig mulighed for at indsamle alle nødvendige oplysninger.

På dette stadium bruges HMI, SCADA. Den første er en menneske-maskine-grænseflade, ved hjælp af hvilken dispatcheren er i stand til at overvåge udviklingen af teknologiske operationer på anlægget. Dette omfatter forskellige skærme eller grafiske paneler, som oftest er installeret på automatiseringsskabe og kun er beregnet til at vise information om objektet og processens fremskridt. For at styre automationsudstyret og kontrolsystemet er der et SCADA-system, som indebærer tilstedeværelsen af tilsynskontrol og mulighed for at indsamle data. Enkelt sagt giver dette netværk dig mulighed for at installere software, der kan konfigureres og installeres på afsenderens computere.

Alle de vigtigste data, som PLC'en indsamler på mellemniveau, indsamles, arkiveres og visualiseres ved hjælp af dette system. Grundlaget for automatisering ligger netop her, da SCADA ikke kun er i stand til at modtage information, men også at sammenligne den med den, der blev indtastet af operatøren. Hvis der er en afvigelse af en parameter fra den indstillede værdi, giver systemet brugeren besked om dette ved hjælp af en alarm. Noglesystemer har evnen til ikke kun at kontrollere, men også automatisk at ændre alle værdier for at returnere en værdi, der er gået ud over de fastsatte grænser.

Automationsværktøjer

Systemet til automatisering af personaleledelse, den teknologiske proces udføres på bekostning af tekniske automatiseringsmidler eller TCA. Det er med andre ord enheder, der enten kan være et teknisk værktøj i sig selv og udføre enhver aktivitet, eller være en del af et hardware-softwarekompleks.

TCA er oftest det grundlæggende element i et automatiseringssystem. Dette omfatter alt udstyr, der fanger, behandler, transmitterer information. Ved hjælp af sådanne værktøjer er det muligt at styre, justere og overvåge de automatiserede aspekter af produktionsprocessen. Der er TCA'er, der styrer nogle parametre. Disse kan være tryk-, temperatur-, niveausensorer, kapacitive sensorer, lasersensorer osv. Dernæst er informations-TSA'er, hvis hovedopgave er at overføre informationen modtaget fra sensorerne. Med andre ord er det forbindelsen mellem det lavere niveau og det højere niveau kontroludstyr.

Kontroludstyr har evnen til helt eller delvist at stoppe produktionsprocessen, indtil årsagen til stoppet er elimineret. Nogle avancerede systemer kan også udføre deres egen fejlfinding. I dette tilfælde henviser de til selvhelbredende kontrol- og styringssystemer.