Automasjon av kontrollsystemer: nivåer, verktøy, funksjoner og applikasjoner

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Automasjon av kontrollsystemer (ACS) er et informasjonssystem som er designet for automatisert implementering av styringsprosesser. Det skal bemerkes at innføringen av slik teknologi bør begrunnes fra et teknisk og økonomisk synspunkt. Som oftest gjør installasjonen av et slikt system det mulig å redusere antall arbeidende personell, øke ledelseseffektiviteten og forbedre kvaliteten på anlegget.

Krav for ACS

Det er noen krav til automatisering av kontrollsystemet.

For det første er det svært viktig at alle elementer kan kobles til hverandre, og også ha en forbindelse med et automatisert system som er koblet til det automatiserte kontrollsystemet. I tillegg er det her svært viktig at systemet har mulighet for utvidelse, utvikling og modernisering. Dette gjøres med forventning om at virksomheten i fremtiden vil utvikle seg og et mer modernisert system vil være nødvendig.

Andre, men ikke minst, kontrollautomatiseringssystemetmå ha tilstrekkelig grad av pålitelighet. Den må med andre ord være 100 % sikker når du arbeider med de opprinnelig innstilte parameterne. Et annet viktig krav er tilpasningsevne. Systemet må konfigureres på en slik måte at det kan endres i møte med endrede parametere. Det skal imidlertid sies her at rekkevidden av endringer er diskutert på forhånd, før installasjonen av det automatiserte styringssystemet, og derfor legges disse endringsgrensene inn i systemet på forhånd.

Styringsautomatiseringssystemet skal gi muligheten til å kontrollere arbeidet. I tillegg er det svært viktig at systemet i tilfelle feil kan diagnostisere og indikere stedet, typen og årsaken til et bestemt problem. Det siste viktige kravet til et automatisert kontrollsystem er beskyttelse mot feil handlinger fra personell. Ved tilfeldige eller tilsiktede endringer i parametere som kan føre objektet til en kritisk tilstand, må kontrollsystemet beskyttes. Denne regelen gjelder også i tilfelle informasjon lekkes et sted.

Deler av ACS. Funksjonell

For tiden kan ethvert informasjonssystem, inkludert et automatiseringssystem for virksomhetsstyring, betinget deles inn i to komponenter. Den første er funksjonell, den andre gir. Den første delen er ansvarlig for aspektet av handlinger der hvert enkelt system er opprettet. Kombinasjonen av disse individuelle oppgavene skaper en funksjonell del av det totale systemet.

Deretter må du være oppmerksom på at ethvert automatisert kontrollsystem må fungerefølgende trinn:

• det må samle inn, behandle og analysere all informasjon relatert til tilstanden til objektet;
• systemet skal kunne utvikle kontrollmetoder når behovet oppstår;
• Det automatiserte kontrollsystemet må også kunne overføre kontrollhandlinger til de utøvende elementene, samt overføre data til operatøren for kontroll;
• implementering og kontroll av de utviklede kontrollhandlingene ligger også i kontrollsystemet.

Leverer en del av det automatiserte kontrollsystemet. Informasjonsdel

Den andre store delen er å gi. Det er noe mer komplisert, og det er betinget delt inn i flere mindre utøvende grupper, som inkluderer følgende seksjoner:

• program-matematisk;
• informasjon;
• teknisk;
• metodologisk og organisatorisk;
• linguistic;
• personell.

Driften av automatiseringssystemet for virksomhetsstyring, eller snarere støttedelen, er basert på at det samler inn fullstendig informasjon om objektet. Basert på den mottatte informasjonen, som inkluderer data om koding, adresseringsmetoder, dataformater osv., vil ACS fungere. Du må forstå at en stor mengde informasjon krever lagringsplass. Av denne grunn samles alle mottatte data i store databaser, som deretter lagres på maskinmedier.

Det er viktig å forstå her at å lagre all informasjon fra begynnelsen av arbeidet til i dagUmulig fordi det er for mye av det. Derfor overskrives alle lagrede data på media med en viss frekvens, som er nødvendig for normal drift av objektet. I tillegg har hvert slikt prosessautomatiseringssystem en slags backupdatalagring. Den er ment for å kunne gjenopprette tap av informasjon hvis en enhet svikter.

matematisk del

Det bør bemerkes med en gang at det er det viktigste i ethvert styringssystem i dag. Programvaredelen av denne typen inkluderer programvare som utfører alle oppgavene som er tildelt systemet, og sikrer også normal drift av hele komplekset av tekniske midler som brukes i denne virksomheten. Den matematiske delen er helheten av alle matematiske formler, modeller, algoritmer som brukes i driften av informasjonssystemet.

Programvaren til prosessautomatiseringskontrollsystemet må fullt ut tilfredsstille ytelsen til alle funksjoner som kreves fra automatiseringsobjektet. Det er viktig å merke seg her at alle disse funksjonene er implementert ved hjelp av beregningsverktøy. Det er flere spesifikke egenskaper som programvaredelen av ACS må tilfredsstille:

1. Funksjonssufficiens. Det vil si at systemet må være komplett.
2. Det er viktig at systemet ikke bare er pålitelig, men også har egenskapenselvhelbredende, samt fastslå årsaken til sammenbruddet.
3. Systemet må tilpasse seg de skiftende parameterne til objektet.
4. Det skal være mulig å endre om nødvendig.
5. Modularitet i konstruksjonen, samt brukervennlighet, er også viktige komponenter i systemet.

Teknisk seksjon

Her er alt ganske enkelt. Den tekniske støtten inkluderer tilgjengeligheten av alle de tekniske midlene som er nødvendige for å sikre maksimal funksjonalitet til det automatiserte kontrollsystemet. Denne delen er mest berørt av utviklingen av datateknologi og datateknologi. Takket være utviklingen av disse to områdene blir variasjonen av tekniske måleinstrumenter bredere, og i seg selv er de i stand til å løse et stadig bredere spekter av problemer.

For tiden kan systemer og tekniske midler for automatisering og styring deles inn i to store grupper. Den første gruppen er kommunikasjonsmidlet, og den andre er organisasjonsteknologien.

Her er det nødvendig å forstå at de tekniske automatiseringsmidlene brukes i alle stadier av driften av det automatiserte kontrollsystemet, fra å fikse parametrene til lagringen, og også med deres hjelp er det mulig å koble til hele kontrollsystemet i ett enkelt nettverk. Hvis vi snakker separat om kommunikasjonsmidlene, spiller de først og fremst rollen som sendere av informasjon fra en enhet til en annen. I noen sjeldne tilfeller fungerer de sammen med datamaskiner. Organisasjonsteknologi er en enhet som tillaterutføre ulike operasjoner med tidligere innhentet informasjon.

En ganske viktig regel er at enhver teknisk innretning i det automatiserte kontrollsystemet, i tilfelle et sammenbrudd, bør erstattes med en lignende uten problemer, uten at det er nødvendig å rekonfigurere det.

Metodologisk og organisatorisk del av systemet

Å designe et kontrollautomatiseringssystem innebærer tilstedeværelsen av en slik seksjon som metodisk og organisatorisk. Denne grenen av det automatiserte kontrollsystemet er et sett med metoder, verktøy og noen spesielle dokumenter som etablerer driftsprosedyren ikke bare for selve systemet, men også for personellet som vedlikeholder det. I tillegg finnes det også dokumenter som systematiserer prosedyren for arbeidet til personell ved samhandling med hverandre. Dette inkluderer også noen metoder, som et resultat av at personell blir opplært til å arbeide med et bestemt informasjonssystem. Dette er med andre ord et avsnitt som ikke bare påvirker selve systemet, men også den menneskelige faktoren.

Hovedformålet med denne delen er å holde systemet oppe og gå, samt la det videreutvikles om nødvendig. Det kan legges til at dette avsnittet inneholder instruksjoner som relaterer seg til hva personell må gjøre under driften av ACS for å opprettholde normal funksjon. Den lagrer også filer som inneholder informasjon om hva som må gjøres hvis systemet går i nødmodus eller rett og slett ikke fungerer som det skal.

Lingvistikk

Den siste delen av den støttende delen av ACS er språklig. Naturligvis er dette systemet et språksett. Dette inkluderer kommunikasjonsspråkene til personellet som betjener produksjonsstyringsautomatiseringssystemet, så vel som dets brukere med slike deler av selve systemet som tekniske, informasjonsmessige og programmatematiske. Det er også transkripsjoner av alle begrepene og definisjonene som ble brukt av ACS under arbeidet.

Under drift er det svært viktig at operatører kan kommunisere med kontrollsystemet på en tidsriktig og praktisk måte. Det er på grunn av språklig støtte at den nødvendige bekvemmeligheten, entydigheten og stabiliteten til denne kommunikasjonen oppnås. Det er bare nødvendig å legge til at her er det nødvendig å ha tekniske midler som vil rette opp eventuelle feil under kommunikasjonen mellom brukeren og automatiseringssystemet. Til dags dato er det to forskjellige tilnærminger til å jobbe med ACS.

Den første måten automatiseringsadministrasjonsprosessen utføres på er installasjon og bruk av datateknologi. Disse verktøyene vil kun brukes til å forenkle noen av operasjonene som skjer når du arbeider med dokumenter. Til dags dato anses denne metoden som ineffektiv, siden den ikke lar deg fullt ut låse opp potensialet til det nåværende nivået av datateknologi.

Den andre metoden er fundament alt forskjellig fra den første og ligger i det faktum at bedriften lager et integrert administrasjonsautomatiseringssystemgjenstander. I dette tilfellet overføres ikke bare dokumenthåndteringen til teknikeren, men også databaser, ekspertsystemer, kommunikasjonsverktøy, samt mange andre funksjoner.

Nedre og mellomste nivå av ACS

Ethvert prosesskontrollsystem i dag kan betinget deles inn i flere nivåer. Automatisering av kontrollsystemet har i dag tre slike nivåer.

Det nedre nivået er sensorene, samt måleenheter som styrer de kontrollerte karakteristikkene. I tillegg inkluderer dette også aktuatorer, som verdien av egenskapene avhenger av. På dette nivået utføres kun minimal kontroll, som består i å matche signalet fra sensoren med inngangen til kontrollenheten. Det er også en utveksling av signaler generert av disse enhetene med aktuatorer.

Neste mellomnivå er utstyrsadministrasjon. Med andre ord, programmerbare logiske kontrollere er plassert på dette kontrolltrinnet. Disse PLS-ene er i stand til å motta signaler fra måleutstyr så vel som fra sensorer som overvåker prosessens tilstand. I samsvar med den mottatte informasjonen, samt dataene som er satt av brukeren, genererer PLS'en et styresignal som sendes til aktuatoren med en klar kommando.

Toppnivå

Automasjon av kontroll i tekniske systemer har også en tredje, høyerenivå. Slikt utstyr er operatør- og ekspedisjonsstasjoner, nettverksutstyr, industrielle servere. Det er på dette stadiet at full kontroll over forløpet av teknologiske operasjoner ved anlegget utøves av en person. I tillegg er kommunikasjon med de to foregående nivåene også gitt her, som lar deg samle inn all nødvendig informasjon.

På dette stadiet brukes HMI, SCADA. Den første er et menneske-maskin-grensesnitt, ved hjelp av hvilket avsenderen er i stand til å overvåke fremdriften av teknologiske operasjoner ved anlegget. Dette inkluderer ulike skjermer eller grafiske paneler, som oftest er installert på automatiseringsskap og kun er ment å vise informasjon om objektet og fremdriften i prosessen. For å kontrollere automatiseringsutstyret og kontrollsystemet er det et SCADA-system, som innebærer tilstedeværelse av tilsynskontroll og evne til å samle inn data. Enkelt sagt lar dette nettverket deg installere programvare som kan konfigureres og installeres på ekspeditørenes datamaskiner.

Alle de viktigste dataene som PLS samler på mellomnivå samles inn, arkiveres og visualiseres ved hjelp av dette systemet. Grunnlaget for automatisering ligger nettopp her, siden SCADA ikke bare er i stand til å motta informasjon, men også å sammenligne den med den som ble lagt inn av operatøren. Hvis det er et avvik på en parameter fra den innstilte verdien, varsler systemet brukeren om dette ved hjelp av en alarm. Noensystemer har muligheten til ikke bare å kontrollere, men også til å automatisk endre alle verdier for å returnere en verdi som har gått utover de etablerte grensene.

Automasjonsverktøy

Systemet for automatisering av personalledelse, den teknologiske prosessen utføres på bekostning av tekniske automatiseringsmidler, eller TCA. Dette er med andre ord enheter som enten kan være et teknisk verktøy i seg selv og utføre enhver aktivitet, eller være en del av et maskinvare-programvarekompleks.

TCA er oftest det grunnleggende elementet i et automasjonssystem. Dette inkluderer alt utstyr som fanger opp, behandler, overfører informasjon. Ved hjelp av slike verktøy er det mulig å kontrollere, justere og overvåke de automatiserte aspektene av produksjonsprosessen. Det er TCAer som kontrollerer noen parameter. Disse kan være trykk-, temperatur-, nivåsensorer, kapasitive sensorer, lasersensorer osv. Deretter er informasjons-TSAer, hvis hovedoppgave er å overføre informasjonen som mottas fra sensorene. Det er med andre ord bindeleddet mellom kontrollutstyret på lavere nivå og høyere nivå.

Kontrollutstyr har muligheten til å stoppe produksjonsprosessen helt eller delvis inntil årsaken til stopp er eliminert. Noen avanserte systemer kan også gjøre sin egen feilsøking. I dette tilfellet refererer de til selvhelbredende kontroll- og styringssystemer.