Индустриалните автоматизирани системи за управление са незаменима част от съвременното индустриално производство. Те използват различни сензори, задвижващи механизми, контролери и други устройства, за да постигнат-мониторинг в реално време, автоматичен контрол и оптимизирано управление на производствените процеси. С непрекъснатия напредък на технологиите, видовете системи за управление на индустриалната автоматизация стават все по-разнообразни и усъвършенствани. Тази статия ще предостави подробен преглед на няколко основни типа системи за индустриално автоматизирано управление, включително централизирани системи за управление, разпределени системи за управление, системи за управление на fieldbus, системи за индустриален Ethernet контрол, системи за управление с програмируем логически контролер (PLC) и компютърно-интегрирани производствени системи (CIMS).
1. Централизирани системи за управление
Централизираната система за управление е система за управление, която концентрира всички контролни устройства в една контролна зала. Основното предимство на тази система е лекотата на управление и поддръжка, тъй като позволява централизирана обработка на различни контролни сигнали и данни. Централизираната система за управление обикновено се състои от следните компоненти:
1.1 Контролер:Контролерът е ядрото на централизираната система за управление, отговорен за получаване на сензорни сигнали, обработка на данни, вземане на решения и след това изпращане на команди за управление към изпълнителните механизми.
1.2 Операторска станция:Операторската станция служи като интерфейс между операторите и системата за управление, като обикновено включва устройства като дисплеи, клавиатури и мишки. Операторите могат да наблюдават производствените процеси, да регулират контролните параметри и да преглеждат алармена информация през операторската станция.
1.3 Сензори и изпълнителни механизми:Сензорите са отговорни за събирането на различни физически величини по време на производствения процес, като температура, налягане и поток, и преобразуването на тези сигнали в електрически сигнали, които да бъдат изпратени до контролера. Актуаторите от своя страна регулират производствения процес според инструкциите на контролера, като например отваряне или затваряне на клапани и регулиране на скоростта на двигателя.
1.4 Мрежа за предаване на данни:Мрежата за комуникация на данни служи като връзка, свързваща контролери, операторски станции, сензори и изпълнителни механизми, отговорни за предаването на различни контролни сигнали и данни.
2. Разпределена система за управление
Разпределената система за управление е система за управление, която разпределя контролните устройства в различни производствени етапи. Основните предимства на тази система са подобрената надеждност и гъвкавост на системата, позволяваща персонализирано управление, съобразено с различни производствени етапи. Разпределената система за управление обикновено се състои от следните компоненти:
2.1 Контролни възли:Контролните възли са основните единици на разпределена система за управление, отговорни за обработката на контролни задачи в съответните им възли. Всеки контролен възел обикновено включва микропроцесор, входно/изходни интерфейси и комуникационни интерфейси.
2.2 Комуникационни мрежи:Комуникационните мрежи служат като връзка, свързваща контролни възли, отговорни за предаването на контролни сигнали и данни. Общите комуникационни мрежи включват fieldbus и индустриален Ethernet.
2.3 Устройства за интерфейс човек-машина:Устройствата за интерфейс човек{0}}машина служат като интерфейс между операторите и системата за управление и могат да включват сензорни екрани, клавиатури, мишки и др.
2.4 База данни и сървър:Базата данни и сървърът се използват за съхраняване и управление на различни данни от производствения процес, като състояние на оборудването, производствени данни, алармена информация и др.
3. Система за управление на Fieldbus
Системата за управление на fieldbus е разпределена система за управление, базирана на технологията на fieldbus. Fieldbus е комуникационна мрежа, използвана за свързване на полеви устройства (като сензори, изпълнителни механизми, контролни възли и т.н.), характеризираща се с висока-производителност в реално време, надеждност и-ценова ефективност. Обичайните fieldbus технологии включват Profibus, Modbus и CAN.
3.1 Полеви устройства:Полевите устройства са основните единици на система за управление на fieldbus, включително сензори, задвижващи механизми и контролни възли.
3.2 Fieldbus интерфейс:Интерфейсът на полевата шина е устройство, което свързва полеви устройства към полевата шина, отговорно за преобразуването на сигналите на полевите устройства в сигнали на полевата шина.
3.3 Fieldbus мрежа:Мрежата fieldbus е комуникационна мрежа, свързваща различни полеви устройства, отговорни за предаването на контролни сигнали и данни.
3.4 Контролери и операторски станции:Контролерите и операторските станции са подобни на разпределените системи за управление, отговорни за обработката на контролни задачи и взаимодействието човек-машина.
4. Индустриална Ethernet система за управление
Индустриалната Ethernet система за управление е разпределена система за управление, базирана на Ethernet технология. Ethernet е широко използвана комуникационна технология в компютърните мрежи, характеризираща се с високи скорости на предаване, голяма честотна лента и добра съвместимост. Индустриалната Ethernet система за управление обикновено се състои от следните компоненти:
4.1 Индустриални Ethernet устройства:Индустриалните Ethernet устройства включват индустриални Ethernet комутатори, индустриални Ethernet адаптери и индустриални Ethernet интерфейси.
4.2 Контролни възли и полеви устройства:Контролните възли и полевите устройства са подобни на тези в разпределена система за управление, отговорни за обработка на контролни задачи и събиране на производствени данни.
4.3 Ethernet комуникационна мрежа:Ethernet комуникационната мрежа е комуникационната мрежа, свързваща всички контролни възли и полеви устройства, отговорни за предаването на контролни сигнали и данни.
4.4 Контролери и операторски станции:Контролерите и операторските станции са подобни на разпределените системи за управление, отговорни за обработката на контролни задачи и взаимодействието човек-машина.
5. Система за управление на програмируем логически контролер (PLC).
Програмируемият логически контролер (PLC) е компютър, специално проектиран за промишлени приложения за управление. PLC се отличават с гъвкаво програмиране, висока надеждност и лекота на разширение и се използват широко в различни индустриални автоматизирани системи за управление. PLC система за управление обикновено се състои от следните компоненти:
5.1 PLC:PLC е ядрото на системата за управление на PLC, отговорно за получаване на сензорни сигнали, обработка на данни, вземане на решения и след това изпращане на команди за управление към задвижващи механизми.
5.2 Входно/изходни модули:Входно/изходните модули са устройства, които свързват PLC с полеви устройства, отговорни за преобразуването на сензорните сигнали в сигнали, разпознаваеми от PLC, или за преобразуването на контролните команди на PLC в сигнали, разпознаваеми от изпълнителните механизми.