Tuotantotehtäviä tukevien järjestelmien suunnittelussa otetaan huomioon monet toiminnalliset vivahteet. Jokainen kompleksi on yksilöllinen, mutta sen toteuttamisen periaatteet perustuvat perusvaatimuksiin. Järjestelmän tulee olla tehokas, luotettava, toimiva ja samalla ergonominen. Tuotannon tuen suoraan teknisen osan ja johtamistehtävien välinen yhteys toteutetaan prosessiautomaatiota varten ohjaajilla. Ne keskittävät eri teknologia-alueilta tulevaa tietoa, joka on perusta tiettyjen päätösten tekemiselle.
Säätimien luokittelu sovelluksen mukaan
Käytännössä jokainen nykyaikainen yritys käyttää jossain määrin järjestelmiä työprosessien automatisointiin. Lisäksi huollettavien toimintojen luonne voi olla täysin erilainen. Siten kemianteollisuuden alalla ohjelmoitavat laitteet ohjaavat annostelua, bulkki- ja nestemäisten materiaalien toimitusmääriä ohjaimien kautta, tarkkailevat eri aineiden ominaisuuksia antureilla jne. Kuljetusorganisaatioiden palvelusektorilla painopistetehdään voimalaitteiden ohjauksessa, pääsääntöisesti lastauksessa ja purkamisessa. Yleiset säätimet ilmanvaihto-, lämmitys- ja vesihuoltojärjestelmien automatisointiin ovat myös yleisiä. Tämä on ryhmä järjestelmiä, jotka hallitsevat apuohjelmia eri alojen yrityksissä. Toisa alta on olemassa pitkälle erikoistuneita aloja, joilla on tarpeen kehittää yksittäisiä järjestelmiä erityistarpeita varten. Näihin alueisiin kuuluvat öljyteollisuus ja metallurgiset laitokset.
Kuinka ohjaimet toimivat
Teollinen ohjain on mikroprosessori, joka tarjoaa laitteiston ja ohjelmiston. Ensimmäinen osa itse asiassa palvelee järjestelmän fyysistä toimintaa, joka perustuu sisäkkäiseen tehtävänsuoritusohjelmaan. Tärkeä näkökohta kaikissa tämäntyyppisissä kokoonpanoissa on sääntelyinfrastruktuuri. Eli ohjelmistokanta vastaa tiettyjen päätösten tekemisestä, mutta jatkossa vastaanotetut signaalit lähetetään suoraan työvälineille annettuihin komentopisteisiin. Siten automaatioohjaimet ohjaavat koneita, kuljetinlinjoja, teknisiä voimalaitoksia jne.
Toinen yhtä tärkeä komponentti koko ohjausinfrastruktuurissa ovat anturit ja indikaattorit, joiden perusteella säädin kehittää päätöksiä tai strategisia ketjuja, jotka määrittävät laitteiden toimintatilat. Nämä voivat olla antureita, jotka arvioivat huollettujen laitteiden ja yksiköiden kuntoamateriaalit, tuotantotilan mikroilmastoparametrit ja muut ominaisuudet.
Automaatiosäätimien arkkitehtuurit
Säätimen arkkitehtuurin alla ymmärretään joukko komponentteja, joiden ansiosta automaation ohjaustoiminto on toteutettu. Yleensä arkkitehtoninen kokoonpano olettaa prosessorin, verkkoliitäntöjen, tallennuslaitteen ja I / O-järjestelmien läsnäolon kompleksissa. Tämä on peruspaketti, mutta yksittäisten osien koostumus ja ominaisuudet voivat vaihdella tietyn projektin tarpeista riippuen. Monimutkaisia automaatioohjaimia kutsutaan modulaariseksi. Jos perinteinen yksinkertainen arkkitehtuuri on yhtenäinen lohko, jossa on tyypillinen koostumus toiminnallisista elementeistä, joita operaattori ei voi muuttaa, niin monimutkaisissa arkkitehtuurimalleissa toteutetaan monikomponenttinen modulaarinen kokoonpano. Se mahdollistaa yksittäisen suljetun yksikön ylläpidon lisäksi jokaisen moduulin erikseen. Nyt kannattaa pohtia arkkitehtuurin yksittäisiä osia tarkemmin.
Erilaisia arkkitehtuurimoduuleja
Modulaarista peruslaitetta edustaa mikroprosessori. Sen tehosta riippuu, kuinka monimutkaisia tietyn ohjaimen ratkaisemat tehtävät voivat olla. Myös tallennusvälineellä on väliä. Se voidaan integroida järjestelmään ilman lisämuokkausmahdollisuutta. Mutta useimmiten käytetään ulkoisia flash-muistimoduuleja, jotka voidaan vaihtaariippuen nykyisistä tehtävistä. I/O-laitteet ovat suurelta osin vastuussa teollisen automaation ohjaajien toimista. Näiden kanavien kautta prosessori vastaanottaa tietoja käsittelyä varten ja antaa edelleen tarvittavat komennot. Nykyaikaisissa komplekseissa liitäntämoduuleilla on yhä tärkeämpi rooli, josta ohjaimen viestintäominaisuudet riippuvat.
Prosessorimoduulin pääominaisuudet
Ohjausjärjestelmää kehitettäessä on erityisen tärkeää ottaa huomioon mikroprosessorin perusominaisuudet ja ominaisuudet. Tämän moduulin tärkeimmät toimintaparametrit sisältävät kellotaajuuden, bittisyvyyden, tehtävien suoritusjaksot, muistin jne. Mutta nämäkään ominaisuudet eivät aina ole ratkaisevia, koska nykyaikaisten jopa budjettimikroprosessorien suorituskyky riittää palvelemaan useimpia tuotantoprosesseja. On paljon tärkeämpää määrittää viestintäominaisuudet ja toiminnot, joita ohjaimet suorittavat automatisoidakseen yrityksen työn. Erityisesti vaatimusten mukaisesti operaattorit asettavat etusijalle mahdollisuuden työskennellä useiden verkkokanavien, rajapintojen ja ohjelmointikielien kanssa. Erikseen on syytä huomata mahdollisuus yhdistää näyttölaitteita, säätimiä, nykyaikaisia näyttöjä ja muita komponentteja.
Ohjauspaneeli
Huolimatta säätimen täytön ominaisuuksista, sen toimintojen ohjaamiseksi on järjestettävä ohjausasema, jossa on sopiva rele. Ulkoisesti tällaiset laitteet muistuttavat pieniätietokone, jossa on syöttö- ja tulostuslaitteet, prosessianturit ja näyttö. Yksinkertaisimmat teollisuusautomaation ohjaimet mahdollistavat ohjelmoinnin tämän paneelin kautta. Lisäksi ohjelmointi voi tarkoittaa perusasetuksia lähtötason komentoille. Kehittyneimmät käyttöpäätteet suorittavat myös itsediagnoosin ja -kalibroinnin.
Automaatiovirtalähteet
Teollisuuden ohjaimia syöttävät jännitealueet ovat keskimäärin 12-48 V. Lähde on yleensä paikallinen 220 V verkko. Samanaikaisesti virtalähde ei aina ole huollettavan laitteen välittömässä läheisyydessä. Esimerkiksi, jos säätimillä automatisoidaan kattilatalo metallurgisessa monivaiheisessa tuotannossa, voi hajautettu sähköverkko olla yhtä kaukana useista energiankuluttajista. Eli yksi piiri palvelee kattilaa pehmeille metalleille ja toinen koville metalleille. Samanaikaisesti myös johtojen jännite voi muuttua.
Johtopäätös
Työnkulkuautomaatiojärjestelmistä tulee yhä enemmän osa nykyaikaisten yritysten infrastruktuuria. Tästä syystä automaatiojärjestelmien ohjaimia erilaisissa muunnelmissa käytetään myös laajasti. Sellaisen laitteen ylläpito ei sinänsä vaadi erityiskustannuksia. Tämän laitteen kanssa työskentelyn suurimmat vaikeudet liittyvät ohjelmoinnin laatuunja konfigurointiasettelun optimointi. Mutta samalla käyttäjän toimintojen yksinkertaistamiseksi moduulit, jotka määrittävät itsensä käyttäjän syöttämien päätietojen mukaan, ovat tulossa yhä suositummiksi.
