Automatisering av styrsystem: nivåer, verktyg, funktioner och applikationer

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Automation of control systems (ACS) är ett informationssystem som är designat för automatiserad implementering av ledningsprocesser. Det bör noteras att införandet av sådan teknik bör vara motiverat ur teknisk och ekonomisk synpunkt. Oftast gör installationen av ett sådant system det möjligt att minska antalet arbetande personal, öka förv altningseffektiviteten och förbättra kvaliteten på anläggningen.

Krav för ACS

Det finns vissa krav för automatisering av styrsystemet.

För det första är det mycket viktigt att alla element kan kopplas till varandra, och även ha en koppling till ett automatiserat system som är kopplat till det automatiserade styrsystemet. Dessutom är det här mycket viktigt att systemet har möjlighet till utbyggnad, utveckling och modernisering. Detta görs med förväntningar om att företaget i framtiden kommer att utvecklas och ett mer moderniserat system kommer att behövas.

Andra, men inte minst, styrautomationssystemetmåste ha en tillräcklig grad av tillförlitlighet. Med andra ord måste den vara 100 % säker när man arbetar med de initi alt inställda parametrarna. Ett annat viktigt krav är anpassningsförmåga. Systemet måste konfigureras på ett sådant sätt att det kan ändras i takt med att parametrar ändras. Det bör dock sägas här att intervallet för ändringar diskuteras i förväg, innan installationen av det automatiserade styrsystemet, och därför läggs dessa gränser för ändringar in i systemet i förväg.

Styrautomationssystemet bör ge möjlighet att kontrollera sitt arbete. Dessutom är det mycket viktigt att systemet i händelse av ett fel kan diagnostisera och indikera platsen, typen och orsaken till ett visst problem. Det sista viktiga kravet för ett automatiserat kontrollsystem är skydd mot felaktiga handlingar av personal. Vid oavsiktliga eller avsiktliga ändringar av parametrar som kan leda objektet till ett kritiskt tillstånd måste styrsystemet skyddas. Den här regeln gäller även om information läcker någonstans.

Delar av ACS. Funktionell

För närvarande kan vilket informationssystem som helst, inklusive ett automationssystem för företagsledning, villkorligt delas upp i två komponenter. Den första är funktionell, den andra tillhandahåller. Den första delen ansvarar för den aspekt av handlingar där varje enskilt system skapas. Kombinationen av dessa individuella uppgifter skapar en funktionell del av det övergripande systemet.

Närnäst måste du vara uppmärksam på att alla automatiserade kontrollsystem måste fungeraföljande steg:

• det måste samla in, bearbeta och analysera all information relaterad till objektets tillstånd;
• systemet måste kunna utveckla styrmetoder när behov uppstår;
• Det automatiserade kontrollsystemet måste också kunna överföra kontrollåtgärder till de verkställande elementen, samt överföra data till operatören för kontroll;
• implementering och kontroll av de utvecklade kontrollåtgärderna ligger också hos kontrollsystemet.

Tillhandahåller en del av det automatiserade styrsystemet. Informationsdel

Den andra stora delen är att tillhandahålla. Det är något mer komplicerat, och det är villkorligt uppdelat i flera mindre uppträdande grupper, som inkluderar följande avsnitt:

• program-matematisk;
• information;
• technical;
• metodologiskt och organisatoriskt;
• linguistic;
• personal.

Driften av automationssystemet för företagsledning, eller snarare dess stödjande del, bygger på det faktum att det samlar in fullständig information om objektet. Baserat på den mottagna informationen, som inkluderar data om kodning, adresseringsmetoder, dataformat etc., kommer ACS att fungera. Du måste förstå att en stor mängd information kräver lagringsutrymme. Av denna anledning samlas all mottagen data i stora databaser, som sedan lagras på maskinmedia.

Det är viktigt att förstå här att för att lagra all information från arbetets början till idagOmöjligt eftersom det är för mycket av det. Därför skrivs all lagrad data över på media med en viss frekvens, vilket är nödvändigt för normal drift av objektet. Dessutom har varje sådant processautomationssystem någon form av backupdatalagring. Den är avsedd att kunna återställa förlusten av information om någon enhet misslyckas.

Matematisk del

Det bör omedelbart noteras att det är det viktigaste i alla ledningssystem idag. Programvarudelen av denna typ inkluderar all programvara som utför alla uppgifter som tilldelats systemet, och säkerställer också normal drift av hela komplexet av tekniska medel som används i detta företag. Den matematiska delen är helheten av alla matematiska formler, modeller, algoritmer som används i driften av informationssystemet.

Processautomationskontrollsystemets mjukvara måste till fullo uppfylla prestanda för alla funktioner som krävs från automationsobjektet. Det är viktigt att notera här att alla dessa funktioner implementeras med hjälp av beräkningsverktyg. Det finns flera specifika egenskaper som mjukvarudelen av ACS måste uppfylla:

1. Funktionell tillräcklighet. Det vill säga, systemet måste vara komplett.
2. Det är viktigt att systemet inte bara är tillförlitligt, utan också har egenskapensjälvläkande, samt fastställa orsaken till sammanbrottet.
3. Systemet måste anpassa sig till objektets ändrade parametrar.
4. Det ska vara möjligt att ändra vid behov.
5. Modularitet i konstruktionen, såväl som användarvänlighet, är också viktiga komponenter i systemet.

Teknisk sektion

Här är allt ganska enkelt. Den tekniska supporten inkluderar tillgången till alla tekniska medel som är nödvändiga för att säkerställa maximal funktionalitet hos det automatiserade styrsystemet. Denna sektion berörs mest av utvecklingen av datateknik och datateknik. Tack vare utvecklingen av dessa två områden blir variationen av tekniska mätinstrument bredare och i sig själva kan de lösa ett allt bredare spektrum av problem.

För närvarande kan system och tekniska metoder för automatisering och styrning delas in i två stora grupper. Den första gruppen är kommunikationsmedlen och den andra är organisationsteknikens medel.

Här är det nödvändigt att förstå att de tekniska medlen för automatisering används i alla skeden av driften av det automatiserade styrsystemet, från fixering av parametrarna till deras lagring, och även med deras hjälp är det möjligt att ansluta hela styrsystemet i ett enda nätverk. Om vi pratar separat om kommunikationsmedlen, spelar de först och främst rollen som sändare av information från en enhet till en annan. I vissa sällsynta fall fungerar de tillsammans med datorer. Organisationsteknik är en anordning som tillåterutföra olika operationer med tidigare inhämtad information.

En ganska viktig regel är att alla tekniska medel i det automatiserade styrsystemet, i händelse av ett haveri, bör ersättas med ett liknande utan problem, utan att behöva konfigurera om det.

Metodologisk och organisatorisk del av systemet

Att utforma ett styrautomationssystem innebär närvaron av en sådan sektion som metodologisk och organisatorisk. Denna gren av det automatiserade kontrollsystemet är en uppsättning metoder, verktyg och några speciella dokument som fastställer driftsproceduren inte bara för själva systemet utan också för personalen som underhåller det. Utöver det finns också dokument som systematiserar förfarandet för personalens arbete vid interaktion med varandra. Detta inkluderar även vissa metoder, som ett resultat av vilka personal utbildas för att arbeta med ett visst informationssystem. Det här är med andra ord ett avsnitt som inte bara påverkar själva systemet utan också den mänskliga faktorn.

Huvudsyftet med det här avsnittet är att hålla systemet igång och att tillåta att det vidareutvecklas vid behov. Det kan tilläggas att detta avsnitt innehåller instruktioner som avser vad personalen behöver göra under driften av ACS för att bibehålla dess normala funktion. Den lagrar också filer som innehåller information om vad som behöver göras om systemet går in i nödläge eller helt enkelt inte fungerar som det ska.

Linguistics

Den sista delen av den stödjande delen av ACS är språklig. Naturligtvis är detta system en språkuppsättning. Detta inkluderar kommunikationsspråken för personalen som servar produktionsstyrningsautomationssystemet, såväl som dess användare med sådana delar av själva systemet som tekniska, informativa och programmatematiska. Det finns också utskrifter av alla termer och definitioner som används av ACS under dess arbete.

Under drift är det mycket viktigt att operatörer kan kommunicera med styrsystemet på ett snabbt och bekvämt sätt. Det är på grund av språkligt stöd som den nödvändiga bekvämligheten, entydigheten och stabiliteten i denna kommunikation uppnås. Det är bara nödvändigt att tillägga att här är det nödvändigt att ha tekniska medel som korrigerar eventuella fel under kommunikationen mellan användaren och automationssystemet. Hittills finns det två olika sätt att arbeta med ACS.

Det första sättet på vilket automationshanteringsprocessen utförs är installation och användning av datorteknik. Dessa verktyg kommer endast att användas för att förenkla en del av de operationer som sker när man arbetar med dokument. Hittills anses denna metod vara ineffektiv, eftersom den inte tillåter dig att helt frigöra potentialen hos den nuvarande nivån av datorteknik.

Den andra metoden skiljer sig fundament alt från den första och ligger i det faktum att företaget skapar ett integrerat hanteringsautomationssystemobjekt. I detta fall överförs inte bara dokumenthanteringen till teknikern, utan även databaser, expertsystem, kommunikationsverktyg och många andra funktioner.

Lägre och mellannivå av ACS

Alla processkontrollsystem idag kan villkorligt delas upp i flera nivåer. Automatisering av styrsystemet har för närvarande tre sådana nivåer.

Den lägre nivån är sensorerna, samt mätanordningar som styr de kontrollerade egenskaperna. Dessutom inkluderar detta även ställdon, på vilka värdet av egenskaperna beror på. På denna nivå utförs endast minimal styrning, som består i att matcha signalen från sensorn med ingången på styrenheten. Det sker också ett utbyte av signaler som genereras av dessa enheter med ställdon.

Nästa mellannivå är utrustningshantering. Med andra ord är programmerbara logiska styrenheter placerade på detta styrsteg. Dessa PLC:er kan ta emot signaler från såväl mätutrustning som från sensorer som övervakar processens tillstånd. I enlighet med mottagen information, såväl som data som ställs in av användaren, genererar PLC:n en styrsignal som sänds till ställdonet med ett tydligt kommando.

Toppnivå

Automatisering av styrning i tekniska system har också en tredje, högrenivå. Sådan utrustning är operatörs- och sändningsstationer, nätverksutrustning, industriservrar. Det är i detta skede som full kontroll över den tekniska verksamheten vid anläggningen utövas av en person. Dessutom tillhandahålls även kommunikation med de två tidigare nivåerna här, vilket gör att du framgångsrikt kan samla in all nödvändig information.

I detta skede används HMI, SCADA. Det första är ett gränssnitt mellan människa och maskin, med vars hjälp avsändaren kan övervaka utvecklingen av den tekniska verksamheten vid anläggningen. Detta inkluderar olika bildskärmar eller grafiska paneler, som oftast är installerade på automationsskåp och endast är avsedda att visa information om objektet och processens framsteg. För att styra automationsutrustningen och styrsystemet finns ett SCADA-system, vilket innebär närvaro av tillsynskontroll och möjlighet att samla in data. Enkelt uttryckt låter detta nätverk dig installera programvara som kan konfigureras och installeras på avsändarens datorer.

All den viktigaste data som PLC:n samlar in på mellannivån samlas in, arkiveras och visualiseras med detta system. Grunden för automatisering ligger just här, eftersom SCADA inte bara kan ta emot information utan också jämföra den med den som angavs av operatören. Om det finns en avvikelse av någon parameter från det inställda värdet meddelar systemet användaren om detta med hjälp av ett larm. Någrasystem har förmågan att inte bara kontrollera utan också automatiskt ändra alla värden för att returnera ett värde som har gått utöver de fastställda gränserna.

Automationsverktyg

Systemet för automatisering av personalhantering, den tekniska processen utförs på bekostnad av tekniska medel för automatisering, eller TCA. Med andra ord, det här är enheter som antingen kan vara ett tekniskt verktyg i sig och utföra vilken aktivitet som helst, eller vara en del av ett hårdvaru-mjukvarukomplex.

Oftast är TCA grundelementet i ett automationssystem. Detta inkluderar all utrustning som fångar, bearbetar, överför information. Med hjälp av sådana verktyg är det möjligt att styra, justera och övervaka de automatiserade aspekterna av produktionsprocessen. Det finns TCA:er som styr någon parameter. Dessa kan vara tryck-, temperatur-, nivåsensorer, kapacitiva sensorer, lasersensorer, etc. Därefter kommer informations-TSA, vars huvuduppgift är att överföra informationen som tas emot från sensorerna. Det är med andra ord länken mellan den lägre nivån och den högre nivåns kontrollutrustning.

Kontrollutrustning har förmågan att helt eller delvis stoppa produktionsprocessen tills orsaken till stopp elimineras. Vissa avancerade system kan också göra sin egen felsökning. I det här fallet hänvisar de till självläkande kontroll- och ledningssystem.