Automation ng mga control system: mga antas, tool, feature at application

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang Automation of control systems (ACS) ay isang information system na idinisenyo para sa automated na pagpapatupad ng mga proseso ng pamamahala. Dapat pansinin na ang pagpapakilala ng naturang teknolohiya ay dapat na makatwiran mula sa isang teknikal at pang-ekonomiyang punto ng view. Kadalasan, ginagawang posible ng pag-install ng naturang sistema na bawasan ang bilang ng mga nagtatrabahong tauhan, pataasin ang kahusayan sa pamamahala, at pagbutihin ang kalidad ng pasilidad.

Mga kinakailangan para sa ACS

May ilang kinakailangan para sa automation ng control system.

Una, napakahalaga na ang lahat ng elemento ay maaaring konektado sa isa't isa, at magkaroon din ng koneksyon sa isang automated system na nakakonekta sa automated na control system. Bilang karagdagan, napakahalaga dito na ang sistema ay may posibilidad ng pagpapalawak, pag-unlad at modernisasyon. Ginagawa ito nang may pag-asa na sa hinaharap ay bubuo ang negosyo at kakailanganin ang isang mas modernong sistema.

Pangalawa, ngunit hindi bababa sa, ang control automation systemdapat magkaroon ng sapat na antas ng pagiging maaasahan. Sa madaling salita, dapat itong maging 100% secure kapag nagtatrabaho sa mga parameter na unang itinakda. Ang isa pang mahalagang pangangailangan ay ang kakayahang umangkop. Dapat na i-configure ang system sa paraang maaari itong magbago sa harap ng pagbabago ng mga parameter. Gayunpaman, dapat sabihin dito na ang hanay ng mga pagbabago ay tinalakay nang maaga, bago ang pag-install ng automated control system, at samakatuwid ang mga limitasyon ng mga pagbabagong ito ay ipinasok sa system nang maaga.

Ang control automation system ay dapat magbigay ng kakayahang kontrolin ang trabaho nito. Bilang karagdagan, napakahalaga na sa kaganapan ng isang madepektong paggawa, ang sistema ay maaaring mag-diagnose at magpahiwatig ng lugar, uri at sanhi ng isang partikular na problema. Ang huling mahalagang kinakailangan para sa isang awtomatikong sistema ng kontrol ay proteksyon laban sa mga maling aksyon ng mga tauhan. Sa kaso ng hindi sinasadya o sinasadyang mga pagbabago sa mga parameter na maaaring humantong sa bagay sa isang kritikal na estado, ang control system ay dapat na protektado. Nalalapat din ang panuntunang ito kung sakaling may ma-leak na impormasyon sa isang lugar.

Mga bahagi ng ACS. Functional

Sa kasalukuyan, anumang sistema ng impormasyon, kabilang ang isang sistema ng automation ng pamamahala ng enterprise, ay maaaring nahahati sa dalawang bahagi. Ang una ay functional, ang pangalawa ay nagbibigay. Ang unang bahagi ay responsable para sa aspeto ng mga aksyon kung saan nilikha ang bawat indibidwal na sistema. Ang kumbinasyon ng mga indibidwal na gawaing ito ay lumilikha ng functional na bahagi ng pangkalahatang system.

Susunod, kailangan mong bigyang pansin ang katotohanang dapat gumanap ang anumang awtomatikong sistema ng kontrolsumusunod na mga hakbang:

• dapat itong kolektahin, iproseso at suriin ang lahat ng impormasyong nauugnay sa estado ng bagay;
• dapat makabuo ang system ng mga paraan ng pagkontrol kapag kailangan;
• Dapat ding mailipat ng automated control system ang mga control action sa mga executive element, gayundin ang paglipat ng data sa operator para makontrol;
• Ang implementasyon at kontrol ng mga binuong pagkilos na kontrol ay nakasalalay din sa control system.

Pagbibigay ng bahagi ng automated control system. Bahagi ng impormasyon

Ang pangalawang malaking bahagi ay nagbibigay. Medyo mas kumplikado ito, at may kundisyon na nahahati ito sa ilang mas maliliit na grupong gumaganap, na kinabibilangan ng mga sumusunod na seksyon:

• program-mathematical;
• informational;
• teknikal;
• methodological at organizational;
• linguistic;
• tauhan.

Ang pagpapatakbo ng enterprise management automation system, o sa halip ang sumusuportang bahagi nito, ay nakabatay sa katotohanang nangongolekta ito ng kumpletong impormasyon tungkol sa bagay. Batay sa impormasyong natanggap, na kinabibilangan ng data sa pag-encode, mga paraan ng pagtugon, mga format ng data, atbp., gagana ang ACS. Kailangan mong maunawaan na ang isang malaking halaga ng impormasyon ay nangangailangan ng espasyo sa imbakan. Para sa kadahilanang ito, lahat ng natanggap na data ay kinokolekta sa malalaking database, na pagkatapos ay iniimbak sa machine media.

Mahalagang maunawaan dito na ang pag-imbak ng lahat ng impormasyon mula sa simula ng trabaho hanggang sa araw na itoImposible kasi sobra na. Samakatuwid, ang lahat ng naka-imbak na data ay na-overwrite sa media na may isang tiyak na dalas, na kinakailangan para sa normal na operasyon ng bagay. Bilang karagdagan, ang bawat naturang proseso ng automation system ay may ilang uri ng backup na imbakan ng data. Nilalayon nitong mabawi ang pagkawala ng impormasyon kung mabibigo ang anumang device.

Mathematical part

Dapat tandaan kaagad na ito ang pinakamahalaga sa anumang sistema ng pamamahala ngayon. Ang bahagi ng software ng ganitong uri ay kinabibilangan ng anumang software na gumaganap ng lahat ng mga gawain na itinalaga sa system, at tinitiyak din ang normal na operasyon ng buong kumplikadong mga teknikal na paraan na ginagamit sa negosyong ito. Ang mathematical na bahagi ay ang kabuuan ng lahat ng mathematical formula, modelo, algorithm na ginamit sa pagpapatakbo ng information system.

Ang software ng proseso ng automation control system ay dapat na ganap na masiyahan ang pagganap ng lahat ng mga function na kinakailangan mula sa automation object. Mahalagang tandaan dito na ang lahat ng mga function na ito ay ipinatupad gamit ang mga computational tool. Mayroong ilang partikular na katangian na dapat matugunan ng bahagi ng software ng ACS:

1. Functional sufficiency. Ibig sabihin, dapat kumpleto ang system.
2. Mahalaga na ang system ay hindi lamang maaasahan, ngunit mayroon ding pag-aaripagpapagaling sa sarili, pati na rin matukoy ang sanhi ng pagkasira.
3. Dapat umangkop ang system sa nagbabagong parameter ng object.
4. Dapat ay posible na baguhin kung kinakailangan.
5. Ang pagiging modular ng konstruksyon, gayundin ang kadalian ng paggamit, ay mahalagang bahagi din ng system.

Seksyong teknikal

Medyo simple ang lahat dito. Kasama sa teknikal na suporta ang pagkakaroon ng lahat ng mga teknikal na paraan na kinakailangan upang matiyak ang maximum na paggana ng automated control system. Ang seksyong ito ay higit na apektado ng pag-unlad ng teknolohiya ng computer at teknolohiya ng computer. Dahil sa pag-unlad ng dalawang lugar na ito, ang iba't ibang mga teknikal na instrumento sa pagsukat ay nagiging mas malawak, at sa kanilang sarili ay nagagawa nilang lutasin ang mas malawak na hanay ng mga problema.

Sa kasalukuyan, ang mga system at teknikal na paraan ng automation at kontrol ay maaaring hatiin sa dalawang malalaking grupo. Ang unang grupo ay ang paraan ng komunikasyon, at ang pangalawa ay ang paraan ng organisasyonal na teknolohiya.

Dito kinakailangan na maunawaan na ang mga teknikal na paraan ng automation ay ginagamit sa lahat ng mga yugto ng pagpapatakbo ng automated control system, mula sa pag-aayos ng mga parameter hanggang sa kanilang imbakan, at gayundin sa kanilang tulong posible na ikonekta ang buong control system sa iisang network. Kung pinag-uusapan natin nang hiwalay ang tungkol sa mga paraan ng komunikasyon, kung gayon sila, una sa lahat, ay gumaganap ng papel ng mga tagapaghatid ng impormasyon mula sa isang aparato patungo sa isa pa. Sa ilang mga bihirang kaso, nagtatrabaho sila kasama ng mga computer. Ang teknolohiyang pang-organisasyon ay isang device na nagbibigay-daanmagsagawa ng iba't ibang operasyon gamit ang dating nakuhang impormasyon.

Ang isang medyo mahalagang panuntunan ay ang anumang teknikal na paraan ng automated na sistema ng kontrol, kung sakaling magkaroon ng pagkasira, ay dapat mapalitan ng katulad nang walang anumang problema, nang hindi kailangang muling i-configure ito.

Metodolohikal at organisasyonal na seksyon ng system

Ang pagdidisenyo ng isang control automation system ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng naturang seksyon bilang metodolohikal at organisasyonal. Ang sangay na ito ng automated control system ay isang hanay ng mga pamamaraan, tool at ilang mga espesyal na dokumento na nagtatatag ng operating procedure hindi lamang para sa system mismo, kundi pati na rin sa mga tauhan na nagpapanatili nito. Bilang karagdagan, mayroon ding mga dokumento na nag-systematize sa pamamaraan para sa gawain ng mga tauhan kapag nakikipag-ugnayan sa bawat isa. Kasama rin dito ang ilang pamamaraan, bilang resulta kung saan ang mga tauhan ay sinanay na magtrabaho kasama ang isang partikular na sistema ng impormasyon. Sa madaling salita, ito ay isang seksyon na nakakaapekto hindi lamang sa system mismo, kundi pati na rin sa human factor.

Ang pangunahing layunin ng seksyong ito ay panatilihing gumagana ang system pati na rin ang pagpapahintulot na ito ay higit pang mabuo kung kinakailangan. Maaaring idagdag na ang seksyong ito ay naglalaman ng mga tagubilin na nauugnay sa kung ano ang kailangang gawin ng mga tauhan sa panahon ng pagpapatakbo ng ACS upang mapanatili ang normal na paggana nito. Nag-iimbak din ito ng mga file na nagdadala ng impormasyon tungkol sa kung ano ang kailangang gawin kung ang system ay mapupunta sa emergency mode o simpleng hindi gumana ayon sa nararapat.

Linguistics

Ang huling seksyon ng sumusuportang bahagi ng ACS ay linguistic. Natural, ang sistemang ito ay isang set ng wika. Kabilang dito ang mga wika ng komunikasyon ng mga tauhan na nagseserbisyo sa production management automation system, pati na rin ang mga user nito na may mga bahagi ng system mismo bilang teknikal, impormasyon, at program-matematika. Mayroon ding mga transcript ng lahat ng termino at kahulugang ginamit ng ACS habang ginagawa ito.

Sa panahon ng operasyon, napakahalaga na ang mga operator ay maaaring makipag-ugnayan sa control system sa napapanahon at maginhawang paraan. Ito ay dahil sa suporta sa linggwistika na ang kinakailangang kaginhawahan, hindi malabo at katatagan ng komunikasyong ito ay nakakamit. Kinakailangan lamang na idagdag na dito kinakailangan na magkaroon ng mga teknikal na paraan na magtatama ng mga error, kung mayroon man, sa panahon ng komunikasyon sa pagitan ng user at ng automation system. Sa ngayon, may dalawang magkaibang diskarte sa pagtatrabaho sa ACS.

Ang unang paraan kung saan isinasagawa ang proseso ng pamamahala ng automation ay ang pag-install at paggamit ng teknolohiya ng computer. Gagamitin lang ang mga tool na ito upang pasimplehin ang ilan sa mga operasyong nagaganap kapag nagtatrabaho sa mga dokumento. Sa ngayon, ang paraang ito ay itinuturing na hindi epektibo, dahil hindi nito pinapayagan kang ganap na i-unlock ang potensyal ng kasalukuyang antas ng teknolohiya ng computer.

Ang pangalawang paraan ay sa panimula ay naiiba mula sa una at nakasalalay sa katotohanan na ang enterprise ay lumilikha ng isang pinagsama-samang sistema ng automation ng pamamahalamga bagay. Sa kasong ito, hindi lamang ang pamamahala ng dokumento ang inililipat sa technician, kundi pati na rin ang mga database, expert system, mga tool sa komunikasyon, pati na rin ang marami pang ibang function.

Ibaba at gitnang antas ng ACS

Anumang process control system ngayon ay maaaring nahahati sa ilang antas ayon sa kondisyon. Ang automation ng control system ay kasalukuyang may tatlong ganoong antas.

Ang mas mababang antas ay ang mga sensor, gayundin ang mga device sa pagsukat na kumokontrol sa mga kinokontrol na katangian. Bilang karagdagan, kabilang din dito ang mga actuator, kung saan nakasalalay ang halaga ng mga katangian. Sa antas na ito, kaunting kontrol lamang ang isinasagawa, na binubuo sa pagtutugma ng signal mula sa sensor na may input ng control device. Mayroon ding pagpapalitan ng mga signal na nabuo ng mga device na ito gamit ang mga actuator.

Ang susunod na gitnang antas ay ang pamamahala ng kagamitan. Sa madaling salita, ang mga programmable logic controllers ay matatagpuan sa control step na ito. Ang mga PLC na ito ay may kakayahang tumanggap ng mga signal mula sa mga kagamitan sa pagsukat gayundin mula sa mga sensor na sumusubaybay sa estado ng proseso. Alinsunod sa natanggap na impormasyon, pati na rin ang data na itinakda ng user, ang PLC ay bumubuo ng isang control signal na ipinapadala sa actuator na may malinaw na command.

Nangungunang antas

Ang pag-automate ng kontrol sa mga teknikal na sistema ay mayroon ding pangatlo, mas mataasantas. Ang nasabing kagamitan ay operator at mga istasyon ng pagpapadala, kagamitan sa network, mga pang-industriyang server. Sa yugtong ito na ang buong kontrol sa kurso ng mga teknolohikal na operasyon sa pasilidad ay isinasagawa ng isang tao. Bilang karagdagan, ang komunikasyon sa dalawang nakaraang antas ay ibinibigay din dito, na nagbibigay-daan sa iyong matagumpay na mangolekta ng anumang kinakailangang impormasyon.

Sa yugtong ito, ginagamit ang HMI, SCADA. Ang una ay isang interface ng tao-machine, sa tulong kung saan nasusubaybayan ng dispatcher ang pag-unlad ng mga teknolohikal na operasyon sa pasilidad. Kabilang dito ang iba't ibang mga monitor o graphic panel, na kadalasang naka-install sa mga automation cabinet at nilayon lamang na magpakita ng impormasyon tungkol sa bagay at sa pag-usad ng proseso. Upang makontrol ang kagamitan sa automation at ang control system, mayroong isang SCADA system, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng supervisory control at ang kakayahang mangolekta ng data. Sa madaling salita, pinapayagan ka ng network na ito na mag-install ng software na maaaring i-configure at mai-install sa mga computer ng mga dispatcher.

Lahat ng pinakamahalagang data na kinokolekta ng PLC sa gitnang antas ay kinokolekta, na-archive at nakikita gamit ang system na ito. Ang batayan ng automation ay tiyak na namamalagi dito, dahil ang SCADA ay hindi lamang nakakatanggap ng impormasyon, kundi pati na rin upang ihambing ito sa isa na ipinasok ng operator. Kung mayroong paglihis ng anumang parameter mula sa itinakdang halaga, aabisuhan ng system ang user tungkol dito sa pamamagitan ng alarma. Ang ilanang mga system ay may kakayahan hindi lamang na kontrolin, kundi pati na rin upang awtomatikong baguhin ang anumang mga halaga upang maibalik ang isang halaga na lumampas sa itinatag na mga limitasyon.

Mga tool sa pag-automate

Ang sistema ng automation ng pamamahala ng mga tauhan, ang teknolohikal na proseso ay isinasagawa sa gastos ng mga teknikal na paraan ng automation, o TCA. Sa madaling salita, ito ay mga device na maaaring maging isang teknikal na tool sa kanilang sarili at magsagawa ng anumang aktibidad, o maging bahagi ng isang hardware-software complex.

Kadalasan, ang TCA ang pangunahing elemento ng isang automation system. Kabilang dito ang lahat ng kagamitan na kumukuha, nagpoproseso, nagpapadala ng impormasyon. Sa tulong ng mga naturang tool posible na kontrolin, ayusin at subaybayan ang mga awtomatikong aspeto ng proseso ng produksyon. May mga TCA na kumokontrol sa ilang parameter. Ang mga ito ay maaaring presyon, temperatura, mga sensor ng antas, mga capacitive sensor, mga sensor ng laser, atbp. Susunod ay ang mga TSA ng impormasyon, ang pangunahing gawain kung saan ay upang ilipat ang impormasyong natanggap mula sa mga sensor. Sa madaling salita, ito ang link sa pagitan ng mas mababang antas at mas mataas na antas ng control equipment.

Ang kagamitan sa pagkontrol ay may kakayahang ganap o bahagyang ihinto ang proseso ng produksyon hanggang sa maalis ang dahilan ng paghinto. Gayundin, ang ilang mga advanced na system ay maaaring gumawa ng kanilang sariling pag-troubleshoot. Sa kasong ito, tinutukoy nila ang self-healing control at management system.