En el procés de disseny de sistemes que donen suport a les tasques de producció, es tenen en compte molts matisos operatius. Cada complex és individual, però els principis de la seva implementació es basen en un conjunt bàsic de requisits. El sistema ha de ser eficient, fiable, funcional i alhora ergonòmic. La connexió entre la part directament tècnica del suport a la producció i les tasques de gestió és implementada pels controladors per a l'automatització de processos. Concentren informació procedent de diferents àrees tecnològiques, que és la base per prendre determinades decisions.
Classificació dels controladors per aplicació
Pràcticament totes les empreses modernes utilitzen sistemes fins a cert punt per automatitzar els processos de treball. A més, la naturalesa de les funcions de servei pot ser completament diferent. Així, en l'àmbit de la indústria química, els equips programables controlen la dosificació, els volums de subministrament de materials a granel i líquids mitjançant controladors, controlen les propietats de diverses substàncies mitjançant sensors, etc. En el sector serveis de les organitzacions de transport, l'èmfasies fa en el control dels equips de potència, per regla general, la càrrega i descàrrega. Els controladors universals per a l'automatització de sistemes de ventilació, calefacció i subministrament d'aigua també estan molt estès. Es tracta d'un grup de sistemes que gestionen els serveis públics a empreses en diversos camps. En canvi, hi ha àrees molt especialitzades en les quals cal desenvolupar sistemes individuals per a necessitats específiques. Aquestes àrees inclouen la indústria del petroli i les plantes metal·lúrgiques.
Com funcionen els controladors
El controlador industrial és un microprocessador que proporciona maquinari i programari. La primera part, de fet, serveix per al funcionament físic del sistema, basat en el programa d'execució de tasques imbricades. Un aspecte important de qualsevol configuració d'aquest tipus és la infraestructura reguladora. És a dir, la base de programari s'encarrega de prendre determinades decisions, però en el futur, els senyals rebuts s'envien als punts d'ordres donats directament a l'equip de treball. Així, els controladors d'automatització controlen màquines, línies de transport, instal·lacions tècniques d'energia, etc.
Un altre component no menys important de la infraestructura global de control són els sensors i indicadors, a partir dels indicadors dels quals el controlador desenvolupa decisions o cadenes estratègiques que determinen els modes de funcionament de l'equip. Aquests poden ser sensors que avaluen l'estat dels dispositius i unitats a les quals es fa servirmaterials, paràmetres de microclima a la sala de producció i altres característiques.
Arquitectures de controladors d'automatització
Sota l'arquitectura del controlador s'entén un conjunt de components, a causa dels quals s'implementa la funció de control de l'automatització. Per regla general, la configuració arquitectònica suposa la presència d'un processador, interfícies de xarxa, dispositiu d'emmagatzematge i sistemes d'E/S al complex. Aquest és un paquet bàsic, però depenent de les necessitats d'un projecte concret, la composició i les característiques de les peces individuals poden variar. Els controladors complexos per a l'automatització s'anomenen modulars. Si l'arquitectura simple tradicional és un bloc unificat amb una composició típica d'elements funcionals que no estan disponibles per al canvi per part de l'operador, aleshores en els models arquitectònics complexos s'implementa una configuració modular multicomponent. Permet no només el manteniment d'una única unitat tancada, sinó també cada mòdul per separat. Ara val la pena considerar les parts individuals de l'arquitectura amb més detall.
Varietats de mòduls d'arquitectura
El dispositiu modular bàsic està representat per un microprocessador. Depèn del seu poder com de complexes poden ser les tasques resoltes per un controlador concret. El dispositiu d'emmagatzematge també és important. Es pot integrar al sistema sense possibilitat de modificacions posteriors. Però sovint s'utilitzen mòduls de memòria flash externs, que es poden canviaren funció de les tasques actuals. Els dispositius d'E/S són en gran part responsables de les accions que duen a terme els controladors d'automatització industrial. A través d'aquests canals, el processador rep informació per processar-la i emet les ordres adequades. En els complexos moderns, els mòduls d'interfície juguen un paper cada cop més important, del qual depenen les capacitats de comunicació del controlador.
Característiques principals del mòdul del processador
A l'hora de desenvolupar un sistema de control, és especialment important tenir en compte les característiques bàsiques i les capacitats del microprocessador. Pel que fa als principals paràmetres de funcionament d'aquest mòdul, inclouen la freqüència de rellotge, la profunditat de bits, els períodes d'execució de tasques, la memòria, etc. Però fins i tot aquestes característiques no sempre esdevenen determinants, ja que el rendiment dels microprocessadors moderns fins i tot econòmics és suficient per donar servei a la majoria de els processos de producció. És molt més important determinar les capacitats i funcions de comunicació que realitzen els controladors per automatitzar el treball de l'empresa. En particular, segons els requisits, els operadors posen en primer lloc la capacitat de treballar amb una àmplia gamma de canals de xarxa, interfícies i llenguatges de programació. Per separat, val la pena destacar la possibilitat de connectar dispositius de visualització, controls, pantalles modernes i altres components.
Tauler d'operador
Independentment de les característiques de l'ompliment del controlador, per controlar-ne les funcions s'ha de disposar d'una estació d'operació amb un relé adequat. Exteriorment, aquests dispositius s'assemblen a un petitun ordinador amb dispositius d'entrada i sortida, sensors de procés i una pantalla. Els controladors més senzills per a l'automatització industrial ofereixen la possibilitat de programar mitjançant aquest panell. A més, la programació pot significar configuracions elementals per a ordres de nivell d'entrada. Els terminals d'operador més sofisticats també realitzen l'autodiagnosi i l'autocalibració.
Fonts d'alimentació d'automatització
L'interval mitjà de voltatges que subministren els controladors industrials està entre 12 i 48 V. La font sol ser una xarxa local de 220 V. Al mateix temps, la font d'alimentació no sempre es troba molt a prop de l'equip que s'està fent servei. Per exemple, si s'utilitzen controladors per automatitzar una sala de calderes en una producció metal·lúrgica de diverses etapes, aleshores una xarxa d'energia distribuïda pot estar equidistant de diversos consumidors d'energia. És a dir, un circuit servirà la caldera per als metalls tous, i l' altre per als durs. Al mateix temps, la tensió a les línies també pot canviar.
Conclusió
Els sistemes d'automatització del flux de treball formen part cada cop més de la infraestructura de les empreses modernes. En conseqüència, també s'utilitzen àmpliament controladors per a sistemes d'automatització en diverses modificacions. En si mateix, el manteniment d'aquest dispositiu no requereix costos especials. Les principals dificultats per treballar amb aquest equip es relacionen amb la qualitat de la programaciói optimització del disseny de configuració. Però al mateix temps, per simplificar les funcions de l'operador, cada cop són més populars els mòduls que assumeixen l'autoconfiguració segons les dades principals introduïdes per l'usuari.
