Nel processo di progettazione di sistemi che supportano le attività di produzione, vengono prese in considerazione molte sfumature operative. Ogni complesso è individuale, ma i principi della sua attuazione si basano su una serie di requisiti di base. Il sistema deve essere efficiente, affidabile, funzionale e allo stesso tempo ergonomico. Il collegamento tra la parte direttamente tecnica del supporto alla produzione e le attività di gestione è implementato da controllori per l'automazione dei processi. Concentrano le informazioni provenienti da diverse aree tecnologiche, che sono la base per prendere determinate decisioni.
Classificazione dei controller per applicazione
In pratica ogni azienda moderna utilizza in una certa misura i sistemi per automatizzare i processi di lavoro. Inoltre, la natura delle funzioni servite può essere completamente diversa. Pertanto, nel campo dell'industria chimica, le apparecchiature programmabili controllano il dosaggio, forniscono volumi di materiali sfusi e liquidi tramite controller, monitorano le proprietà di varie sostanze utilizzando sensori, ecc. Nel settore dei servizi delle organizzazioni di trasporto, l'enfasiviene eseguito sul controllo delle apparecchiature elettriche, di regola, carico e scarico. Sono diffusi anche i regolatori universali per l'automazione dei sistemi di ventilazione, riscaldamento e approvvigionamento idrico. Questo è un gruppo di sistemi che gestiscono i servizi di pubblica utilità presso le imprese in vari campi. Esistono, invece, ambiti altamente specializzati in cui è necessario sviluppare sistemi individuali per esigenze specifiche. Queste aree includono l'industria petrolifera e gli impianti metallurgici.
Come funzionano i controller
Il controller industriale è un microprocessore che fornisce hardware e software. La prima parte, infatti, serve il funzionamento fisico del sistema, basato sul programma di esecuzione del task annidato. Un aspetto importante di qualsiasi configurazione di questo tipo è l'infrastruttura normativa. Cioè, la base del software è responsabile di prendere determinate decisioni, ma in futuro i segnali ricevuti vengono inviati ai punti di comando forniti direttamente all'attrezzatura di lavoro. Pertanto, i controller di automazione controllano macchine, linee di trasporto, impianti di alimentazione tecnica, ecc.
Un altro componente non meno importante dell'infrastruttura di controllo complessiva sono i sensori e gli indicatori, sulla base degli indicatori di cui il controllore sviluppa le decisioni o le catene strategiche che determinano le modalità di funzionamento delle apparecchiature. Questi possono essere sensori che valutano le condizioni dei dispositivi e delle unità sottoposte a manutenzionemateriali, parametri microclimatici nella sala di produzione e altre caratteristiche.
Architettura dei controllori di automazione
Sotto l'architettura del controller si intende un insieme di componenti, grazie ai quali viene implementata la funzione di controllo dell'automazione. Di norma la configurazione architetturale presuppone la presenza nel complesso di un processore, interfacce di rete, dispositivo di storage e sistemi di I/O. Questo è un pacchetto base, ma a seconda delle esigenze di un particolare progetto, la composizione e le caratteristiche delle singole parti possono variare. I controllori complessi per l'automazione sono chiamati modulari. Se l'architettura semplice tradizionale è un blocco unificato con una tipica composizione di elementi funzionali che non possono essere modificati dall'operatore, allora nei modelli architettonici complessi viene implementata una configurazione modulare multicomponente. Consente non solo la manutenzione di una singola unità chiusa, ma anche di ciascun modulo separatamente. Ora vale la pena considerare le singole parti dell'architettura in modo più dettagliato.
Varietà di moduli di architettura
Il dispositivo modulare di base è rappresentato da un microprocessore. Dipende dalla sua potenza quanto possono essere complessi i compiti risolti da un particolare controller. Anche il dispositivo di archiviazione è importante. Può essere integrato nel sistema senza possibilità di ulteriori modifiche. Ma il più delle volte vengono utilizzati moduli di memoria flash esterni, che possono essere modificatia seconda delle attività correnti. I dispositivi I/O sono in gran parte responsabili delle azioni intraprese dai controllori di automazione industriale. Attraverso questi canali, il processore riceve le informazioni per l'elaborazione ed emette ulteriormente i comandi appropriati. Nei complessi moderni, i moduli di interfaccia svolgono un ruolo sempre più importante, da cui dipendono le capacità di comunicazione del controllore.
Caratteristiche principali del modulo processore
Quando si sviluppa un sistema di controllo, è particolarmente importante tenere conto delle caratteristiche e delle capacità di base del microprocessore. Per quanto riguarda i principali parametri operativi di questo modulo, includono frequenza di clock, profondità di bit, periodi di esecuzione dei compiti, memoria, ecc. Ma anche queste caratteristiche non diventano sempre decisive, poiché le prestazioni dei moderni microprocessori anche economici sono sufficienti per servire la maggior parte dei i processi produttivi. È molto più importante determinare le capacità di comunicazione e le funzioni che i controllori svolgono per automatizzare il lavoro dell'impresa. In particolare, a seconda delle esigenze, gli operatori mettono al primo posto la capacità di lavorare con un'ampia gamma di canali di rete, interfacce e linguaggi di programmazione. Separatamente, vale la pena notare la possibilità di collegare dispositivi di visualizzazione, controlli, display moderni e altri componenti.
Pannello operatore
Indipendentemente dalle caratteristiche del riempimento del controllore, per controllarne le funzioni, deve essere prevista una postazione operatore con apposito relè. Esternamente, tali dispositivi assomigliano a un piccoloun computer dotato di dispositivi di input e output, sensori di processo e un display. I controlli più semplici per l'automazione industriale prevedono la possibilità di programmazione tramite questo pannello. Inoltre, la programmazione può significare impostazioni elementari per i comandi entry-level. I terminali operatore più sofisticati eseguono anche l'autodiagnosi e l'autocalibrazione.
Alimentatori per automazione
La gamma media di tensioni che alimentano i controller industriali è compresa tra 12 e 48 V. La sorgente è solitamente una rete locale a 220 V. Allo stesso tempo, l'alimentatore non è sempre nelle immediate vicinanze dell'apparecchiatura sottoposta a manutenzione. Ad esempio, se i controller vengono utilizzati per automatizzare un locale caldaia in una produzione metallurgica multistadio, una rete di alimentazione distribuita può essere equidistante da diversi consumatori di energia. Cioè, un circuito servirà la caldaia per i metalli teneri e l' altro per quelli duri. Allo stesso tempo, anche la tensione nelle linee può cambiare.
Conclusione
I sistemi di automazione del flusso di lavoro stanno diventando sempre più parte dell'infrastruttura delle moderne imprese. Di conseguenza, sono ampiamente utilizzati anche i controller per sistemi di automazione in varie modifiche. Di per sé, la manutenzione di un tale dispositivo non richiede costi speciali. Le principali difficoltà nel lavorare con questa apparecchiatura riguardano la qualità della programmazionee ottimizzazione del layout di configurazione. Ma allo stesso tempo, per semplificare le funzioni dell'operatore, stanno diventando sempre più diffusi moduli che presuppongono l'autoconfigurazione in base ai dati principali inseriti dall'utente.
