Rūpnieciskā automatizācija ir sarežģīta, dinamiska un aizraujoša tehnoloģiju joma.
Ievads
Mūsdienu pasaulē rūpnieciskā automatizācija ir gandrīz visuresoša. Automatizētās sistēmas nodrošina ražošanas, inženierijas, būvniecības, elektroenerģijas ražošanas un citus ekonomikas pamatā esošos procesus, lai uzlabotu efektivitāti un produktivitāti. Mūsdienās rūpnieciskā automatizācija piedzīvo jaunu nozīmīgu attīstības vilni, ko virza tādas inovatīvas tehnoloģijas kā mākslīgais intelekts (AI), mākoņdatošana, lielie dati un lietiskais internets (IoT).
Kas ir rūpnieciskā automatizācija?
Rūpnieciskā automatizācija attiecas uz automatizētu vadības ierīču, piemēram, programmējamo loģisko kontrolleru (PLC) un attālo termināļa bloku (RTU) izmantošanu. Tie palīdz kontrolēt rūpnieciskos procesus un iekārtas, aizstājot manuālas iejaukšanās un bīstamas automatizētas montāžas darbības.
Rūpnieciskā automatizācija sastāv no virknes sinhronizētu komponentu. Tā veic tādas funkcijas kā rūpniecisko procesu kontrole, uztveršana, uzraudzība un uzraudzība.
Funkcionāli rūpnieciskā automatizācija ietver lauka -līmeni (sensori un izpildmehānismi), vadības-līmeni, uzraudzību, ražošanas kontroles-līmeni (SCADA) un informācijas un uzņēmuma-līmeni (MES un ERP).
Automatizētās vadības sastāvdaļas
PLC - Programmējams loģiskais kontrolieris
PLC ir rūpnieciskas{0}}līmes digitālais dators, kas paredzēts vadības funkciju veikšanai, jo īpaši rūpnieciskos lietojumos.
Programmējams loģiskais kontrolleris ir elektroniska ierīce, ko izmanto procesu kontrolei. Tas sastāv no centrālā procesora bloka; ievades un izvades ierīces, barošanas, sakaru un dublēšanas vienības. PLC ir iepriekš-ieprogrammēts atbilstoši tā lietojumam un nodots ekspluatācijā. PLC saņem ievades no lauka, apstrādā ievades saskaņā ar pabeigto programmēšanu un izvada komandas uz lauka ierīcēm. Tas var arī saņemt komandas no iekārtas operatoriem, izmantojot SCADA, un izdot komandas lauka ierīcēm. PLC funkcijas atšķiras atkarībā no ražotāja, taču pamata arhitektūra paliek nemainīga.
RTU - attālā termināļa vienība
RTU apzīmē Remote Terminal Unit. RTU ir vadības ierīce, kas parasti tiek uzstādīta attālā vietā kā daļa no lielākas sistēmas. RTU galvenais mērķis ir uzraudzīt un kontrolēt lauka ierīces, piemēram, vārstus, izpildmehānismus, sensorus utt. RTU ir būtiska uzraudzības kontroles un datu iegūšanas (SCADA) sistēmu sastāvdaļa, kas kalpo kā saskarne starp SCADA vadību un fiziskajiem procesiem.
RTU sastāv no aparatūras paneļa, kurā atrodas viens vai vairāki ievades/izvades (I/O) moduļi. RTU svarīgākās sastāvdaļas ir centrālais procesors (CPU), barošanas avots, sakaru porti un fiziskā I/O.
DCS - Sadalītā vadības sistēma
DCS (Distributed Control System) ir izstrādāta, lai pārvaldītu sarežģītākus un ģeogrāfiski plašākus rūpnieciskos procesus. Viss rūpnieciskais process ir sadalīts atsevišķās kontroles zonās, katru kontrolē atsevišķi autonomi kontrolieri. Lauka ierīces sazinās ar kontrolieriem noteiktās vadības zonās. Šie kontrolleri ir savstarpēji savienoti, izmantojot ātrdarbīgu- sakaru tīklu, un savienoti ar inženiertehnisko datoru, kurā tiek veiktas vispārējās vadības, uzraudzības, datu reģistrēšanas un trauksmes funkcijas. Sadalītā kontroles sistēmā lēmumus par kontroli pieņem iekārtas operatori, nevis paši kontrolieri. DCS ir iepriekš-izstrādāts risinājums, kam nepieciešama konfigurācija, nevis programmēšana (piemēram, PLC).
PAC - Programmējams loģiskais kontrolieris
PAC var uzskatīt par PLC, RTU, DCS un datora kombināciju. Tam ir PLC diskrētas vadības iespējas, personālā datora vairākuzdevumu un uzglabāšanas iespējas, RTU vairāku-protokolu komunikācijas un attālās darbības iespējas, kā arī masveida DCS I/O apstrādes iespējas.
SCADA - Uzraudzības kontroles un datu iegūšanas sistēma
Uzraudzības kontroles un datu iegūšanas sistēma (SCADA) ir programmatūras saskarne, kas ļauj iekārtu operatoriem viegli kontrolēt un uzraudzīt dažādas ierīces rūpnieciskā/iekārtu vidē. Turklāt tas veic datu iegūšanu. Operatori var pārraudzīt parametrus, izmantojot PLC/SCADA, un dot komandas lauka ierīcēm. SCADA nevar tieši sazināties ar lauka ierīcēm; to var izdarīt tikai caur PLC. Visi dati no lauka nonāk PLC I/O moduļos un tiek saglabāti noteiktās atmiņas vietās vai reģistros. Savukārt SCADA nolasa vai raksta uz šīm atmiņas vietām. Visa vadības loģika tiek saglabāta PLC, nevis SCADA.