Управление
Сложные системы автоматизации легче понять, если разбить их на несколько частей. Для лучшей коммуникации на заводе персонал завода ссылается на компоненты машины по уровням. В автоматизации компоненты и системы управления — это те, которые отправляют сигналы данных на полевые устройства, которые, в свою очередь, выполняют действие или возвращают информацию. Логические компоненты или программное обеспечение в системе управления или компоненты ПЛК предназначены для сканирования входов, сканирования кодов и установки выходов с полевых устройств на основе предварительно запрограммированных инструкций.
Промышленные контроллеры предназначены для приема входных сигналов и передачи предварительно запрограммированных команд на полевые устройства. Существует два типа управления — непрерывное и дискретное.
Для непрерывного управления параметры и переменные являются аналоговыми и непрерывными. Аналоговые сигналы являются переменными и имеют более одного состояния, не только «вкл» и «выкл», но и промежуточные. Для дискретного управления используются двоичные цифровые сигналы. Цифровой сигнал либо «вкл» (двоичный 1), либо «выкл» (двоичный 2).
Поскольку в современных системах автоматизации для управления многочисленными функциями машин используются как непрерывные, так и дискретные элементы управления вводом/выводом, многие системы управления спроектированы для связи с использованием обоих типов сигналов с помощью схем или компонентов преобразования.
Человеко-машинный интерфейс (HMI)
HMI — это программируемый машинный интерфейс. Устройство позволяет оператору напрямую подключаться к системе машины для мониторинга входов и выходов и осуществления контроля.
Программируемый логический контроллер (ПЛК)
ПЛК чаще всего используются в автоматизации, где ручные вводы ограничены и не требуются расширенные интерфейсы. Эти ранние устройства управления обычно программировались с использованием релейной логики и были разработаны для удобства пользователя. Если вы понимаете логику жесткого реле, вы будете чувствовать себя комфортно при программировании этого устройства. Программирование можно выполнять с вашего ПК через последовательное или USB-подключение.
Входы и выходы полевой шины
Fieldbus состоит из ряда сетевых полевых устройств, которые последовательно взаимодействуют по шине 31,25 кГц. В системе fieldbus устройства могут использовать пару проводов для передачи данных между собой и хост-системой управления. С fieldbus ваши данные не ограничиваются измеряемыми переменными, но также включают диагностические данные, сообщения о состоянии и сигналы тревоги.
Продукция промышленной безопасности
Рост автоматизации на фабриках создал новые проблемы и возможности безопасности. Проблемы включают в себя необходимость держать рабочих подальше от движущихся частей и иметь возможность немедленно остановить машины в случае чрезвычайной ситуации. Используя те же компоненты, которые используются в автоматизации, производители разработали высокотехнологичное оборудование безопасности для заполнения потребностей и пробелов.
Световые завесы безопасности
Световые завесы безопасности обеспечивают защиту автоматизированного оборудования, считывая световой луч с помощью фотоэлектрического присутствия. Если луч разрушается, на управление машиной отправляется сигнал остановки.
Кнопки аварийной остановки
Электромеханические аварийные выключатели (кнопки аварийной остановки) — это не типичные кнопочные выключатели. Кнопка аварийной остановки выполнена в виде легко узнаваемой красной кнопки на желтом фоне и имеет удобную в использовании форму гриба. Она напрямую подключается к нормально замкнутым контактам опасной нагрузки, поэтому остановка происходит мгновенно.
Соединительные кабели и жгуты
Компоненты машины используют кабели для распределения питания и передачи данных. Кабели предназначены для соединения оборудования и проведения без радиочастотных помех (RFI) и электромагнитных помех (EMI). Соединители представляют собой штекеры на каждом конце кабеля. Проводники представляют собой закрытые провода. Экранирование предотвращает помехи. Кабели могут быть специально разработаны для соответствия геометрическим и электрическим характеристикам машины. Количество кабелей, необходимое для выполнения всей работы в машине, часто может потребовать конфигурации в виде сборки или жгута. Для решения проблемы беспорядочных спутываний кабелей доступны различные системы управления кабелями.
Машинная коммуникация
Сегодня строятся автоматизированные машины, которые содержат широкий спектр компонентов, способных к взаимодействию. Связность стала основным фактором при проектировании машин. Сетевые коммуникации передаются от одного компонента к другому или от одной системы к другой посредством аналоговых и/или цифровых сигналов или других промышленных протоколов связи. Через беспроводные или проводные соединения машинные коммуникации следуют стандартизированным протоколам связи.
Так же, как у вас есть почтовый адрес, у машинных ПК, ПЛК и других интеллектуальных устройств управления есть сетевая интерфейсная карта (NIC) и адрес интернет-протокола (IP) с уникальным кодом машинного доступа (MAC).
Для построения доступны два основных протокола связи:
- Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP)
- Протокол управления передачей (TCP)
Ключевое слово здесь — «построено на». Устройства имеют различные протоколы, добавленные к ним в зависимости от их конкретной функции. Сетевые протоколы позволяют устройствам распознавать, подключаться и обмениваться информацией.