Automatizimi i sistemeve të kontrollit: nivelet, mjetet, veçoritë dhe aplikacionet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Automatizimi i sistemeve të kontrollit (ACS) është një sistem informacioni që është krijuar për zbatimin e automatizuar të proceseve të menaxhimit. Duhet të theksohet se futja e një teknologjie të tillë duhet të justifikohet nga pikëpamja teknike dhe ekonomike. Më shpesh, instalimi i një sistemi të tillë bën të mundur uljen e numrit të personelit të punës, rritjen e efikasitetit të menaxhimit dhe përmirësimin e cilësisë së objektit.

Kërkesat për ACS

Ka disa kërkesa për automatizimin e sistemit të kontrollit.

Së pari, është shumë e rëndësishme që të gjithë elementët të mund të lidhen me njëri-tjetrin, dhe gjithashtu të kenë një lidhje me një sistem të automatizuar që është i lidhur me sistemin e automatizuar të kontrollit. Përveç kësaj, këtu është shumë e rëndësishme që sistemi të ketë mundësinë e zgjerimit, zhvillimit dhe modernizimit. Kjo bëhet me shpresën se në të ardhmen ndërmarrja do të zhvillohet dhe do të nevojitet një sistem më i modernizuar.

E dyta, por jo më pak e rëndësishme, sistemi i automatizimit të kontrollitduhet të ketë një shkallë të mjaftueshme besueshmërie. Me fjalë të tjera, duhet të jetë 100% i sigurt kur punoni me parametrat e vendosur fillimisht. Një kërkesë tjetër e rëndësishme është përshtatshmëria. Sistemi duhet të konfigurohet në atë mënyrë që të mund të ndryshojë përballë ndryshimit të parametrave. Megjithatë, këtu duhet thënë se diapazoni i ndryshimeve diskutohet paraprakisht, përpara instalimit të sistemit të kontrollit të automatizuar, dhe për këtë arsye këto kufij ndryshimesh futen në sistem paraprakisht.

Sistemi i automatizimit të kontrollit duhet të sigurojë aftësinë për të kontrolluar punën e tij. Përveç kësaj, është shumë e rëndësishme që në rast të një mosfunksionimi, sistemi të mund të diagnostikojë dhe të tregojë vendin, llojin dhe shkakun e një problemi të caktuar. Kërkesa e fundit e rëndësishme për një sistem kontrolli të automatizuar është mbrojtja nga veprimet e pasakta të personelit. Në rast të ndryshimeve aksidentale ose të qëllimshme të parametrave që mund ta çojnë objektin në një gjendje kritike, sistemi i kontrollit duhet të mbrohet. Ky rregull vlen edhe në rast se informacioni rrjedh diku.

Pjesë të ACS. Funksionale

Për momentin, çdo sistem informacioni, duke përfshirë një sistem automatizimi të menaxhimit të ndërmarrjes, mund të ndahet me kusht në dy komponentë. E para është funksionale, e dyta është siguruese. Pjesa e parë është përgjegjëse për aspektin e veprimeve në të cilat krijohet çdo sistem individual. Kombinimi i këtyre detyrave individuale krijon një pjesë funksionale të sistemit të përgjithshëm.

Më pas, duhet t'i kushtoni vëmendje faktit që çdo sistem kontrolli i automatizuar duhet të kryejëhapat e mëposhtëm:

• duhet të mbledhë, përpunojë dhe analizojë të gjitha informacionet që lidhen me gjendjen e objektit;
• sistemi duhet të jetë në gjendje të zhvillojë metoda kontrolli kur lind nevoja;
• Sistemi i automatizuar i kontrollit duhet gjithashtu të jetë në gjendje të transferojë veprimet e kontrollit tek elementët ekzekutivë, si dhe të transferojë të dhëna te operatori për kontroll;
• zbatimi dhe kontrolli i veprimeve të zhvilluara të kontrollit i takon edhe sistemit të kontrollit.

Sigurimi i një pjese të sistemit të kontrollit të automatizuar. Pjesa e informacionit

Pjesa e dytë e madhe është ofrimi. Është disi më e ndërlikuar dhe ndahet me kusht në disa grupe më të vogla performuese, të cilat përfshijnë seksionet e mëposhtme:

• program-matematikor;
• informativ;
• teknik;
• metodologjike dhe organizative;
• gjuhësor;
• personel.

Funksionimi i sistemit të automatizimit të menaxhimit të ndërmarrjes, ose më saktë pjesa mbështetëse e tij, bazohet në faktin se ai mbledh informacion të plotë për objektin. Bazuar në informacionin e marrë, i cili përfshin të dhëna për kodimin, metodat e adresimit, formatet e të dhënave etj., ACS do të funksionojë. Duhet të kuptoni se një sasi e madhe informacioni kërkon hapësirë ruajtëse. Për këtë arsye, të gjitha të dhënat e marra mblidhen në baza të dhënash të mëdha, të cilat më pas ruhen në median e makinës.

Është e rëndësishme të kuptohet këtu që të ruhen të gjitha informacionet që nga fillimi i punës e deri më sotE pamundur sepse ka shumë prej saj. Prandaj, të gjitha të dhënat e ruajtura mbishkruhen në media me një frekuencë të caktuar, e cila është e nevojshme për funksionimin normal të objektit. Për më tepër, çdo sistem i tillë i automatizimit të procesit ka një lloj ruajtjeje rezervë të të dhënave. Ai synon të jetë në gjendje të rikuperojë humbjen e informacionit nëse ndonjë pajisje dështon.

Pjesa matematikore

Duhet theksuar menjëherë se është më i rëndësishmi në çdo sistem menaxhimi sot. Pjesa softuerike e këtij lloji përfshin çdo softuer që kryen të gjitha detyrat që i janë caktuar sistemit, si dhe siguron funksionimin normal të të gjithë kompleksit të mjeteve teknike të përdorura në këtë ndërmarrje. Pjesa matematikore është tërësia e të gjitha formulave, modeleve, algoritmeve matematikore të përdorura në funksionimin e sistemit të informacionit.

Softueri i sistemit të kontrollit të automatizimit të procesit duhet të kënaqë plotësisht performancën e të gjitha funksioneve që kërkohen nga objekti i automatizimit. Është e rëndësishme të theksohet këtu se të gjitha këto funksione zbatohen duke përdorur mjete llogaritëse. Ka disa veçori specifike që duhet të plotësojë pjesa e softuerit të ACS:

1. Mjaftueshmëri funksionale. Kjo do të thotë, sistemi duhet të jetë i plotë.
2. Është e rëndësishme që sistemi jo vetëm të jetë i besueshëm, por edhe të ketë pronënvetë-shërimi, si dhe të përcaktojë shkakun e prishjes.
3. Sistemi duhet të përshtatet me parametrat në ndryshim të objektit.
4. Duhet të jetë e mundur të modifikohet nëse është e nevojshme.
5. Modulariteti i ndërtimit, si dhe lehtësia e përdorimit, janë gjithashtu komponentë të rëndësishëm të sistemit.

Seksioni teknik

Gjithçka është mjaft e thjeshtë këtu. Mbështetja teknike përfshin disponueshmërinë e të gjitha mjeteve teknike që janë të nevojshme për të siguruar funksionalitetin maksimal të sistemit të kontrollit të automatizuar. Ky seksion është më i prekur nga zhvillimi i teknologjisë kompjuterike dhe teknologjisë kompjuterike. Falë zhvillimit të këtyre dy zonave, shumëllojshmëria e instrumenteve matëse teknike po bëhet gjithnjë e më e gjerë dhe vetë ato janë në gjendje të zgjidhin një gamë gjithnjë e më të gjerë problemesh.

Aktualisht, sistemet dhe mjetet teknike të automatizimit dhe kontrollit mund të ndahen në dy grupe të mëdha. Grupi i parë janë mjetet e komunikimit dhe i dyti janë mjetet e teknologjisë organizative.

Këtu është e nevojshme të kuptohet se mjetet teknike të automatizimit përdoren në të gjitha fazat e funksionimit të sistemit të kontrollit të automatizuar, nga rregullimi i parametrave deri te ruajtja e tyre, dhe gjithashtu me ndihmën e tyre është e mundur të lidhni i gjithë sistemi i kontrollit në një rrjet të vetëm. Nëse flasim veçmas për mjetet e komunikimit, atëherë ato, para së gjithash, luajnë rolin e transmetuesve të informacionit nga një pajisje në tjetrën. Në disa raste të rralla, ata punojnë së bashku me kompjuterë. Teknologjia organizative është një pajisje që lejonkryeni operacione të ndryshme me informacionin e marrë më parë.

Një rregull mjaft i rëndësishëm është që çdo mjet teknik i sistemit të kontrollit të automatizuar, në rast prishjeje, duhet të zëvendësohet me një të ngjashëm pa asnjë problem, pa pasur nevojë për rikonfigurim të tij.

Seksioni metodologjik dhe organizativ i sistemit

Dizajnimi i një sistemi automatizimi kontrolli nënkupton praninë e një seksioni të tillë si metodologjik dhe organizativ. Kjo degë e sistemit të kontrollit të automatizuar është një grup metodash, mjetesh dhe disa dokumentesh të veçanta që vendosin procedurën e funksionimit jo vetëm për vetë sistemin, por edhe për personelin që e mirëmban atë. Për më tepër, ekzistojnë edhe dokumente që sistemojnë procedurën për punën e personelit kur ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Kjo përfshin gjithashtu disa metoda, si rezultat i të cilave personeli trajnohet për të punuar me një sistem të caktuar informacioni. Me fjalë të tjera, ky është një seksion që prek jo vetëm vetë sistemin, por edhe faktorin njerëzor.

Qëllimi kryesor i këtij seksioni është të mbajë sistemin në funksion dhe të funksionojë si dhe të lejojë që ai të zhvillohet më tej nëse është e nevojshme. Mund të shtohet se ky seksion përmban udhëzime që kanë të bëjnë me atë që personeli duhet të bëjë gjatë funksionimit të ACS për të ruajtur funksionimin normal të tij. Ai ruan gjithashtu skedarë që përmbajnë informacion rreth asaj që duhet bërë nëse sistemi kalon në modalitetin e urgjencës ose thjesht nuk funksionon siç duhet.

Gjuhësi

Pjesa e fundit e pjesës mbështetëse të ACS është gjuhësore. Natyrisht, ky sistem është një grup gjuhësor. Këtu përfshihen gjuhët e komunikimit të personelit që i shërben sistemit të automatizimit të menaxhimit të prodhimit, si dhe përdoruesve të tij me pjesë të tilla të vetë sistemit si teknike, informative dhe programore-matematikore. Ekzistojnë gjithashtu transkriptime të të gjitha termave dhe përkufizimeve të përdorura nga ACS gjatë punës së tij.

Gjatë funksionimit, është shumë e rëndësishme që operatorët të komunikojnë me sistemin e kontrollit në kohën e duhur dhe të përshtatshme. Për shkak të mbështetjes gjuhësore arrihet lehtësia, paqartësia dhe qëndrueshmëria e kërkuar e këtij komunikimi. Është e nevojshme vetëm të shtohet se këtu është e nevojshme të keni mjete teknike që do të korrigjojnë gabimet, nëse ka, gjatë komunikimit midis përdoruesit dhe sistemit të automatizimit. Deri më sot, ka dy qasje të ndryshme për të punuar me ACS.

Mënyra e parë në të cilën kryhet procesi i menaxhimit të automatizimit është instalimi dhe përdorimi i teknologjisë kompjuterike. Këto mjete do të përdoren vetëm për të thjeshtuar disa nga operacionet që ndodhin gjatë punës me dokumente. Deri më sot, kjo metodë konsiderohet joefektive, pasi nuk ju lejon të zhbllokoni plotësisht potencialin e nivelit aktual të teknologjisë kompjuterike.

Metoda e dytë është thelbësisht e ndryshme nga e para dhe qëndron në faktin se ndërmarrja krijon një sistem të integruar të automatizimit të menaxhimitobjektet. Në këtë rast, teknikut nuk i transferohet vetëm menaxhimi i dokumenteve, por edhe bazat e të dhënave, sistemet e ekspertëve, mjetet e komunikimit, si dhe shumë funksione të tjera.

Niveli i ulët dhe i mesëm i ACS

Çdo sistem i kontrollit të procesit sot mund të ndahet me kusht në disa nivele. Automatizimi i sistemit të kontrollit aktualisht ka tre nivele të tilla.

Niveli më i ulët janë sensorët, si dhe pajisjet matëse që kontrollojnë karakteristikat e kontrolluara. Përveç kësaj, këtu përfshihen edhe aktivizuesit, nga të cilët varet vlera e karakteristikave. Në këtë nivel, kryhet vetëm kontroll minimal, i cili konsiston në përputhjen e sinjalit nga sensori me hyrjen e pajisjes së kontrollit. Ekziston gjithashtu një shkëmbim i sinjaleve të krijuara nga këto pajisje me aktivizuesit.

Niveli tjetër i mesëm është menaxhimi i pajisjeve. Me fjalë të tjera, kontrollorët logjikë të programueshëm janë të vendosur në këtë hap kontrolli. Këto PLC janë të afta të marrin sinjale nga pajisjet matëse si dhe nga sensorë që monitorojnë gjendjen e procesit. Në përputhje me informacionin e marrë, si dhe me të dhënat që vendosen nga përdoruesi, PLC gjeneron një sinjal kontrolli që i transmetohet aktivizuesit me një komandë të qartë.

Niveli më i lartë

Automatizimi i kontrollit në sistemet teknike ka gjithashtu një të tretën, më të lartëniveli. Pajisje të tilla janë stacionet e operatorit dhe dispeçimit, pajisjet e rrjetit, serverët industrialë. Është në këtë fazë që kontrolli i plotë mbi rrjedhën e operacioneve teknologjike në objekt ushtrohet nga një person. Përveç kësaj, këtu ofrohet edhe komunikimi me dy nivelet e mëparshme, i cili ju lejon të grumbulloni me sukses çdo informacion të nevojshëm.

Në këtë fazë përdoret HMI, SCADA. E para është një ndërfaqe njeri-makinë, me ndihmën e së cilës dispeçeri është në gjendje të monitorojë ecurinë e operacioneve teknologjike në objekt. Këtu përfshihen monitorë të ndryshëm ose panele grafike, të cilat më së shpeshti instalohen në kabinete automatizimi dhe kanë për qëllim vetëm të shfaqin informacione rreth objektit dhe ecurisë së procesit. Për të kontrolluar pajisjet e automatizimit dhe sistemin e kontrollit, ekziston një sistem SCADA, i cili nënkupton praninë e kontrollit mbikëqyrës dhe aftësinë për të mbledhur të dhëna. Me fjalë të thjeshta, ky rrjet ju lejon të instaloni softuer që mund të konfigurohet dhe instalohet në kompjuterët e dispeçerëve.

Të gjitha të dhënat më të rëndësishme që PLC mbledh në nivelin e mesëm mblidhen, arkivohen dhe vizualizohen duke përdorur këtë sistem. Baza e automatizimit qëndron pikërisht këtu, pasi SCADA është në gjendje jo vetëm të marrë informacion, por edhe ta krahasojë atë me atë që është futur nga operatori. Nëse ka një devijim të ndonjë parametri nga vlera e caktuar, sistemi njofton përdoruesin për këtë me anë të një alarmi. Disasistemet kanë aftësinë jo vetëm të kontrollojnë, por edhe të ndryshojnë automatikisht çdo vlerë për të kthyer një vlerë që ka shkuar përtej kufijve të vendosur.

Mjetet e automatizimit

Sistemi i automatizimit të menaxhimit të personelit, procesi teknologjik kryhet në kurriz të mjeteve teknike të automatizimit, ose TCA. Me fjalë të tjera, këto janë pajisje që ose mund të jenë një mjet teknik në vetvete dhe të kryejnë ndonjë aktivitet, ose të jenë pjesë e një kompleksi harduer-software.

Më shpesh, TCA është elementi bazë i një sistemi automatizimi. Kjo përfshin të gjitha pajisjet që kapin, përpunojnë, transmetojnë informacion. Me ndihmën e mjeteve të tilla është e mundur të kontrollohen, rregullohen dhe monitorohen aspektet e automatizuara të procesit të prodhimit. Ka TCA që kontrollojnë disa parametra. Këto mund të jenë sensorë presioni, temperatura, niveli, sensorë kapacitiv, sensorë lazer, etj. Më pas janë TSA-të informative, detyra kryesore e të cilave është transferimi i informacionit të marrë nga sensorët. Me fjalë të tjera, është lidhja midis pajisjeve të kontrollit të nivelit të ulët dhe atij më të lartë.

Pajisja e kontrollit ka aftësinë të ndalojë plotësisht ose pjesërisht procesin e prodhimit derisa të eliminohet shkaku i ndalimit. Gjithashtu, disa sisteme të avancuara mund të bëjnë zgjidhjen e tyre të problemeve. Në këtë rast, ato i referohen sistemeve të kontrollit dhe menaxhimit të vetë-shërimit.