Automatització de sistemes de control: nivells, eines, característiques i aplicacions

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

L'automatització de sistemes de control (ACS) és un sistema d'informació dissenyat per a la implementació automatitzada de processos de gestió. Cal destacar que la introducció d'aquesta tecnologia s'ha de justificar des del punt de vista tècnic i econòmic. Molt sovint, la instal·lació d'aquest sistema permet reduir el nombre de treballadors, augmentar l'eficiència de la gestió i millorar la qualitat de la instal·lació.

Requisits per a ACS

Hi ha alguns requisits per a l'automatització del sistema de control.

En primer lloc, és molt important que tots els elements es puguin connectar entre si, i també tenir una connexió amb un sistema automatitzat que estigui connectat al sistema de control automatitzat. A més, aquí és molt important que el sistema tingui possibilitats d'expansió, desenvolupament i modernització. Això es fa amb l'expectativa que en el futur l'empresa es desenvolupi i es necessitarà un sistema més modernitzat.

En segon lloc, però no menys important, el sistema d'automatització de controlha de tenir un grau de fiabilitat suficient. En altres paraules, ha de ser 100% segur quan es treballa amb els paràmetres establerts inicialment. Un altre requisit important és l'adaptabilitat. El sistema s'ha de configurar de manera que pugui canviar davant de canvis de paràmetres. No obstant això, cal dir aquí que el rang de canvis es discuteix per endavant, abans de la instal·lació del sistema de control automatitzat, i per tant aquests límits de canvis s'introdueixen al sistema per endavant.

El sistema d'automatització de control ha de proporcionar la capacitat de controlar el seu treball. A més, és molt important que en cas d'un mal funcionament, el sistema pugui diagnosticar i indicar el lloc, el tipus i la causa d'un problema concret. L'últim requisit important per a un sistema de control automatitzat és la protecció contra accions incorrectes del personal. En cas de canvis accidentals o intencionats en paràmetres que poden portar l'objecte a un estat crític, el sistema de control s'ha de protegir. Aquesta regla també s'aplica en cas que es filtra informació en algun lloc.

Parts d'ACS. Funcional

En l'actualitat, qualsevol sistema d'informació, inclòs un sistema d'automatització de gestió empresarial, es pot dividir condicionalment en dos components. El primer és funcional, el segon és proporcionar. La primera part és responsable de l'aspecte de les accions en què es crea cada sistema individual. La combinació d'aquestes tasques individuals crea una part funcional del sistema global.

A continuació, cal parar atenció al fet que qualsevol sistema de control automatitzat ha de funcionarpassos següents:

• ha de recollir, processar i analitzar tota la informació relacionada amb l'estat de l'objecte;
• el sistema ha de ser capaç de desenvolupar mètodes de control quan sigui necessari;
• El sistema de control automatitzat també ha de poder transferir accions de control als elements executius, així com transferir dades a l'operador per al control;
• la implementació i el control de les accions de control desenvolupades també correspon al sistema de control.

Proporcionar part del sistema de control automatitzat. Part informativa

La segona gran part és oferir. És una mica més complicat i es divideix condicionalment en diversos grups d'actuació més petits, que inclouen les seccions següents:

• programa-matemàtic;
• informatiu;
• tècnic;
• metodològica i organitzativa;
• lingüística;
• personal.

El funcionament del sistema d'automatització de la gestió empresarial, o més aviat la seva part de suport, es basa en el fet que recull informació completa sobre l'objecte. A partir de la informació rebuda, que inclou dades de codificació, mètodes d'adreçament, formats de dades, etc., l'ACS funcionarà. Heu d'entendre que una gran quantitat d'informació requereix espai d'emmagatzematge. Per aquest motiu, totes les dades rebudes es recullen en grans bases de dades, que posteriorment s'emmagatzemen al suport de la màquina.

És important entendre aquí que emmagatzemar tota la informació des de l'inici del treball fins al dia d'avuiImpossible perquè n'hi ha massa. Per tant, totes les dades emmagatzemades es sobreescriuen en suports amb una freqüència determinada, que és necessària per al funcionament normal de l'objecte. A més, cada sistema d'automatització de processos té algun tipus d'emmagatzematge de dades de còpia de seguretat. Està pensat per poder recuperar la pèrdua d'informació si algun dispositiu falla.

Part matemàtica

S'ha de tenir en compte de seguida que és el més important de qualsevol sistema de gestió actual. La part de programari d'aquest tipus inclou qualsevol programari que realitza totes les tasques assignades al sistema, i també garanteix el funcionament normal de tot el complex de mitjans tècnics utilitzats en aquesta empresa. La part matemàtica és la totalitat de totes les fórmules, models i algorismes matemàtics utilitzats en el funcionament del sistema d'informació.

El programari del sistema de control d'automatització de processos ha de satisfer completament el rendiment de totes les funcions que es requereixen de l'objecte d'automatització. És important tenir en compte aquí que totes aquestes funcions s'implementen mitjançant eines computacionals. Hi ha diverses propietats específiques que la part del programari de l'ACS ha de satisfer:

1. Suficiència funcional. És a dir, el sistema ha d'estar complet.
2. És important que el sistema no només sigui fiable, sinó que també tingui la propietatautocuració, així com determinar la causa de l'avaria.
3. El sistema s'ha d'adaptar als paràmetres canviants de l'objecte.
4. S'hauria de poder modificar si cal.
5. La modularitat de la construcció, així com la facilitat d'ús, també són components importants del sistema.

Secció tècnica

Aquí tot és bastant senzill. El suport tècnic inclou la disponibilitat de tots els mitjans tècnics necessaris per garantir la màxima funcionalitat del sistema de control automatitzat. Aquesta secció es veu més afectada pel desenvolupament de la tecnologia informàtica i la tecnologia informàtica. Gràcies al desenvolupament d'aquestes dues àrees, la varietat d'instruments tècnics de mesura s'amplia, i per si sols són capaços de resoldre un ventall cada cop més ampli de problemes.

Actualment, els sistemes i mitjans tècnics d'automatització i control es poden dividir en dos grans grups. El primer grup són els mitjans de comunicació i el segon són els mitjans de tecnologia organitzativa.

Aquí cal entendre que els mitjans tècnics d'automatització s'utilitzen en totes les etapes del funcionament del sistema de control automatitzat, des de la fixació dels paràmetres fins al seu emmagatzematge, i també amb la seva ajuda és possible connectar els tot el sistema de control en una única xarxa. Si parlem per separat dels mitjans de comunicació, aquests, en primer lloc, juguen el paper de transmissors d'informació d'un dispositiu a un altre. En alguns casos rars, funcionen conjuntament amb ordinadors. La tecnologia organitzativa és un dispositiu que permetrealitzar diverses operacions amb la informació obtinguda prèviament.

Una norma força important és que qualsevol mitjà tècnic del sistema de control automatitzat, en cas d'avaria, s'ha de substituir per un de semblant sense cap problema, sense necessitat de reconfigurar-lo.

Secció metodològica i organitzativa del sistema

Dissenyar un sistema d'automatització de control implica la presència d'un apartat tant metodològic com organitzatiu. Aquesta branca del sistema de control automatitzat és un conjunt de mètodes, eines i alguns documents especials que estableixen el procediment de funcionament no només del propi sistema, sinó també del personal que el manté. A més, també hi ha documents que sistematitzen el procediment per al treball del personal en interactuar entre ells. Això també inclou alguns mètodes, com a resultat dels quals el personal està format per treballar amb un sistema d'informació particular. En altres paraules, aquesta és una secció que afecta no només el sistema en si, sinó també el factor humà.

L'objectiu principal d'aquesta secció és mantenir el sistema en funcionament i permetre que es desenvolupi encara més si cal. Es pot afegir que aquest apartat conté instruccions que es refereixen a què ha de fer el personal durant el funcionament de l'ACS per tal de mantenir el seu funcionament normal. També emmagatzema fitxers que contenen informació sobre què s'ha de fer si el sistema entra en mode d'emergència o simplement no funciona com hauria de ser.

Lingüística

L'última secció de la part de suport de l'ACS és lingüística. Naturalment, aquest sistema és un conjunt d'idiomes. Això inclou els idiomes de comunicació del personal que dóna servei al sistema d'automatització de la gestió de la producció, així com dels seus usuaris amb parts del propi sistema com són tècniques, informatives i programa-matemàtiques. També hi ha transcripcions de tots els termes i definicions utilitzats per l'ACS durant el seu treball.

Durant el funcionament, és molt important que els operadors es puguin comunicar amb el sistema de control de manera oportuna i còmoda. És gràcies al suport lingüístic que s'aconsegueix la conveniència, la claredat i l'estabilitat requerides d'aquesta comunicació. Només cal afegir que aquí cal disposar de mitjans tècnics que permetin corregir errors, si n'hi ha, durant la comunicació entre l'usuari i el sistema d'automatització. Fins ara, hi ha dos enfocaments diferents per treballar amb ACS.

La primera manera en què es realitza el procés de gestió de l'automatització és la instal·lació i l'ús de tecnologia informàtica. Aquestes eines s'utilitzaran només per simplificar algunes de les operacions que es produeixen quan es treballa amb documents. Fins ara, aquest mètode es considera ineficaç, ja que no us permet desbloquejar completament el potencial del nivell actual de tecnologia informàtica.

El segon mètode és fonamentalment diferent del primer i rau en el fet que l'empresa crea un sistema d'automatització de gestió integratobjectes. En aquest cas, no només es transfereix la gestió documental al tècnic, sinó també bases de dades, sistemes experts, eines de comunicació, així com moltes altres funcions.

Nivell inferior i mitjà d'ACS

Qualsevol sistema de control de processos actual es pot dividir condicionalment en diversos nivells. Actualment, l'automatització del sistema de control té tres nivells.

El nivell inferior són els sensors, així com els aparells de mesura que controlen les característiques controlades. A més, també inclou actuadors, dels quals depèn el valor de les característiques. En aquest nivell, només es realitza un control mínim, que consisteix a fer coincidir el senyal del sensor amb l'entrada del dispositiu de control. També hi ha un intercanvi de senyals generats per aquests dispositius amb actuadors.

El següent nivell mitjà és la gestió d'equips. En altres paraules, els controladors lògics programables es troben en aquest pas de control. Aquests PLC són capaços de rebre senyals d'equips de mesura, així com de sensors que controlen l'estat del procés. D'acord amb la informació rebuda, així com les dades configurades per l'usuari, el PLC genera un senyal de control que es transmet a l'actuador amb una ordre clara.

Nivell superior

L'automatització del control en sistemes tècnics també té un terç, superiornivell. Aquests equips són estacions d'operador i expedició, equips de xarxa, servidors industrials. És en aquesta etapa quan una persona exerceix el control total sobre el curs de les operacions tecnològiques a la instal·lació. A més, aquí també es proporciona la comunicació amb els dos nivells anteriors, cosa que us permet recollir amb èxit qualsevol informació necessària.

En aquesta fase, s'utilitza HMI, SCADA. El primer és una interfície home-màquina, amb l'ajuda de la qual el despatxador és capaç de controlar el progrés de les operacions tecnològiques a la instal·lació. Això inclou diversos monitors o panells gràfics, que sovint s'instal·len en armaris d'automatització i només estan destinats a mostrar informació sobre l'objecte i el progrés del procés. Per controlar els equips d'automatització i el sistema de control, existeix un sistema SCADA, que implica la presència de control de supervisió i la capacitat de recollida de dades. En termes senzills, aquesta xarxa us permet instal·lar programari que es pot configurar i instal·lar als ordinadors dels despatxadors.

Totes les dades més importants que recull el PLC al nivell mitjà es recullen, s'arxiven i es visualitzen mitjançant aquest sistema. La base de l'automatització rau precisament aquí, ja que SCADA és capaç no només de rebre informació, sinó també de comparar-la amb la que va introduir l'operador. Si hi ha una desviació d'algun paràmetre respecte al valor establert, el sistema ho notifica a l'usuari mitjançant una alarma. AlgunsEls sistemes tenen la capacitat no només de controlar, sinó també de canviar automàticament qualsevol valor per retornar un valor que hagi superat els límits establerts.

Eines d'automatització

El sistema d'automatització de la gestió de personal, el procés tecnològic es realitza a costa dels mitjans tècnics d'automatització, o TCA. És a dir, es tracta de dispositius que poden ser una eina tècnica en si mateixos i realitzar qualsevol activitat, o bé formar part d'un complex maquinari-programari.

Molt sovint, el TCA és l'element bàsic d'un sistema d'automatització. Això inclou tots els equips que capten, processen i transmeten informació. Amb l'ajuda d'aquestes eines és possible controlar, ajustar i supervisar els aspectes automatitzats del procés de producció. Hi ha TCA que controlen algun paràmetre. Aquests poden ser sensors de pressió, temperatura, nivell, sensors capacitius, sensors làser, etc. A continuació es troben els TSA informatius, la tasca principal dels quals és transferir la informació rebuda dels sensors. En altres paraules, és l'enllaç entre el nivell inferior i l'equip de control de nivell superior.

L'equip de control té la capacitat d'aturar totalment o parcialment el procés de producció fins que s'elimini la causa de l'aturada. A més, alguns sistemes avançats poden resoldre els seus propis problemes. En aquest cas, es refereixen a sistemes de gestió i control d'autocuració.