No processo de projeto de sistemas que suportam tarefas de produção, muitas nuances operacionais são levadas em consideração. Cada complexo é individual, mas os princípios de sua implementação são baseados em um conjunto básico de requisitos. O sistema deve ser eficiente, confiável, funcional e ao mesmo tempo ergonômico. A conexão entre a parte técnica direta do suporte à produção e as tarefas de gerenciamento é implementada por controladores para automação de processos. Concentram informações provenientes de diferentes áreas tecnológicas, que são a base para a tomada de certas decisões.
Classificação de controladores por aplicação
Praticamente todas as empresas modernas usam sistemas até certo ponto para automatizar os processos de trabalho. Além disso, a natureza das funções atendidas pode ser completamente diferente. Assim, no campo da indústria química, equipamentos programáveis controlam a dosagem, fornecem volumes de materiais a granel e líquidos por meio de controladores, monitoram as propriedades de diversas substâncias por meio de sensores, etc. No setor de serviços das organizações de transporte, a ênfaseé feito no controle de equipamentos de energia, como regra, carga e descarga. Os controladores universais para automação de sistemas de ventilação, aquecimento e abastecimento de água também são difundidos. Trata-se de um grupo de sistemas que gerenciam utilidades em empresas de diversas áreas. Por outro lado, existem áreas altamente especializadas nas quais é necessário desenvolver sistemas individuais para necessidades específicas. Essas áreas incluem a indústria de petróleo e plantas metalúrgicas.
Como funcionam os controladores
Controlador industrial é um microprocessador, que fornece hardware e software. A primeira parte, de fato, atende à operação física do sistema, baseada no programa de execução de tarefas aninhadas. Um aspecto importante de qualquer configuração desse tipo é a infraestrutura regulatória. Ou seja, a base de software é responsável por tomar certas decisões, mas no futuro, os sinais recebidos são enviados aos pontos de comandos dados diretamente ao equipamento de trabalho. Assim, controladores de automação controlam máquinas, linhas de transporte, instalações técnicas de energia, etc.
Outro componente não menos importante da infraestrutura geral de controle são os sensores e indicadores, com base nos indicadores dos quais o controlador desenvolve decisões ou cadeias estratégicas que determinam os modos de operação dos equipamentos. Estes podem ser sensores que avaliam a condição de dispositivos e unidades atendidasmateriais, parâmetros de microclima na sala de produção e outras características.
Arquiteturas de controladores de automação
Sob a arquitetura do controlador entende-se um conjunto de componentes, devido aos quais a função de controle de automação é implementada. Como regra, a configuração arquitetônica pressupõe a presença de um processador, interfaces de rede, dispositivo de armazenamento e sistemas de E/S no complexo. Este é um pacote básico, mas dependendo das necessidades de um determinado projeto, a composição e as características das peças individuais podem variar. Controladores complexos para automação são chamados de modulares. Se a arquitetura simples tradicional é um bloco unificado com uma composição típica de elementos funcionais que não estão disponíveis para alteração pelo operador, então em modelos arquitetônicos complexos é implementada uma configuração modular multicomponente. Permite não apenas a manutenção de uma única unidade fechada, mas também de cada módulo separadamente. Agora vale a pena considerar as partes individuais da arquitetura com mais detalhes.
Variedades de módulos de arquitetura
O dispositivo modular básico é representado por um microprocessador. Depende de seu poder quão complexas podem ser as tarefas resolvidas por um determinado controlador. O dispositivo de armazenamento também é importante. Ele pode ser integrado ao sistema sem a possibilidade de modificação adicional. Mas na maioria das vezes são usados módulos de memória flash externos, que podem ser alterados emdependendo das tarefas atuais. Os dispositivos de E/S são os grandes responsáveis pelas ações que os controladores de automação industrial realizam. Por meio desses canais, o processador recebe informações para processamento e posteriormente emite os comandos apropriados. Nos complexos modernos, os módulos de interface desempenham um papel cada vez mais importante, do qual dependem as capacidades de comunicação do controlador.
Principais características do módulo processador
Ao desenvolver um sistema de controle, é especialmente importante levar em consideração as características e capacidades básicas do microprocessador. Quanto aos principais parâmetros operacionais deste módulo, eles incluem frequência de clock, profundidade de bits, períodos de execução de tarefas, memória, etc. os processos de produção. É muito mais importante determinar os recursos e funções de comunicação que os controladores executam para automatizar o trabalho da empresa. Em particular, de acordo com os requisitos, os operadores colocam a capacidade de trabalhar com uma ampla gama de canais de rede, interfaces e linguagens de programação em primeiro lugar. Separadamente, vale a pena notar a capacidade de conectar dispositivos de exibição, controles, monitores modernos e outros componentes.
Painel do operador
Independentemente das características de enchimento do controlador, para controlar suas funções, deve ser fornecida uma estação de operação com um relé apropriado. Externamente, tais dispositivos se assemelham a um pequenoum computador equipado com dispositivos de entrada e saída, sensores de processo e um display. Os controladores mais simples para automação industrial oferecem a possibilidade de programação através deste painel. Além disso, a programação pode significar configurações elementares para comandos de nível de entrada. Os terminais de operação mais sofisticados também realizam autodiagnóstico e autocalibração.
Fontes de alimentação para automação
A faixa média de tensões que alimentam os controladores industriais está na faixa de 12-48 V. A fonte geralmente é uma rede local de 220 V. Ao mesmo tempo, a fonte de alimentação nem sempre está próxima do equipamento que está sendo reparado. Por exemplo, se os controladores forem usados para automatizar uma casa de caldeira em uma produção metalúrgica de vários estágios, uma rede de energia distribuída pode ser equidistante de vários consumidores de energia. Ou seja, um circuito servirá a caldeira para metais macios e o outro para os duros. Ao mesmo tempo, a tensão nas linhas também pode mudar.
Conclusão
Os sistemas de automação de fluxo de trabalho estão se tornando cada vez mais parte da infraestrutura das empresas modernas. Assim, controladores para sistemas de automação em várias modificações também são amplamente utilizados. Por si só, a manutenção de tal dispositivo não requer custos especiais. As principais dificuldades em trabalhar com este equipamento estão relacionadas com a qualidade da programaçãoe otimização do layout de configuração. Mas, ao mesmo tempo, para simplificar as funções do operador, os módulos que assumem autoconfiguração de acordo com os principais dados inseridos pelo usuário estão se tornando cada vez mais populares.
