Ker se proizvodni obseg še naprej širi in proizvodne tehnologije napredujejo, je vse večja potreba po višjih stopnjah avtomatizacije proizvodnih procesov. Posledično so industrijski instrumenti prestali razvojni proces od neobstoja do obstoja, od preprostosti do zapletenosti in od eno-funkcije do več-funkcijskih zmogljivosti. Od najzgodnejših-inštrumentov za merjenje in prikazovanje temperature na kraju samem (npr. stekleni termometri), tlaka (npr. merilniki tlaka z U-cevmi), pretoka (npr. merilniki pretoka s steklenim rotorjem) in nivoja tekočine (npr. merilniki nivoja s stekleno cevjo), pa tudi preprostih-krmilnikov na kraju samem, se je industrija postopoma razvila v smeri daljinskega prenosa, centraliziranega zaslon in zmožnosti daljinskega upravljanja. Poleg vse večje raznolikosti detekcijskih elementov in instrumentov za merjenje različnih parametrov je hiter razvoj instrumentov za vodenje procesov, ki se razvijajo od kombiniranih instrumentov pnevmatskih enot, kombiniranih instrumentov električnih enot, elektronskih integriranih krmilnih naprav do industrijskih računalniških krmilnih sistemov.
Instrumenti za industrijsko avtomatizacijo so raznoliki in glede na proces pridobivanja, prenosa, refleksije in obdelave informacij so razvrščeni v pet glavnih vrst: (1) instrumenti za odkrivanje; (2) prikazovalniki; (3) kontrolni instrumenti; (4) aktuatorji; (5) Centralizirane naprave za spremljanje in nadzor.
Instrumenti za odkrivanje
Med proizvodnimi procesi se temperatura, tlak, stopnja pretoka, nivo in druge fizične količine medija na različnih lokacijah v opremi in cevovodih hitro spreminjajo in so nenehno v nihanju. Za merjenje vrednosti teh fizikalnih količin v vsakem trenutku se uporabljajo instrumenti za zaznavanje.
Na podlagi različnih procesnih parametrov, ki se merijo, lahko instrumente za odkrivanje razvrstimo v naslednje vrste:
1. Temperaturni instrumenti:Običajno uporabljeni instrumenti za merjenje temperature vključujejo steklene termometre, bimetalne termometre, termometre-tipa (termometri z vdolbinami), temperaturna stikala, termoelemente, termistorje, pa tudi merilnike-visoke{2}}temperature sevanja, kot so optični merilniki-temperature in fotoelektrični kolorimetrični merilniki-visoke temperature.
2. Tlačni instrumenti:Instrumenti za merjenje tlaka se uporabljajo za zaznavanje tlaka, vakuuma in razlike v tlaku. Glede na princip delovanja jih lahko razdelimo na: elastične manometre (nadalje jih delimo na merilnike tlaka z bourdonovo cevjo, membranske manometre, kapsulne manometre, tlačna stikala itd.); senzorski-manometri (kot so uporovni, kapacitivni, induktivni in Hallov{3}}manometri); merilniki tlaka v stebru tekočine (kot so U-cevni merilniki tlaka, ravni cevi in nagnjeni merilniki tlaka); in batni manometri, ki so zelo natančni in se običajno uporabljajo za kalibracijo standardnih manometrov.
3. Merilniki pretoka:Na voljo je veliko različnih instrumentov za merjenje pretoka, pri čemer so trenutno najpogosteje uporabljeni tisti, ki so sestavljeni iz dušilne naprave in oddajnika pretoka diferenčnega tlaka. Običajno uporabljene dušilne naprave vključujejo plošče z odprtinami, šobe in Venturijeve cevi. Drugi pogosto uporabljeni merilniki pretoka vključujejo merilnike vode, merilnike pretoka rotorja, merilnike pretoka z eliptičnimi zobniki, ciljne merilnike pretoka, elektromagnetne merilnike pretoka, vrtinčne merilnike pretoka, merilnike pretoka Annubar in merilnike masnega pretoka.
4. Merilniki nivoja:Merilniki nivoja merijo predvsem nivo tekočine določenega medija ali vmesnik med dvema tekočinama različnih gostot v stolpih, rezervoarjih ali posodah, pa tudi nivo trdnih materialov. Najpogostejši merilniki nivoja tekočine so merilniki nivoja tekočine s stekleno cevjo in merilniki nivoja tekočine s stekleno ploščo. Druge vrste vključujejo merilnike nivoja tekočine z diferenčnim tlakom in merilnike nivoja tekočine tipa -plovnosti (kot so merilniki nivoja tekočine s plovno kroglo, stikala nivoja tekočine, merilniki nivoja tekočine v bobnu, merilniki nivoja tekočine s plavajočo bojo, merilniki nivoja tekočine z jeklenim trakom in instrumenti za tehtanje nivoja tekočine v rezervoarjih). Za zaznavanje nivoja trdnega materiala obstajajo uporovni merilniki nivoja, kapacitivni merilniki nivoja, nivojska stikala, merilniki nivoja-tipa nivoja, merilniki nivoja-tipa vilic, ultrazvočni merilniki nivoja in radioaktivni merilniki nivoja.
5. Instrumenti za analizo komponent:Instrumenti za analizo komponent se uporabljajo za določanje sestave procesnih medijev in merjenje koncentracije določene komponente (ali več komponent do celotne sestave). Glede na njihov princip delovanja jih lahko razvrstimo v elektrokemične analizatorje (kot so merilniki prevodnosti, industrijski pH-metri, analizatorji cirkonijevega oksida itd.), toplotne analizatorje (kot so analizatorji toplotne prevodnosti, termično kemijski analizatorji, infrardeči analizatorji), magnetne analizatorje, fotometrične kolorimetre, masne spektrometre in industrijske plinske kromatografe.
Pri nameščanju spletnih analizatorjev komponent je na splošno treba -predobdelati vzorce, da se zagotovi, da njihovo stanje, temperatura, tlak, pretok in drugi parametri ustrezajo operativnim zahtevam analizatorjev. Zato mora biti cevni sistem, sestavljen iz komponent, kot so filtri, zbiralniki prahu, sušilne posode, hladilniki, rotametri, vodna tesnila, ventili in cevi, konfiguriran za izvajanje splošne pre-obdelave vzorcev. Za določene posebne medije (kot so vzorci dimnih plinov, visoko{4}}temperaturni vzorci plinov, kot je kurilni plin, vzorci analize težkega olja, vzorci korozivnih komponent in vzorci za spremljanje okolja) je sistem pred-obdelave vzorčenja celovitejši. Takšni-sistemi za predobdelavo v končani obliki se imenujejo naprave za-predobdelavo vzorčenja.
Poleg tega so nekateri instrumenti za merjenje fizičnih lastnosti, kot so merilniki vlage, merilniki vlage, merilniki gostote, merilniki koncentracije, merilniki motnosti in merilniki viskoznosti, pogosto uvrščeni med instrumente za analizo komponent.
6. Mehanski merilniki količine:Običajno uporabljeni mehanski količinski instrumenti v industriji vključujejo merilnike debeline, detektorje toplotnega raztezanja, detektorje napetosti, detektorje upogiba in naprave za zaznavanje vibracij gredi, premika gredi in vrtilne hitrosti v vrtečih se strojih (kot so veliki kompresorji s parnimi turbinami), kot tudi naprave za tehtanje (kot so elektronske jermenske tehtnice, naprave za zaznavanje odstopanja in zdrsa jermena, prikazovalnik tehtanja instrumenti, in naprave za tehtanje v vreče).
Prikazovalni instrumenti
Ti instrumenti se uporabljajo v povezavi z detekcijskimi instrumenti za prikazovanje ali beleženje trenutnih vrednosti izmerjenih parametrov. Primeri vključujejo indikatorje z gibljivo{1}}tuljavo, kot so merilniki razmerij in milivoltmetri, instrumente z digitalnim prikazom ter elektronske potenciometre in mostove elektronskega ravnotežja (ki jih je mogoče kombinirati z električnimi ali pnevmatskimi regulatorji, da tvorijo sestavljene instrumente) za prikazovanje ali beleženje temperature, kot tudi instrumente-kumulativnega tipa s funkcijo akumulacije pretoka.
Nadzorni instrumenti
Krmilni instrumenti ne sprejemajo le merilnih signalov iz instrumentov za zaznavanje procesov in oddajnikov za prikaz, temveč tudi oddajajo krmilne signale za uravnavanje delovanja aktuatorjev (mehanizmov aktuatorjev in regulacijskih ventilov), s čimer tvorijo zaprt{0}}krmilni sistem.
Krmilne instrumente lahko na splošno razdelimo v dve vrsti glede na vrsto signala: analogne krmilne instrumente in digitalne krmilne instrumente.
1. Analogni krmilni instrumenti vključujejo instrumente-vgrajene na podstavek, kombinirane instrumente enot (pnevmatski, električni) in sestavljene instrumente.
(1) Kombinirani instrumenti enot so razdeljeni v različne enote glede na njihove funkcije v krmilnem sistemu. Vsak instrument enote obstaja neodvisno in ga je mogoče po potrebi poljubno združiti v različne sisteme zaznavanja in regulacije, kar ponuja prilagodljivo in priročno konfiguracijo sistema. Prenos signala med enotami uporablja enoten standardni signal (znan tudi kot analogni signal). Kombinirani instrumenti enot so bili pogosto uporabljeni od 1950-ih do zgodnjih 1970-ih in predstavljajo resnično funkcionalno porazdeljene instrumente, kar pomeni, da se en sam instrument uporablja za izvajanje določene zahtevane funkcije.
Upoštevati je treba, da oddajne enote v enotnih kombiniranih instrumentih (razen temperaturnih transmiterjev) funkcionalno spadajo v kategorijo detekcijskih instrumentov.
Kombinirani instrumenti z enotami so nadalje razvrščeni v kombinirane instrumente s pnevmatsko enoto in kombinirani instrumenti z električno enoto glede na njihov vir delovne energije:
Kombinirani instrumenti pnevmatskih enot:Kombinirani instrumenti pnevmatske enote so se razvili iz originalnih pnevmatskih instrumentov. Ti instrumenti uporabljajo stisnjen zrak pri 0,14 MPa kot vir delovne energije in uporabljajo stisnjen zrak pri tlaku od 0,02 do 0,1 MPa kot enoten signal. Ker njihova delovna energija in prenos signala izkoriščata stisnjen zrak, imajo instrumenti pnevmatskih enot sami po sebi lastnosti, -odporne proti eksploziji, kadar se uporabljajo v obratih za rafiniranje nafte in kemično proizvodnjo. Vendar pa je njihova pomanjkljivost, da so razdalje prenosa pnevmatskega signala na splošno omejene na 150 metrov; ko razdalje prenosa presežejo to mejo, pride do zamud pri širjenju signala, kar vpliva na občutljivost prikaza in regulacijo. Kombinirani instrumenti pnevmatskih enot vključujejo naslednje instrumente enot:
a. Oddajne enote (tj. oddajniki) med drugim vključujejo tlačne oddajnike, oddajnike diferenčnega tlaka, oddajnike pretoka ciljnega-tipa, vgrajene-oddajnike pretoka z zaslonko, oddajnike diferenčnega tlaka (nivoja) z eno (ali dvojno) prirobnico, notranje (ali zunanje) oddajnike nivoja s plovcem in oddajnike temperature.
b. Instrumenti prikazovalnih enot, kot so barvni trakovi, stolpčni indikatorji, več{1}}igelni indikatorji, zapisovalniki indikatorjev in seštevalniki.
c. Instrumenti krmilne enote vključujejo indikatorske krmilnike, zapisovalne krmilnike, kaskadne krmilnike in proporcionalne (integralne, izvedene) krmilnike.
d. Instrumenti računskih enot, kot so seštevalniki, množitelji in kalkulatorji razmerij.
e. Instrumenti enote nastavljene vrednosti, kot so krmilniki nastavljene vrednosti in krmilniki nastavljene vrednosti časovnega programa.
f. Instrumenti pomožnih enot, kot so pnevmatski (tip Q-) pogoni, ročni/avtomatski stikalni aktuatorji, izbirniki visokih (nizkih) vrednosti, releji, stikala, omejevalniki, krmilniki razmerij, razdelilniki obremenitve in visoko{2}}filtrirni{3}}ventili{3}}regulacije.
Kombinirani instrumenti električne enote:Kombinirani instrumenti z električno enoto uporabljajo enosmerni tok kot svoj delovni vir energije. Ti instrumenti so zaradi posodabljanja svojih osnovnih elektronskih komponent prestali tri razvojne stopnje: tip I (vezja vakuumske cevi), tip II (vezja tranzistorjev) in tip III (linearna integrirana vezja). Trenutno sta tipa I in II postopoma opuščeni in nista več v uporabi. Tip III se še vedno pogosto uporablja v obratih za rafiniranje nafte in kemično proizvodnjo. Tukaj obravnavani kombinirani instrumenti električnih enot se nanašajo izključno na tip III. Električni instrumenti tipa III se napajajo z enosmernim napajanjem 24 V. Prenos signala med posameznimi instrumenti v nadzorni sobi uporablja enosmerne napetostne signale 1–5 V, medtem ko komunikacija med instrumenti v nadzorni sobi in-nameščenimi oddajniki, krmilnimi ventili in aktuatorji uporablja enosmerne tokovne signale 4–20 mA. Da bi izpolnili različne zahteve glede-varnosti proti eksplozijam, so oddajniki-nameščeni na terenu in njihove povezane vhodno/izhodne enote v nadzorni sobi (varovalniki, varnostne pregrade) nadalje razvrščeni v tip-odpornosti proti eksploziji in tip lastnovarnosti. Poleg tega so bili zaradi razvojnih potreb industrijske računalniške krmilne tehnologije v zadnjih letih razviti inteligentni enotni instrumenti, ki temeljijo na mikroprocesorjih, in so postali nova kategorija električnih enotnih instrumentov.
Kombinirani instrumenti električnih enot vključujejo naslednje enote:
a. Oddajne enote (tj. oddajniki) vključujejo tlačne oddajnike, oddajnike diferenčnega tlaka, oddajnike pretoka ciljnega-tipa, oddajnike pretoka z vgrajeno-zaslonsko ploščo, oddajnike diferenčnega tlaka (nivoja) z enojno (ali dvojno) prirobnico, notranje (ali zunanje) oddajnike nivoja s plovcem, oddajnike temperature (ali temperaturne razlike), inteligentne oddajnike tlaka, in med drugim inteligentni oddajniki diferenčnega tlaka.
b. Instrumenti prikazovalne enote vključujejo indikatorje z eno (ali dvojno) iglo, indikatorje z barvnim trakom, alarme z eno (ali dvojno) iglo, zapisovalnike z enim (ali dvojnim) peresom, snemalnike z več-točkovnimi indikatorji, proporcionalne (ali kvadratne) integratorje itd.
c. Instrumenti krmilne enote vključujejo krmilnike indikatorjev, rezervne krmilnike SPC/DDC, krmilnike za sledenje položaja več-kanalnih ventilov, krmilnike posebnih-funkcij, integratorje in diferenciatorje itd.
d. Instrumenti računskih enot vključujejo seštevalnike, množitelje, delilnike in kalkulatorje kvadratnega korena itd.
e. Instrumenti enot za pretvorbo vključujejo pretvornike tokovnih signalov, pretvornike impulzov/napetosti, pretvornike frekvence/toka, pretvornike impedance, pretvornike funkcij, električne/pnevmatske pretvornike in pnevmatske/električne pretvornike itd.
f. Instrumenti enote nastavljene vrednosti vključujejo krmilnike nastavljene vrednosti s konstantnim tokom, krmilnike nastavljene vrednosti razmerja, krmilnike nastavljene vrednosti hitrosti, krmilnike nastavljene vrednosti alarma, krmilnike nastavljene vrednosti programa parametrov in krmilnike nastavljene vrednosti časovnega programa itd.
g. Instrumenti pomožne enote med drugim vključujejo električne aktuatorje (tipa D-), aktuatorje DDC, varnostna držala, varnostne pregrade, razdelilnike, napetostne omarice, izbirnike signalov, izolatorje, inverterje, dvigala, dušilce signalov, reverzerje signalov, omejevalnike signalov in izbirnike--stopnje-sprememb.
(2) Modularni integrirani kontrolni instrument
To je nova serija v razvoju instrumentov za nadzor procesov, znana tudi kot modularna integrirana krmilna naprava. Ima modularno sestavno strukturo, ki omogoča prilagodljivo in priročno konfiguracijo sistemov za nadzor procesov. Sistem interno uporablja signalni sistem napetosti 0–10 V DC in lahko sprejema različne pnevmatske in električne signale (vključno s tokom, napetostjo, kontakti, impulzi, frekvenco in kodiranjem) iz instrumentov za zaznavanje polja in elementov za zaznavanje.
Modularne integrirane krmilne naprave vključujejo naslednje instrumente in komponente:
a. Vhodno/izhodne komponente: komponente za vhodno pretvorbo, komponente za pretvorbo izhoda, komponente za pretvorbo impulzov, komponente za pretvorbo mV/V, komponente za pretvorbo P/E, komponente gonilnikov kumulativne moči itd.
b. Komponente za obdelavo signalov: komponente za medpomnilnik signala, komponente za medpomnilnik releja, komponente za generiranje signala (komponente za generiranje naklona, komponente za merjenje časa itd.), komponente za analogni izračun (komponente za množenje/deljenje, komponente kvadratnega korena, komponente seštevanja, funkcijske komponente, komponente za omejevanje, komponente za izbiro signala itd.), komponente kopičenja, komponente alarma in logične komponente.
c. Komponente regulacije: komponente PID (proporcionalne, integralne, izvedene komponente), komponente dinamične kompenzacije, komponente za sledenje, komponente več-izhodnega vmesnika in komponente avdio-vizualne kontrole.
d. Pomožne komponente in druge komponente: komponente za distribucijo električne energije, komponente za distribucijo signala, komponente za preklop, komponente za nastavljeno vrednost, komponente za releje in komponente za nadzor.
e. Instrumenti za prikazovanje in upravljanje: Indikatorji z enim (dvojnim) kazalcem, zapisovalniki z enim (dvojnim) peresom, snemalniki s tremi (štirimi) peresi, snemalniki trendov, ročni krmilniki, kontrolni zaslon in enote za upravljanje.
(3) Regulacijski instrumenti-vgrajeni na podlago
Med razvojem instrumentov za industrijsko avtomatizacijo od lokalnega zaznavanja in prikaza do centraliziranega nadzora se je pojavil tip instrumenta, ki združuje funkcije merjenja, prikaza in regulacije. To imenujemo podnožni-regulacijski instrument ali preprosto podnožni-inštrument. Primeri vključujejo kazalne in snemalne regulatorje s pnevmatskimi regulatorji in nekatere lokalne regulatorje z enojnimi regulacijskimi funkcijami (kot so temperaturni regulatorji, regulatorji tlaka, regulatorji diferenčnega tlaka in regulatorji pretoka). Regulacijski-inštrumenti, nameščeni na podnožje, so nadalje razvrščeni v pnevmatske in električne vrste glede na njihov vir napajanja.
Samostojni{0}}regulatorji so tudi vrsta lokalnega regulativnega instrumenta. Imenujejo se po zanašanju na izmerjeni medij kot vir energije in se zato imenujejo tudi neposredno{2}}delujoči regulatorji. Poleg tega se samodejni-regulatorji imenujejo tudi samodejni-regulacijski ventili, ker so integrirani s svojimi regulacijskimi ventili. Običajni samo-regulatorji vključujejo samo-regulatorje temperature, samo-regulatorje tlaka in samo{10}}regulatorje pretoka.
2. Digitalni kontrolni instrumenti
Digitalni krmilni instrumenti vključujejo porazdeljene krmilne sisteme (DCS), programabilne logične krmilnike (PLC), industrijske nadzorne računalnike (IPC) in varnostne krmilne sisteme (FSC).
V šestdesetih letih 20. stoletja so zaradi velike-zapletene narave industrijskih proizvodnih procesov morali nadzorni sistemi industrijske avtomatizacije ravnati z velikimi količinami podatkov, izvajati napreden računalniški nadzor, omogočati informacijsko komunikacijo, doseči centraliziran prikaz in delovanje ter povečati natančnost krmiljenja. Običajni analogni instrumenti teh zahtev niso mogli več izpolnjevati, kar je privedlo do sprejetja računalniških krmilnih sistemov, ki so še izboljšali celovito raven nadzora proizvodnih procesov. Ker pa so nadzorne funkcije postale zelo centralizirane, je postalo visoko koncentrirano tudi tveganje za nesreče. Če bi računalniški nadzorni sistem deloval nepravilno, bi nadzor, spremljanje in delovanje postali nemogoči, kar bi povzročilo znatne motnje v proizvodnji in potencialno povzročilo večje nesreče.
Po sedemdesetih letih 20. stoletja so bili s pojavom integriranih vezij in mikroprocesorjev velikega obsega- ter nadaljnjim razvojem krmilne tehnologije, zaslonske tehnologije, računalniške tehnologije in komunikacijske tehnologije razviti novi sistemi za nadzor procesov, ki temeljijo na mikroprocesorjih in mikroračunalnikih, kot je porazdeljeni nadzorni sistem (DCS). DCS podeduje prednosti običajnih analognih instrumentov in računalniških-kontrolnih sistemov. Medtem ko ohranja centraliziran prikaz in delovanje ter centralizirano upravljanje, decentralizira nadzorno pooblastilo, s čimer dodatno poveča varnost in zanesljivost nadzornega sistema. To je zato, ker DCS distribuira mikroprocesorje glede na krmilne funkcije ali krmilna področja. Vsaka krmilna postaja, opremljena z mikroprocesorjem, lahko nadzoruje več do deset zank, z združevanjem več krmilnih postaj pa je mogoče nadzorovati celoten proizvodni proces in s tem doseči decentraliziran nadzor in razpršitev tveganj. Na podlagi tega se velika količina informacij prenaša preko kablov za podatkovno komunikacijo do mikroprocesorskega-zaslona CRT in delovne postaje centralne nadzorne sobe, kjer so te informacije koncentrirane za prikaz ali snemanje. Hkrati je v povezavi z računalniki višje{10}}nivoje (računalniki za upravljanje procesov in računalniki za upravljanje proizvodnje) proizvodni proces podvržen centraliziranemu nadzoru in upravljanju.
Porazdeljeni nadzorni sistemi lahko dosežejo neprekinjen nadzor, šaržni (občasni) nadzor, zaporedni nadzor, pridobivanje in obdelavo podatkov ter napredni nadzor, ki tesno povezuje operativno upravljanje s proizvodnim procesom. Porazdeljeni krmilni sistemi imajo tudi samo{1}}diagnostične funkcije, ki omogočajo pregled sistemske strojne in programske opreme. Ob zaznavi napake sprožijo zvočni in vizualni alarm ter prikažejo lokacijo okvare.
Porazdeljeni nadzorni sistem je običajno sestavljen iz terenskih nadzornih postaj, CRT zaslonov in delovnih postaj, komunikacijskih omrežij in perifernih naprav, kot so tiskalniki.
V nadaljnjem razvoju so se krmilno-komunikacijske funkcije porazdeljenih krmilnih sistemov vedno bolj izpopolnjevale in standardizirale. Na podlagi poudarka njihovih krmilnih funkcij so bili programabilni logični krmilniki (PLC) ločeni od porazdeljenih krmilnih sistemov (DCS), ki so se osredotočali predvsem na krmiljenje zanke. Prvotni namen PLC-jev je bil nadomestiti tradicionalne alarmne sisteme,-ki temeljijo na zaklepanju. Vsi njihovi vhodno/izhodni signali so preklopni signali in uporabljajo programiranje programske opreme za izvajanje funkcij, kot so logika, zaporedje, časovna razporeditev, štetje in izračun, zaradi česar so primerni za bolj zapletene sisteme zaklepanja. Ključna značilnost PLC-jev je njihova "programabilnost"; preprosta sprememba programa lahko spremeni krmilno shemo. Njegova zanesljivost, prilagodljivost, hitrost delovanja in kompleksnost krmilnih shem daleč presegajo relejna vezja.
PLC-ji so se hitro razvili, izboljšali so svoje analogne nadzorne funkcije, računalniške zmogljivosti in celo vključili dinamične grafične zaslone CRT, upravljanje baz podatkov in generiranje datotek. Medtem so sistemi DCS prevzeli tehnične lastnosti PLC-ja, s čimer so okrepili serijsko obdelavo in funkcije zaporednega nadzora. To funkcionalno prekrivanje med obema sistemoma zmanjšuje razliko med DCS in PLC, zaradi česar so njune meje vse bolj zabrisane. Ker se porazdeljeni krmilni sistemi še naprej razvijajo, zlasti v smislu miniaturizacije sistemov in zasnov mikro{3}}velikosti, inteligentnih terenskih oddajnikov, standardiziranih terenskih vodil, standardiziranih komunikacijskih omrežij, medsebojne integracije med DCS in PLC, vključitve nadzornih računalnikov in osebnih računalnikov v sisteme DCS ter nadaljnjega izpopolnjevanja sistemske programske opreme, bodo porazdeljeni krmilni sistemi postajali vse bolj prilagodljivi različnim zahtevam za nadzor procesov in doseči boljše tehnične in ekonomske koristi.
Fieldbus (FCS) je digitalno, serijsko, več-točkovno, dvosmerno komunikacijsko podatkovno vodilo, nameščeno med napravami proizvodnega mesta in avtomatskimi krmilnimi napravami v nadzorni sobi. Njegov osnovni koncept je, da se nadzornim postajam, inteligentnim regulatorjem in drugim napravam v nadzorni sobi ni treba več povezovati s terenskimi instrumenti (kot so oddajniki, regulacijski ventili, stikala) prek njihovih ustreznih vhodno/izhodnih (I/O) kanalov, temveč jih namesto tega povezati s H2 visoko-kanalom fieldbus prek njihovih ustreznih serijskih vmesnikov in jih nato povezati s H1 fieldbus prek mostu H2/H1, omogočanje komunikacije med terenskimi instrumenti H1 in H2 za spremljanje in detekcijo proizvodnega procesa.
Ker je fieldbus komunikacijsko omrežje-na najnižje ravni, ki medsebojno povezuje terenske naprave (terensko opremo in terenske instrumente), integrira terensko krmiljenje in komunikacijske funkcije na terenu, so vozlišča komunikacijskega omrežja fieldbus inteligentni oddajniki (vključno s temperaturo, tlakom, pretokom, nivojem, analizatorji procesa itd.) in inteligentni aktuatorji.
Industrijski računalniki so razvrščeni v osnovne krmilne avtomatske naprave in upravljalne računalnike glede na njihove nadzorne in upravljalne funkcije. Med temi osnovne naprave za avtomatizacijo predstavljajo prvo raven več{1}}nivojskega nadzora, vključno s porazdeljenimi krmilnimi sistemi (DCS), programabilnimi logičnimi krmilniki (PLC), neposrednimi digitalnimi krmilnimi napravami (DDC) in krmilnimi sistemi fieldbus (FCS). Računalniki za upravljanje procesov služijo kot stroji zgornje-nivoje osnovnih naprav za avtomatizacijo, ki spadajo v drugo raven več-nivojskega krmiljenja; računalniki za upravljanje proizvodnje so uporabni na tretji do peti ravni več-nivojskega nadzora.
Aktuatorji
Pogoni, znani tudi kot krmilni ventili, so sestavljeni iz dveh delov: pogonskega mehanizma in ventila. Glede na vir energije aktuatorskega mehanizma so razvrščeni v štiri glavne kategorije: pnevmatski regulacijski ventili, električni regulacijski ventili, hidravlični regulacijski ventili in hibridni regulacijski ventili. Pnevmatski regulacijski ventili so nadalje razdeljeni na membranske-regulacijske ventile, batne-regulacijske ventile in regulacijske ventile z dolgim-hodom glede na obliko njihovega pogonskega mehanizma.
Centralizirane naprave za nadzor in nadzor
Naprave za centralizirano spremljanje uporabljajo zaznavne elemente ali senzorje za centraliziran prikaz izmerjenih spremenljivk ali alarmnih kontaktnih signalov; centralizirane krmilne naprave krmilijo aktuatorje v skladu z vnaprej-nastavljenimi programi z uporabo niza izmerjenih spremenljivih signalov. Centralizirane naprave za spremljanje in nadzor vključujejo različne naprave za pridobivanje podatkov, 巡回检测装置, signalne alarmne naprave, naprave za varnostno zaznavanje, industrijsko televizijo in naprave za daljinsko upravljanje ter zaporedne krmilne naprave. Naprave za centraliziran nadzor in krmiljenje so na splošno razvrščene v naslednje kategorije:
1. Naprave za nadzor varnosti vključujejo naprave za zaznavanje in alarmiranje vnetljivih plinov, naprave za zaznavanje in alarmiranje strupenih plinov, naprave za nadzor plamena, naprave za samodejni vžig, naprave za zaščito pred zgorevanjem, naprave za zaznavanje uhajanja olja in naprave za odkrivanje visoke-odpornosti itd.
2. Industrijske televizijske sisteme sestavljajo kamere in njihova pomožna oprema (kot so naprave za razsvetljavo, prezračevanje, hladilne naprave in motorizirani gramofoni), zasloni in pomožna oprema (kot so krmilniki, razdelilniki, kompenzatorji in stikala).
3. Naprave za daljinsko upravljanje sprejemajo vhodne spremenljive signale, obdelujejo informacije, prikazujejo alarme na zaslonih in pošiljajo krmilne signale na krmilni konec.
4. Signalne alarmne naprave vključujejo utripajoče signalne alarme, inteligentne utripajoče alarmne naprave, alarmne sisteme z relejnimi vezji in druge vrste signalnih alarmnih naprav.
5. Zaporedne krmilne naprave vključujejo zaščitne sisteme relejske zapore, logične nadzorne naprave, zaporedne krmilne naprave in inteligentne zaporedne krmilnike.
6. Alarmne naprave za zbiranje podatkov in zaznavanje patrulj vključujejo naprave za zbiranje podatkov in alarmne instrumente za zaznavanje patrulj.
Druga avtomatska krmilna oprema
V to kategorijo opreme sodijo predvsem različne vrste armaturnih plošč (kanal-tipa, omarice-tipa, okvir-tipa, panel-tipa), instrumentne omarice, krmilne konzole, izolacijske (zaščitne) omarice, napajalne omarice itd.
Materiali za avtomatizacijo
Materiali za avtomatizacijo se nanašajo na materiale, potrebne za namestitev instrumentov, ki so različnih vrst, kot so cevi za{0}}prevod tlaka (brezšivne jeklene cevi, cevi iz nerjavnega jekla, visoko{1}}tlačne cevi), cevi za dovod zraka (cevi iz pocinkanega jekla, medeninaste cevi) in cevi za zračni signal (bakrene cevi, bakrene kabelske cevi, najlon kabelske cevi, priključne omarice), električni cevni materiali (varjene jeklene cevi, pocinkane jeklene cevi), ventili, prirobnice in fitingi v različnih cevovodnih sistemih, materiali za električno opremo za avtomatizacijo (kabli, žice, spojne omarice, električna oprema in komponente), kabelski nosilci za instrumente, kotno jeklo, jeklo za kanale in drugi strukturni jekleni materiali, ki se uporabljajo za izdelavo nosilcev instrumentalne opreme in nosilci, izolacijski materiali za sledenje toplote in korozijsko{2}}odporni premazni materiali itd.