Sistemi industrijske avtomatizacije so nepogrešljiv del sodobne industrijske proizvodnje. Uporabljajo različne senzorje, aktuatorje, krmilnike in druge naprave za doseganje-nadzora v realnem času, samodejnega nadzora in optimiziranega upravljanja proizvodnih procesov. Z nenehnim napredkom tehnologije postajajo vrste nadzornih sistemov industrijske avtomatizacije vse bolj raznolike in izpopolnjene. Ta članek bo zagotovil podroben pregled več glavnih vrst nadzornih sistemov za industrijsko avtomatizacijo, vključno s centraliziranimi nadzornimi sistemi, porazdeljenimi nadzornimi sistemi, krmilnimi sistemi fieldbus, industrijskimi krmilnimi sistemi Ethernet, programirljivimi logičnimi krmilniki (PLC) krmilnimi sistemi in računalniško-integriranimi proizvodnimi sistemi (CIMS).
1. Centralizirani nadzorni sistemi
Centraliziran nadzorni sistem je nadzorni sistem, ki koncentrira vse krmilne naprave v eni sami nadzorni sobi. Glavna prednost tega sistema je enostavnost upravljanja in vzdrževanja, saj omogoča centralizirano obdelavo različnih krmilnih signalov in podatkov. Centraliziran nadzorni sistem je običajno sestavljen iz naslednjih komponent:
1.1 Krmilnik:Krmilnik je jedro centraliziranega nadzornega sistema, ki je odgovoren za sprejemanje senzorskih signalov, obdelavo podatkov, sprejemanje odločitev in nato pošiljanje krmilnih navodil aktuatorjem.
1.2 Operaterska postaja:Operaterska postaja služi kot vmesnik med operaterji in nadzornim sistemom, ki običajno vključuje naprave, kot so zasloni, tipkovnice in miške. Operaterji lahko spremljajo proizvodne procese, prilagajajo krmilne parametre in si ogledujejo informacije o alarmih prek operaterske postaje.
1.3 Senzorji in aktuatorji:Senzorji so odgovorni za zbiranje različnih fizikalnih količin med proizvodnim procesom, kot so temperatura, tlak in pretok, ter pretvorbo teh signalov v električne signale, ki se pošljejo krmilniku. Pogoni pa prilagodijo proizvodni proces v skladu z navodili krmilnika, kot je odpiranje ali zapiranje ventilov in uravnavanje hitrosti motorja.
1.4 Podatkovno komunikacijsko omrežje:Podatkovno komunikacijsko omrežje služi kot povezava, ki povezuje krmilnike, operaterske postaje, senzorje in aktuatorje, odgovorne za prenos različnih krmilnih signalov in podatkov.
2. Porazdeljeni nadzorni sistem
Porazdeljeni nadzorni sistem je nadzorni sistem, ki porazdeli krmilne naprave po različnih stopnjah proizvodnje. Primarne prednosti tega sistema so povečana zanesljivost in prilagodljivost sistema, ki omogoča prilagojen nadzor, prilagojen različnim fazam proizvodnje. Porazdeljeni nadzorni sistem je običajno sestavljen iz naslednjih komponent:
2.1 Nadzorna vozlišča:Nadzorna vozlišča so osnovne enote porazdeljenega nadzornega sistema, odgovorne za obdelavo nadzornih nalog v svojih vozliščih. Vsako krmilno vozlišče običajno vključuje mikroprocesor, vhodno/izhodne vmesnike in komunikacijske vmesnike.
2.2 Komunikacijska omrežja:Komunikacijska omrežja služijo kot povezava, ki povezuje krmilna vozlišča, odgovorna za prenos krmilnih signalov in podatkov. Običajna komunikacijska omrežja vključujejo fieldbus in industrijski Ethernet.
2.3 Vmesniške naprave človek-stroj:Vmesniške naprave človek{0}}stroj služijo kot vmesnik med operaterji in nadzornim sistemom ter lahko vključujejo zaslone na dotik, tipkovnice, miške itd.
2.4 Baza podatkov in strežnik:Podatkovna baza in strežnik se uporabljata za shranjevanje in upravljanje različnih podatkov iz proizvodnega procesa, kot so stanje opreme, proizvodni podatki, alarmne informacije itd.
3. Nadzorni sistem fieldbus
Krmilni sistem fieldbus je porazdeljen krmilni sistem, ki temelji na tehnologiji fieldbus. Fieldbus je komunikacijsko omrežje, ki se uporablja za povezovanje naprav na terenu (kot so senzorji, aktuatorji, krmilna vozlišča itd.), ki se ponaša z visoko-zmogljivostjo v realnem času, zanesljivostjo in-stroškovno učinkovitostjo. Običajne tehnologije fieldbus vključujejo Profibus, Modbus in CAN.
3.1 Terenske naprave:Naprave na terenu so osnovne enote krmilnega sistema fieldbus, vključno s senzorji, aktuatorji in krmilnimi vozlišči.
3.2 Vmesnik fieldbus:Vmesnik fieldbus je naprava, ki povezuje terenske naprave na fieldbus in je odgovorna za pretvorbo signalov terenskih naprav v signale fieldbus.
3.3 Omrežje fieldbus:Omrežje fieldbus je komunikacijsko omrežje, ki povezuje različne terenske naprave, odgovorne za prenos krmilnih signalov in podatkov.
3.4 Krmilniki in upravljavske postaje:Krmilniki in operaterske postaje so podobni porazdeljenim nadzornim sistemom, odgovorni za obdelavo nadzornih nalog in interakcijo človek-stroj.
4. Industrijski nadzorni sistem Ethernet
Industrijski krmilni sistem Ethernet je porazdeljen nadzorni sistem, ki temelji na tehnologiji Ethernet. Ethernet je široko uporabljena komunikacijska tehnologija v računalniških omrežjih, za katero so značilne visoke hitrosti prenosa, velika pasovna širina in dobra združljivost. Industrijski krmilni sistem Ethernet običajno sestavljajo naslednje komponente:
4.1 Industrijske naprave Ethernet:Industrijske naprave Ethernet vključujejo industrijska stikala Ethernet, industrijske adapterje Ethernet in industrijske vmesnike Ethernet.
4.2 Nadzorna vozlišča in terenske naprave:Nadzorna vozlišča in terenske naprave so podobne tistim v porazdeljenem nadzornem sistemu, odgovorne za obdelavo nadzornih nalog in zbiranje proizvodnih podatkov.
4.3 Komunikacijsko omrežje Ethernet:Ethernet komunikacijsko omrežje je komunikacijsko omrežje, ki povezuje vsa krmilna vozlišča in terenske naprave, odgovorne za prenos krmilnih signalov in podatkov.
4.4 Krmilniki in upravljavske postaje:Krmilniki in operaterske postaje so podobni porazdeljenim nadzornim sistemom, odgovorni za obdelavo nadzornih nalog in interakcijo človek-stroj.
5. Nadzorni sistem programabilnega logičnega krmilnika (PLC).
Programabilni logični krmilnik (PLC) je računalnik, posebej zasnovan za industrijske nadzorne aplikacije. PLC-ji se odlikujejo po prilagodljivem programiranju, visoki zanesljivosti in enostavni razširitvi ter se pogosto uporabljajo v različnih krmilnih sistemih industrijske avtomatizacije. Krmilni sistem PLC je običajno sestavljen iz naslednjih komponent:
5.1 PLC:PLC je jedro krmilnega sistema PLC, ki je odgovoren za sprejemanje signalov senzorjev, obdelavo podatkov, sprejemanje odločitev in nato pošiljanje krmilnih ukazov aktuatorjem.
5.2 Vhodno/izhodni moduli:Vhodno/izhodni moduli so naprave, ki povezujejo PLC z napravami na terenu, odgovorne za pretvorbo senzorskih signalov v signale, ki jih PLC prepozna, ali za pretvorbo krmilnih ukazov PLC v signale, ki jih prepoznajo aktuatorji.