Automazione dei sistemi di controllo: livelli, strumenti, funzionalità e applicazioni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'automazione dei sistemi di controllo (ACS) è un sistema informativo progettato per l'implementazione automatizzata dei processi di gestione. Va notato che l'introduzione di tale tecnologia dovrebbe essere giustificata da un punto di vista tecnico ed economico. Molto spesso, l'installazione di un tale sistema consente di ridurre il numero di personale che lavora, aumentare l'efficienza della gestione e migliorare la qualità della struttura.

Requisiti per ACS

Ci sono alcuni requisiti per l'automazione del sistema di controllo.

In primo luogo, è molto importante che tutti gli elementi possano essere collegati tra loro e che abbiano anche una connessione con un sistema automatizzato collegato al sistema di controllo automatizzato. Inoltre, qui è molto importante che il sistema abbia possibilità di espansione, sviluppo e ammodernamento. Ciò viene fatto con l'aspettativa che in futuro l'impresa si svilupperà e sarà necessario un sistema più modernizzato.

Secondo, ma non meno importante, il sistema di automazione del controllodeve avere un sufficiente grado di affidabilità. In altre parole, deve essere sicuro al 100% quando si lavora con i parametri inizialmente impostati. Un altro requisito importante è l'adattabilità. Il sistema deve essere configurato in modo tale da poter cambiare a fronte di modifiche dei parametri. Tuttavia, va detto qui che la gamma di modifiche viene discussa in anticipo, prima dell'installazione del sistema di controllo automatizzato, e quindi questi limiti di modifiche vengono inseriti nel sistema in anticipo.

Il sistema di automazione del controllo dovrebbe fornire la capacità di controllare il proprio lavoro. Inoltre, è molto importante che, in caso di malfunzionamento, il sistema possa diagnosticare e indicare il luogo, il tipo e la causa di un particolare problema. L'ultimo importante requisito per un sistema di controllo automatizzato è la protezione contro le azioni scorrette del personale. In caso di modifiche accidentali o intenzionali di parametri che possono portare l'oggetto in uno stato critico, il sistema di controllo deve essere protetto. Questa regola si applica anche nel caso in cui le informazioni siano trapelate da qualche parte.

Parti di ACS. Funzionale

Attualmente, qualsiasi sistema informativo, incluso un sistema di automazione della gestione aziendale, può essere suddiviso condizionatamente in due componenti. Il primo è funzionale, il secondo fornisce. La prima parte è responsabile dell'aspetto delle azioni in cui viene creato ogni singolo sistema. La combinazione di queste singole attività crea una parte funzionale del sistema generale.

Successivamente, devi prestare attenzione al fatto che qualsiasi sistema di controllo automatizzato deve funzionareseguenti passaggi:

• deve raccogliere, elaborare e analizzare tutte le informazioni relative allo stato dell'oggetto;
• il sistema deve essere in grado di sviluppare metodi di controllo quando se ne presenta la necessità;
• Il sistema di controllo automatizzato deve anche essere in grado di trasferire le azioni di controllo agli elementi esecutivi, nonché di trasferire i dati all'operatore per il controllo;
• L'implementazione e il controllo delle azioni di controllo sviluppate spetta anche al sistema di controllo.

Fornire parte del sistema di controllo automatizzato. Parte informativa

La seconda grande parte è fornire. È un po' più complicato ed è suddiviso condizionatamente in diversi gruppi di artisti più piccoli, che includono le seguenti sezioni:

• programma-matematico;
• informativo;
• tecnico;
• metodologico e organizzativo;
• linguistico;
• personale.

Il funzionamento del sistema di automazione della gestione aziendale, o meglio la sua parte di supporto, si basa sul fatto che raccoglie informazioni complete sull'oggetto. Sulla base delle informazioni ricevute, che includono i dati sulla codifica, i metodi di indirizzamento, i formati dei dati, ecc., l'ACS funzionerà. È necessario comprendere che una grande quantità di informazioni richiede spazio di archiviazione. Per questo motivo, tutti i dati ricevuti vengono raccolti in database di grandi dimensioni, che vengono successivamente archiviati sul supporto della macchina.

È importante capire qui che per memorizzare tutte le informazioni dall'inizio del lavoro fino ad oggiImpossibile perché ce n'è troppa. Pertanto, tutti i dati memorizzati vengono sovrascritti sul supporto con una certa frequenza, necessaria per il normale funzionamento dell'oggetto. Inoltre, ciascuno di questi sistemi di automazione dei processi dispone di una sorta di archiviazione dei dati di backup. Ha lo scopo di essere in grado di recuperare la perdita di informazioni in caso di guasto di un dispositivo.

Parte matematica

Va notato subito che è il più importante in qualsiasi sistema di gestione oggi. La parte software di questo tipo include qualsiasi software che esegue tutti i compiti assegnati al sistema e garantisce anche il normale funzionamento dell'intero complesso di mezzi tecnici utilizzati in questa impresa. La parte matematica è la totalità di tutte le formule matematiche, i modelli, gli algoritmi utilizzati nel funzionamento del sistema informativo.

Il software del sistema di controllo dell'automazione di processo deve soddisfare pienamente le prestazioni di tutte le funzioni richieste dall'oggetto di automazione. È importante notare qui che tutte queste funzioni sono implementate utilizzando strumenti di calcolo. Esistono diverse proprietà specifiche che la parte software dell'ACS deve soddisfare:

1. Sufficienza funzionale. Cioè, il sistema deve essere completo.
2. È importante che il sistema non sia solo affidabile, ma abbia anche la proprietàauto-guarigione, oltre a determinare la causa del guasto.
3. Il sistema deve adattarsi ai parametri variabili dell'oggetto.
4. Dovrebbe essere possibile modificare se necessario.
5. Anche la modularità della costruzione, così come la facilità d'uso, sono componenti importanti del sistema.

Sezione tecnica

Qui è tutto abbastanza semplice. Il supporto tecnico comprende la disponibilità di tutti i mezzi tecnici necessari per garantire la massima funzionalità del sistema di controllo automatizzato. Questa sezione è maggiormente interessata dallo sviluppo della tecnologia informatica e della tecnologia informatica. Grazie allo sviluppo di queste due aree, la varietà degli strumenti tecnici di misura sta diventando più ampia, e da soli sono in grado di risolvere una gamma sempre più ampia di problemi.

Attualmente, i sistemi e i mezzi tecnici di automazione e controllo possono essere divisi in due grandi gruppi. Il primo gruppo è il mezzo di comunicazione e il secondo è il mezzo della tecnologia organizzativa.

Qui è necessario capire che i mezzi tecnici di automazione sono utilizzati in tutte le fasi del funzionamento del sistema di controllo automatizzato, dalla fissazione dei parametri alla loro memorizzazione, e anche con il loro aiuto è possibile collegare i intero sistema di controllo in un'unica rete. Se parliamo separatamente dei mezzi di comunicazione, essi, prima di tutto, svolgono il ruolo di trasmettitori di informazioni da un dispositivo all' altro. In alcuni rari casi, funzionano insieme ai computer. La tecnologia organizzativa è un dispositivo che consenteeseguire varie operazioni con le informazioni ottenute in precedenza.

Una regola piuttosto importante è che qualsiasi mezzo tecnico del sistema di controllo automatizzato, in caso di guasto, debba essere sostituito con uno simile senza alcun problema, senza necessità di riconfigurarlo.

Sezione metodologica e organizzativa del sistema

Progettare un sistema di automazione del controllo implica la presenza di una sezione metodologica e organizzativa. Questo ramo del sistema di controllo automatizzato è un insieme di metodi, strumenti e alcuni documenti speciali che stabiliscono la procedura operativa non solo per il sistema stesso, ma anche per il personale che lo mantiene. Inoltre, ci sono anche documenti che sistematizzano la procedura per il lavoro del personale quando interagiscono tra loro. Ciò include anche alcuni metodi, a seguito dei quali il personale viene addestrato a lavorare con un particolare sistema informativo. In altre parole, questa è una sezione che riguarda non solo il sistema stesso, ma anche il fattore umano.

Lo scopo principale di questa sezione è mantenere il sistema attivo e funzionante oltre a consentirne l'ulteriore sviluppo, se necessario. Si può aggiungere che questa sezione contiene istruzioni relative a ciò che il personale deve fare durante il funzionamento dell'ACS per mantenerne il normale funzionamento. Memorizza anche file che contengono informazioni su cosa è necessario fare se il sistema entra in modalità di emergenza o semplicemente non funziona come dovrebbe.

Linguistica

L'ultima sezione della parte di supporto dell'ACS è linguistica. Naturalmente, questo sistema è un set di lingue. Ciò include i linguaggi di comunicazione del personale che assiste il sistema di automazione della gestione della produzione, nonché i suoi utenti con tali parti del sistema stesso come tecnico, informativo e programma-matematico. Ci sono anche le trascrizioni di tutti i termini e le definizioni utilizzati dall'ACS durante il suo lavoro.

Durante il funzionamento, è molto importante che gli operatori possano comunicare con il sistema di controllo in modo tempestivo e conveniente. È grazie al supporto linguistico che si ottiene la convenienza, l'univocità e la stabilità richieste per questa comunicazione. È solo necessario aggiungere che qui è necessario disporre di mezzi tecnici che correggano eventuali errori durante la comunicazione tra l'utente e il sistema di automazione. Ad oggi, ci sono due diversi approcci per lavorare con ACS.

Il primo modo in cui viene eseguito il processo di gestione dell'automazione è l'installazione e l'uso della tecnologia informatica. Questi strumenti verranno utilizzati solo per semplificare alcune delle operazioni che si verificano quando si lavora con i documenti. Ad oggi, questo metodo è considerato inefficace, poiché non consente di sbloccare completamente il potenziale dell'attuale livello di tecnologia informatica.

Il secondo metodo è fondamentalmente diverso dal primo e risiede nel fatto che l'impresa crea un sistema integrato di gestione automatizzataoggetti. In questo caso al tecnico viene trasferita non solo la gestione dei documenti, ma anche database, sistemi esperti, strumenti di comunicazione, oltre a molte altre funzioni.

Livello inferiore e medio di ACS

Oggi qualsiasi sistema di controllo di processo può essere suddiviso condizionatamente in più livelli. L'automazione del sistema di controllo ha attualmente tre di questi livelli.

Il livello inferiore sono i sensori, oltre ai dispositivi di misurazione che controllano le caratteristiche controllate. Inoltre, questo include anche gli attuatori, da cui dipende il valore delle caratteristiche. A questo livello viene effettuato solo un controllo minimo, che consiste nell'abbinare il segnale del sensore con l'ingresso del dispositivo di controllo. C'è anche uno scambio di segnali generati da questi dispositivi con attuatori.

Il prossimo livello intermedio è la gestione delle apparecchiature. In altre parole, i controllori logici programmabili si trovano su questa fase di controllo. Questi PLC sono in grado di ricevere segnali da apparecchiature di misura e sensori che monitorano lo stato del processo. In base alle informazioni ricevute, nonché ai dati impostati dall'utente, il PLC genera un segnale di controllo che viene trasmesso all'attuatore con un chiaro comando.

Livello superiore

Anche l'automazione del controllo nei sistemi tecnici ha un terzo, più altolivello. Tali apparecchiature sono operatori e stazioni di spedizione, apparecchiature di rete, server industriali. È in questa fase che il pieno controllo sul corso delle operazioni tecnologiche presso la struttura è esercitato da una persona. Inoltre, qui viene fornita anche la comunicazione con i due livelli precedenti, che consente di raccogliere con successo tutte le informazioni necessarie.

In questa fase vengono utilizzati HMI, SCADA. Il primo è un'interfaccia uomo-macchina, con l'aiuto della quale il dispatcher è in grado di monitorare l'andamento delle operazioni tecnologiche presso la struttura. Ciò include vari monitor o pannelli grafici, che sono spesso installati su armadi di automazione e hanno lo scopo solo di visualizzare informazioni sull'oggetto e sull'avanzamento del processo. Al fine di controllare le apparecchiature di automazione e il sistema di controllo, è presente un sistema SCADA, che implica la presenza del controllo di supervisione e la capacità di raccogliere dati. In parole povere, questa rete consente di installare software che può essere configurato e installato sui computer degli spedizionieri.

Tutti i dati più importanti che il PLC raccoglie a livello intermedio vengono raccolti, archiviati e visualizzati utilizzando questo sistema. La base dell'automazione sta proprio qui, poiché SCADA è in grado non solo di ricevere informazioni, ma anche di confrontarle con quella inserita dall'operatore. In caso di scostamento di un qualsiasi parametro dal valore impostato, il sistema ne informa l'utente tramite un allarme. Alcunii sistemi hanno la capacità non solo di controllare, ma anche di modificare automaticamente qualsiasi valore in modo da restituire un valore che è andato oltre i limiti stabiliti.

Strumenti di automazione

Il sistema di automazione della gestione del personale, il processo tecnologico viene effettuato a spese dei mezzi tecnici di automazione, o TCA. In altre parole, si tratta di dispositivi che possono essere di per sé uno strumento tecnico e svolgere qualsiasi attività, oppure far parte di un complesso hardware-software.

Molto spesso, il TCA è l'elemento base di un sistema di automazione. Ciò include tutte le apparecchiature che acquisiscono, elaborano, trasmettono informazioni. Con l'ausilio di tali strumenti è possibile controllare, regolare e monitorare gli aspetti automatizzati del processo produttivo. Ci sono TCA che controllano alcuni parametri. Questi possono essere sensori di pressione, temperatura, livello, sensori capacitivi, sensori laser, ecc. Successivamente ci sono i TSA informativi, il cui compito principale è trasferire le informazioni ricevute dai sensori. In altre parole, è il collegamento tra il livello inferiore e l'apparecchiatura di controllo di livello superiore.

Le apparecchiature di controllo hanno la capacità di interrompere completamente o parzialmente il processo produttivo fino a quando la causa dell'arresto non viene eliminata. Inoltre, alcuni sistemi avanzati possono eseguire la propria risoluzione dei problemi. In questo caso si tratta di sistemi di controllo e gestione autorigeneranti.