ระบบควบคุมอัตโนมัติ: ระดับ เครื่องมือ คุณสมบัติและแอปพลิเคชัน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ระบบอัตโนมัติของระบบควบคุม (ACS) เป็นระบบข้อมูลที่ออกแบบมาสำหรับการนำกระบวนการจัดการไปใช้งานโดยอัตโนมัติ ควรสังเกตว่าการแนะนำเทคโนโลยีดังกล่าวควรได้รับการพิสูจน์จากมุมมองทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ส่วนใหญ่แล้ว การติดตั้งระบบดังกล่าวทำให้สามารถลดจำนวนพนักงานที่ทำงาน เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการ และปรับปรุงคุณภาพของโรงงานได้

ข้อกำหนดสำหรับ ACS

มีข้อกำหนดบางประการสำหรับระบบควบคุมอัตโนมัติ

ประการแรก สิ่งสำคัญคือองค์ประกอบทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ และยังมีการเชื่อมต่อกับระบบอัตโนมัติที่เชื่อมต่อกับระบบควบคุมอัตโนมัติอีกด้วย นอกจากนี้ มันสำคัญมากที่ระบบจะมีโอกาสขยาย พัฒนา และปรับปรุงให้ทันสมัย สิ่งนี้ทำด้วยความคาดหวังว่าองค์กรจะพัฒนาในอนาคตและจำเป็นต้องมีระบบที่ทันสมัยกว่านี้

ที่สอง ระบบควบคุมอัตโนมัติต้องมีระดับความน่าเชื่อถือเพียงพอ กล่าวอีกนัยหนึ่ง จะต้องปลอดภัย 100% เมื่อทำงานกับพารามิเตอร์ที่ตั้งค่าเริ่มต้น ข้อกำหนดที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการปรับตัว ระบบจะต้องได้รับการกำหนดค่าในลักษณะที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ อย่างไรก็ตาม ควรกล่าวในที่นี้ว่าช่วงของการเปลี่ยนแปลงมีการหารือล่วงหน้า ก่อนการติดตั้งระบบควบคุมอัตโนมัติ ดังนั้นขีดจำกัดของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จึงถูกป้อนเข้าสู่ระบบล่วงหน้า

ระบบควบคุมอัตโนมัติควรให้ความสามารถในการควบคุมการทำงาน นอกจากนี้ เป็นสิ่งสำคัญมากที่ในกรณีที่เกิดความผิดปกติ ระบบสามารถวินิจฉัยและระบุสถานที่ ประเภท และสาเหตุของปัญหาเฉพาะได้ ข้อกำหนดที่สำคัญประการสุดท้ายสำหรับระบบควบคุมอัตโนมัติคือการป้องกันการกระทำที่ไม่ถูกต้องของบุคลากร ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์โดยไม่ได้ตั้งใจหรือโดยเจตนาซึ่งอาจทำให้วัตถุอยู่ในสถานะวิกฤติ ระบบควบคุมจะต้องได้รับการปกป้อง กฎนี้ใช้ในกรณีที่ข้อมูลรั่วไหลที่ไหนสักแห่ง

บางส่วนของ ACS. ฟังก์ชั่น

ในปัจจุบัน ระบบข้อมูลใดๆ รวมถึงระบบการจัดการอัตโนมัติขององค์กร สามารถแบ่งออกเป็นสององค์ประกอบตามเงื่อนไข อันแรกใช้งานได้ อันที่สองมีให้ ส่วนแรกรับผิดชอบด้านการกระทำซึ่งแต่ละระบบถูกสร้างขึ้น การรวมกันของงานแต่ละอย่างเหล่านี้จะสร้างส่วนที่ใช้งานได้ของระบบโดยรวม

ต่อไป คุณต้องใส่ใจกับความจริงที่ว่าระบบควบคุมอัตโนมัติใด ๆ จะต้องทำงานขั้นตอนต่อไปนี้:

• มันต้องรวบรวม ประมวลผล และวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับสถานะของวัตถุ
• ระบบจะต้องสามารถพัฒนาวิธีการควบคุมเมื่อมีความจำเป็น;
• ระบบควบคุมอัตโนมัติจะต้องสามารถถ่ายโอนการดำเนินการควบคุมไปยังองค์ประกอบผู้บริหาร เช่นเดียวกับการถ่ายโอนข้อมูลไปยังผู้ปฏิบัติงานเพื่อควบคุม
• การดำเนินการและการควบคุมการดำเนินการควบคุมที่พัฒนาขึ้นนั้นอยู่ในระบบควบคุมเช่นกัน

ให้ส่วนหนึ่งของระบบควบคุมอัตโนมัติ ส่วนข้อมูล

ส่วนใหญ่ที่สองจัดให้. มันค่อนข้างซับซ้อนกว่าและแบ่งออกเป็นกลุ่มการแสดงขนาดเล็กหลายกลุ่มตามเงื่อนไขซึ่งรวมถึงส่วนต่อไปนี้:

• โปรแกรม-คณิตศาสตร์;
• เชิงข้อมูล;
• เทคนิค;
• ระเบียบวิธีและองค์กร
• ภาษาศาสตร์;
• บุคลากร

การทำงานของระบบอัตโนมัติการจัดการองค์กรหรือส่วนสนับสนุนนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่ามันรวบรวมข้อมูลที่สมบูรณ์เกี่ยวกับวัตถุ ตามข้อมูลที่ได้รับ ซึ่งรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับการเข้ารหัส วิธีการกำหนดที่อยู่ รูปแบบข้อมูล ฯลฯ ACS จะดำเนินการ คุณต้องเข้าใจว่าข้อมูลจำนวนมากต้องการพื้นที่จัดเก็บ ด้วยเหตุผลนี้ ข้อมูลที่ได้รับทั้งหมดจะถูกรวบรวมในฐานข้อมูลขนาดใหญ่ ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในสื่อของเครื่องในภายหลัง

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการเก็บข้อมูลทั้งหมดตั้งแต่เริ่มงานจนถึงทุกวันนี้เป็นไปไม่ได้เพราะมีมากเกินไป ดังนั้นข้อมูลที่เก็บไว้ทั้งหมดจะถูกเขียนทับบนสื่อด้วยความถี่ที่แน่นอนซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของวัตถุ นอกจากนี้แต่ละระบบอัตโนมัติของกระบวนการดังกล่าวมีการจัดเก็บข้อมูลสำรองบางประเภท มีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถกู้คืนข้อมูลสูญหายได้หากอุปกรณ์ใดล้มเหลว

ส่วนคณิตศาสตร์

ควรสังเกตทันทีว่าระบบการจัดการทุกวันนี้สำคัญที่สุด ส่วนซอฟต์แวร์ประเภทนี้รวมถึงซอฟต์แวร์ใดๆ ที่ทำงานทั้งหมดที่ได้รับมอบหมายให้กับระบบ และยังช่วยให้มั่นใจถึงการทำงานปกติของวิธีการทางเทคนิคที่ซับซ้อนทั้งหมดที่ใช้ในองค์กรนี้ ส่วนทางคณิตศาสตร์คือผลรวมของสูตรทางคณิตศาสตร์ แบบจำลอง อัลกอริธึมที่ใช้ในการทำงานของระบบข้อมูลทั้งหมด

ซอฟต์แวร์ของระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติต้องตอบสนองประสิทธิภาพของฟังก์ชันทั้งหมดที่จำเป็นจากออบเจกต์อัตโนมัติ เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบในที่นี้ว่าฟังก์ชันทั้งหมดเหล่านี้ถูกใช้งานโดยใช้เครื่องมือคำนวณ มีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างที่ส่วนซอฟต์แวร์ของ ACS ต้องเป็นไปตาม:

1. ฟังก์ชั่นเพียงพอ. นั่นคือระบบจะต้องสมบูรณ์
2. ระบบนั้นไม่เพียงเชื่อถือได้แต่ยังมีคุณสมบัติอีกด้วยรักษาตัวเองรวมทั้งระบุสาเหตุของการเสีย
3. ระบบต้องปรับให้เข้ากับพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงของวัตถุ
4. ควรปรับเปลี่ยนได้ถ้าจำเป็น
5. โมดูลาร์ของการก่อสร้างรวมถึงความสะดวกในการใช้งานก็เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบเช่นกัน

ส่วนเทคนิค

ที่นี่ค่อนข้างเรียบง่าย การสนับสนุนทางเทคนิครวมถึงความพร้อมของวิธีการทางเทคนิคทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานสูงสุดของระบบควบคุมอัตโนมัติ ส่วนนี้ได้รับผลกระทบมากที่สุดจากการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ต้องขอบคุณการพัฒนาของทั้งสองส่วนนี้ ความหลากหลายของเครื่องมือวัดทางเทคนิคจึงกว้างขึ้น และด้วยตัวมันเองพวกเขาสามารถแก้ปัญหาได้กว้างขึ้น

ปัจจุบัน ระบบและวิธีการทางเทคนิคของระบบอัตโนมัติและการควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ กลุ่มแรกเป็นสื่อกลางในการสื่อสาร กลุ่มที่สองคือเทคโนโลยีขององค์กร

ที่นี่จำเป็นต้องเข้าใจว่ามีการใช้วิธีการทางเทคนิคของระบบอัตโนมัติในทุกขั้นตอนของการทำงานของระบบควบคุมอัตโนมัติ ตั้งแต่การแก้ไขพารามิเตอร์ไปจนถึงที่เก็บข้อมูล และยังช่วยให้สามารถเชื่อมต่อ ระบบควบคุมทั้งหมดในเครือข่ายเดียว หากเราพูดถึงวิธีการสื่อสารแยกกัน อย่างแรกเลยคือพวกเขามีบทบาทในการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง ในบางกรณีซึ่งเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก พวกเขาจะทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีองค์กรเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ดำเนินการต่างๆ ด้วยข้อมูลที่ได้รับก่อนหน้านี้

กฎที่ค่อนข้างสำคัญคือวิธีการทางเทคนิคใดๆ ของระบบควบคุมอัตโนมัติ ในกรณีที่เกิดการขัดข้อง ควรแทนที่ด้วยวิธีการที่คล้ายกันโดยไม่มีปัญหาใดๆ โดยไม่จำเป็นต้องกำหนดค่าใหม่

ส่วนระเบียบวิธีและการจัดระบบ

การออกแบบระบบควบคุมอัตโนมัติแสดงถึงการมีอยู่ของส่วนต่างๆ เช่น ระเบียบวิธีและการจัดองค์กร ระบบควบคุมอัตโนมัติสาขานี้เป็นชุดของวิธีการ เครื่องมือ และเอกสารพิเศษบางอย่างที่กำหนดขั้นตอนการปฏิบัติงาน ไม่เพียงแต่สำหรับตัวระบบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบุคลากรที่ดูแลระบบด้วย นอกจากนี้ยังมีเอกสารที่จัดระบบขั้นตอนการทำงานของบุคลากรเมื่อมีการโต้ตอบกัน ซึ่งรวมถึงวิธีการบางอย่างด้วย ซึ่งเป็นผลมาจากการฝึกอบรมบุคลากรให้ทำงานกับระบบข้อมูลเฉพาะ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นี่คือส่วนที่ส่งผลกระทบไม่เพียงแค่ระบบเอง แต่ยังรวมถึงปัจจัยมนุษย์ด้วย

จุดประสงค์หลักของส่วนนี้คือเพื่อให้ระบบทำงานและทำงานตลอดจนทำให้สามารถพัฒนาต่อไปได้หากจำเป็น อาจมีเพิ่มเติมว่าส่วนนี้มีคำแนะนำที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่บุคลากรต้องทำระหว่างการทำงานของ ACS เพื่อรักษาการทำงานปกติ นอกจากนี้ยังจัดเก็บไฟล์ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องทำหากระบบเข้าสู่โหมดฉุกเฉินหรือไม่ทำงานตามที่ควรจะเป็น

ภาษาศาสตร์

ส่วนสุดท้ายของส่วนสนับสนุนของ ACS เป็นภาษาศาสตร์ โดยปกติระบบนี้เป็นชุดภาษา ซึ่งรวมถึงภาษาในการสื่อสารของบุคลากรที่ให้บริการระบบการจัดการการผลิตอัตโนมัติตลอดจนผู้ใช้ที่มีส่วนต่าง ๆ ของระบบเช่นด้านเทคนิค ข้อมูล และโปรแกรมคณิตศาสตร์ นอกจากนี้ยังมีการถอดเสียงของข้อกำหนดและคำจำกัดความทั้งหมดที่ใช้โดย ACS ในระหว่างการทำงาน

ระหว่างการใช้งาน ผู้ปฏิบัติงานสามารถสื่อสารกับระบบควบคุมได้ในเวลาที่สะดวกและรวดเร็วเป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากการสนับสนุนทางภาษาศาสตร์จึงทำให้การสื่อสารนี้ได้รับความสะดวก ความชัดเจน และความเสถียรตามที่ต้องการ จำเป็นต้องเพิ่มว่าที่นี่จำเป็นต้องมีวิธีการทางเทคนิคที่จะแก้ไขข้อผิดพลาด หากมี ระหว่างการสื่อสารระหว่างผู้ใช้และระบบอัตโนมัติ จนถึงปัจจุบัน มีสองวิธีในการทำงานร่วมกับ ACS

วิธีแรกในกระบวนการจัดการระบบอัตโนมัติคือการติดตั้งและใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เครื่องมือเหล่านี้จะใช้เพื่อลดความซับซ้อนของการดำเนินการบางอย่างที่เกิดขึ้นเมื่อทำงานกับเอกสารเท่านั้น จนถึงปัจจุบัน วิธีการนี้ถือว่าไม่ได้ผล เนื่องจากวิธีนี้ไม่อนุญาตให้คุณปลดล็อกศักยภาพของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในระดับปัจจุบันได้อย่างเต็มที่

วิธีที่สองโดยพื้นฐานแล้วแตกต่างจากวิธีแรกและอยู่ในความจริงที่ว่าองค์กรสร้างระบบการจัดการอัตโนมัติแบบบูรณาการวัตถุ ในกรณีนี้ ไม่เพียงแต่การจัดการเอกสารจะถูกส่งไปยังช่างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฐานข้อมูล ระบบผู้เชี่ยวชาญ เครื่องมือสื่อสาร และฟังก์ชันอื่นๆ อีกมากมาย

ระดับล่างและกลางของ ACS

ระบบควบคุมกระบวนการใด ๆ ในปัจจุบันสามารถแบ่งออกเป็นหลายระดับตามเงื่อนไข ระบบควบคุมอัตโนมัติในปัจจุบันมีสามระดับดังกล่าว

ระดับล่างคือเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์วัดที่ควบคุมลักษณะที่ควบคุม นอกจากนี้ยังรวมถึงแอคทูเอเตอร์ซึ่งค่าของคุณสมบัติขึ้นอยู่กับ ในระดับนี้มีการควบคุมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งประกอบด้วยการจับคู่สัญญาณจากเซ็นเซอร์กับอินพุตของอุปกรณ์ควบคุม นอกจากนี้ยังมีการแลกเปลี่ยนสัญญาณที่สร้างโดยอุปกรณ์เหล่านี้ด้วยแอคทูเอเตอร์

ระดับกลางถัดไปคือการจัดการอุปกรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้จะอยู่ในขั้นตอนการควบคุมนี้ PLC เหล่านี้สามารถรับสัญญาณจากอุปกรณ์วัดรวมทั้งจากเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบสถานะของกระบวนการ ตามข้อมูลที่ได้รับ เช่นเดียวกับข้อมูลที่ผู้ใช้กำหนด PLC จะสร้างสัญญาณควบคุมที่ส่งไปยังตัวกระตุ้นด้วยคำสั่งที่ชัดเจน

ระดับบนสุด

ระบบควบคุมอัตโนมัติในระบบเทคนิคก็มีส่วนที่สามที่สูงกว่าระดับ. อุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่ สถานีควบคุมและสถานีจ่ายงาน อุปกรณ์เครือข่าย เซิร์ฟเวอร์อุตสาหกรรม ในขั้นตอนนี้เองที่บุคคลจะใช้การควบคุมเต็มรูปแบบในการดำเนินการทางเทคโนโลยีในโรงงาน นอกจากนี้ยังมีการสื่อสารกับสองระดับก่อนหน้านี้ ซึ่งช่วยให้คุณรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นได้สำเร็จ

ในขั้นตอนนี้ HMI, SCADA ถูกใช้ อย่างแรกคืออินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรด้วยความช่วยเหลือซึ่งผู้มอบหมายงานสามารถตรวจสอบความคืบหน้าของการดำเนินงานทางเทคโนโลยีที่โรงงานได้ ซึ่งรวมถึงจอภาพหรือแผงกราฟิกต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่มักจะติดตั้งบนตู้อัตโนมัติและมีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุและความคืบหน้าของกระบวนการเท่านั้น เพื่อควบคุมอุปกรณ์อัตโนมัติและระบบควบคุม มีระบบ SCADA ซึ่งแสดงถึงการมีการควบคุมดูแลและความสามารถในการรวบรวมข้อมูล พูดง่ายๆ ก็คือ เครือข่ายนี้ให้คุณติดตั้งซอฟต์แวร์ที่สามารถกำหนดค่าและติดตั้งบนคอมพิวเตอร์ของผู้มอบหมายงานได้

ข้อมูลที่สำคัญที่สุดทั้งหมดที่ PLC รวบรวมในระดับกลางจะถูกรวบรวม จัดเก็บถาวร และแสดงภาพโดยใช้ระบบนี้ พื้นฐานของระบบอัตโนมัติอยู่ที่นี่อย่างชัดเจน เนื่องจาก SCADA ไม่เพียงแต่สามารถรับข้อมูลได้เท่านั้น แต่ยังเปรียบเทียบได้กับข้อมูลที่ผู้ประกอบการป้อนอีกด้วย หากมีการเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ใด ๆ จากค่าที่ตั้งไว้ ระบบจะแจ้งผู้ใช้เกี่ยวกับสิ่งนี้โดยใช้สัญญาณเตือน บางระบบมีความสามารถไม่เพียงแต่ในการควบคุมเท่านั้นแต่ยังเปลี่ยนค่าใด ๆ โดยอัตโนมัติเพื่อคืนค่าที่เกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้

เครื่องมืออัตโนมัติ

ระบบอัตโนมัติของการจัดการบุคลากร กระบวนการทางเทคโนโลยีดำเนินการโดยใช้วิธีการทางเทคนิคของระบบอัตโนมัติหรือ TCA กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งเหล่านี้คืออุปกรณ์ที่สามารถเป็นเครื่องมือทางเทคนิคในตัวเองและดำเนินกิจกรรมใดๆ หรือเป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์-ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

บ่อยครั้ง TCA เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ทั้งหมดที่รวบรวม ประมวลผล ส่งข้อมูล ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือดังกล่าว ทำให้สามารถควบคุม ปรับแต่ง และตรวจสอบลักษณะอัตโนมัติของกระบวนการผลิตได้ มี TCA ที่ควบคุมพารามิเตอร์บางอย่าง สิ่งเหล่านี้อาจเป็นความดัน อุณหภูมิ เซ็นเซอร์ระดับ เซ็นเซอร์ capacitive เซ็นเซอร์เลเซอร์ ฯลฯ ถัดไปคือ TSA ที่ให้ข้อมูล ซึ่งงานหลักคือการถ่ายโอนข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันคือการเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ควบคุมระดับล่างกับระดับที่สูงกว่า

อุปกรณ์ควบคุมมีความสามารถในการหยุดกระบวนการผลิตทั้งหมดหรือบางส่วนจนกว่าสาเหตุของการหยุดจะถูกกำจัด นอกจากนี้ ระบบขั้นสูงบางระบบสามารถแก้ไขปัญหาของตนเองได้ ในกรณีนี้ หมายถึงระบบควบคุมและการจัดการที่รักษาตัวเองได้