Průmyslová automatizace je komplexní, dynamická a fascinující oblast technologie.
Zavedení
V dnešním světě je průmyslová automatizace prakticky všudypřítomná. Automatizované systémy umožňují výrobu, strojírenství, konstrukci, výrobu energie a další procesy v jádru ekonomiky ke zlepšení účinnosti a produktivity. Průmyslová automatizace dnes prochází novou vlnou výrazného rozvoje, který je poháněn inovativními technologiemi, jako je umělá inteligence (AI), cloud computing, velká data a internet věcí (IoT).
Co je průmyslová automatizace?
Průmyslová automatizace se týká použití automatizovaných ovládacích prvků, jako jsou programovatelné logické automaty (PLC) a vzdálené terminálové jednotky (RTU). Ty pomáhají řídit průmyslové procesy a strojní zařízení a nahrazují ruční zásahy a nebezpečné automatizované montážní operace.
Průmyslová automatizace se skládá z řady synchronizovaných komponent. Provádí funkce, jako je řízení, snímání, dohled a monitorování průmyslových procesů.
Funkčně průmyslová automatizace zahrnuje -úroveň pole (senzory a akční členy),-úroveň řízení, dohled, úroveň řízení výroby- (SCADA) a informační a podnikovou-úroveň (MES a ERP).
Komponenty automatického řízení
PLC - Programmable Logic Controller
PLC je průmyslový-digitální počítač určený k provádění řídicích funkcí, zejména v průmyslových aplikacích.
Programovatelný logický regulátor je elektronické zařízení používané k řízení procesů. Skládá se z centrální procesorové jednotky; vstupní a výstupní zařízení, napájecí, komunikační a redundantní jednotky. PLC je před-naprogramováno podle jeho aplikace a uvedeno do provozu. PLC přijímá vstupy z pole, zpracovává vstupy podle dokončeného naprogramování a vydává příkazy polním zařízením. Může také přijímat příkazy od operátorů závodu přes SCADA a vydávat příkazy polním zařízením. Funkce PLC se liší podle výrobce, ale základní architektura zůstává stejná.
Vzdálená koncová jednotka RTU -
RTU je zkratka pro Remote Terminal Unit. RTU je řídicí zařízení obvykle instalované na vzdáleném místě jako součást většího systému. Primárním účelem RTU je monitorovat a řídit provozní zařízení, jako jsou ventily, akční členy, senzory atd. RTU jsou nezbytnou součástí systémů SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) a slouží jako rozhraní mezi řízením SCADA a fyzickými procesy.
RTU se skládá z hardwarového panelu, který obsahuje jeden nebo více vstupně/výstupních (I/O) modulů. Nejdůležitější součásti RTU jsou centrální procesorová jednotka (CPU), napájecí zdroj, komunikační porty a fyzické I/O.
Distribuovaný řídicí systém DCS -
DCS (Distributed Control System) je navržen pro řízení složitějších a geograficky rozsáhlejších průmyslových procesů. Celý průmyslový proces je rozdělen do samostatných kontrolních zón, z nichž každá je řízena vyhrazenými autonomními ovladači. Polní zařízení komunikují s kontroléry ve specifických kontrolních zónách. Tyto ovladače jsou propojeny pomocí vysokorychlostní komunikační sítě a připojeny k inženýrskému PC, kde se provádí celkové řízení, monitorování, protokolování dat a funkce alarmů. V distribuovaném řídicím systému jsou rozhodnutí o řízení přijímána provozovateli zařízení, nikoli samotnými řídicími jednotkami. DCS je před-navržené řešení, které vyžaduje konfiguraci spíše než programování (jako PLC).
PAC - Programmable Logic Controller
PAC lze považovat za kombinaci PLC, RTU, DCS a PC. Disponuje možnostmi diskrétního řízení PLC, multitaskingem a úložnými možnostmi PC, multi-protokolovou komunikací a schopnostmi vzdáleného provozu RTU a masivními I/O zpracováními DCS.
SCADA - Systém dohledového řízení a získávání dat
Systém dohledu a sběru dat (SCADA) je softwarové rozhraní, které umožňuje operátorům závodu snadno řídit a monitorovat různá zařízení v průmyslových/závodních prostředích. Kromě toho provádí sběr dat. Operátoři mohou sledovat parametry prostřednictvím PLC/SCADA a vydávat příkazy polním zařízením. SCADA nemůže komunikovat přímo s provozními zařízeními; může tak činit pouze prostřednictvím PLC. Všechna data z pole vstupují do I/O modulů v PLC a ukládají se do konkrétních paměťových míst nebo registrů. SCADA zase čte nebo zapisuje do těchto paměťových míst. Celá řídicí logika je uložena v PLC, nikoli ve SCADA.