Kontrol sistemlerinin otomasyonu: seviyeler, araçlar, özellikler ve uygulamalar

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Kontrol sistemlerinin otomasyonu (ACS), yönetim süreçlerinin otomatik olarak uygulanması için tasarlanmış bir bilgi sistemidir. Bu tür bir teknolojinin tanıtılmasının teknik ve ekonomik açıdan gerekçelendirilmesi gerektiğine dikkat edilmelidir. Çoğu zaman, böyle bir sistemin kurulumu, çalışan personel sayısını az altmayı, yönetim verimliliğini artırmayı ve tesisin kalitesini iyileştirmeyi mümkün kılar.

ACS için Gereksinimler

Kontrol sisteminin otomasyonu için bazı gereksinimler vardır.

Öncelikle tüm elemanların birbirine bağlanabilmesi ve ayrıca otomatik kontrol sistemine bağlı otomatik bir sistem ile bağlantısının olması çok önemlidir. Ayrıca burada sistemin genişleme, gelişme ve modernizasyon imkanına sahip olması çok önemlidir. Bu, gelecekte işletmenin gelişeceği ve daha modern bir sisteme ihtiyaç duyulacağı beklentisiyle yapılır.

İkinci ama en az değil, kontrol otomasyon sistemiyeterli güvenilirlik derecesine sahip olmalıdır. Başka bir deyişle, başlangıçta ayarlanan parametrelerle çalışırken %100 güvenli olmalıdır. Bir diğer önemli gereklilik ise uyarlanabilirliktir. Sistem, değişen parametreler karşısında değişebilecek şekilde yapılandırılmalıdır. Ancak burada belirtilmelidir ki, otomatik kontrol sistemi kurulmadan önce değişiklik aralığı önceden tartışılır ve bu nedenle bu değişiklik limitleri sisteme önceden girilir.

Kontrol otomasyon sistemi, çalışmasını kontrol etme yeteneği sağlamalıdır. Ayrıca, bir arıza durumunda, sistemin belirli bir sorunun yerini, türünü ve nedenini teşhis edebilmesi ve gösterebilmesi çok önemlidir. Otomatik bir kontrol sistemi için son önemli gereklilik, personelin yanlış eylemlerine karşı korumadır. Nesneyi kritik bir duruma getirebilecek parametrelerde kazara veya kasıtlı değişiklikler olması durumunda, kontrol sistemi korunmalıdır. Bu kural, bilgilerin bir yere sızdırılması durumunda da geçerlidir.

ACS'nin Parçaları. İşlevsel

Şu anda, kurumsal yönetim otomasyon sistemi de dahil olmak üzere herhangi bir bilgi sistemi koşullu olarak iki bileşene ayrılabilir. Birincisi işlevsel, ikincisi sağlıyor. İlk kısım, her bir sistemin oluşturulduğu eylemlerin yönünden sorumludur. Bu bireysel görevlerin kombinasyonu, genel sistemin işlevsel bir parçasını oluşturur.

Ardından, herhangi bir otomatik kontrol sisteminin çalışması gerektiği gerçeğine dikkat etmelisiniz.aşağıdaki adımlar:

• nesnenin durumuyla ilgili tüm bilgileri toplamalı, işlemeli ve analiz etmelidir;
• Sistem, ihtiyaç duyulduğunda kontrol yöntemleri geliştirebilmelidir;
• Otomatik kontrol sistemi ayrıca kontrol eylemlerini yönetici elemanlara aktarabilmeli ve ayrıca kontrol için operatöre veri aktarabilmelidir;
• Gelişmiş kontrol eylemlerinin uygulanması ve kontrolü de kontrol sistemine aittir.

Otomatik kontrol sisteminin bir parçasının sağlanması. Bilgi bölümü

İkinci büyük kısım sağlamak. Biraz daha karmaşıktır ve şartlı olarak aşağıdaki bölümleri içeren birkaç küçük performans grubuna bölünmüştür:

• program-matematiksel;
• bilgilendirici;
• teknik;
• metodolojik ve organizasyonel;
• dilbilimsel;
• personel.

Kurumsal yönetim otomasyon sisteminin veya daha doğrusu destekleyici kısmının çalışması, nesne hakkında eksiksiz bilgi toplamasına dayanır. Kodlama, adresleme yöntemleri, veri formatları vb. ile ilgili verileri içeren alınan bilgilere göre ACS çalışacaktır. Büyük miktarda bilginin depolama alanı gerektirdiğini anlamalısınız. Bu nedenle alınan tüm veriler, daha sonra makine ortamında depolanan büyük veritabanlarında toplanır.

İşin başlangıcından bu güne kadar tüm bilgileri saklamanın burada anlaşılması önemlidir. İmkansız çünkü çok fazla. Bu nedenle, depolanan tüm verilerin üzerine, nesnenin normal çalışması için gerekli olan belirli bir sıklıkta yazılır. Ek olarak, bu tür her bir süreç otomasyon sistemi, bir tür yedek veri deposuna sahiptir. Herhangi bir cihaz arızalanırsa bilgi kaybını geri alabilmek için tasarlanmıştır.

Matematiksel kısım

Bugün herhangi bir yönetim sisteminde en önemli olduğu hemen belirtilmelidir. Bu türün yazılım kısmı, sisteme atanan tüm görevleri yerine getiren ve ayrıca bu işletmede kullanılan tüm teknik araç kompleksinin normal çalışmasını sağlayan herhangi bir yazılımı içerir. Matematiksel kısım, bilgi sisteminin işleyişinde kullanılan tüm matematiksel formüllerin, modellerin, algoritmaların toplamıdır.

Proses otomasyon kontrol sisteminin yazılımı, otomasyon nesnesinden gerekli olan tüm fonksiyonların performansını tam olarak karşılamalıdır. Burada, tüm bu işlevlerin hesaplama araçları kullanılarak uygulandığına dikkat etmek önemlidir. ACS'nin yazılım bölümünün karşılaması gereken birkaç özel özellik vardır:

1. İşlevsel yeterlilik. Yani sistem tamamlanmış olmalı.
2. Sistemin sadece güvenilir olması değil, aynı zamandakendini iyileştirmenin yanı sıra arızanın nedenini belirleme.
3. Sistem, nesnenin değişen parametrelerine uyum sağlamalıdır.
4. Gerekirse değiştirmek mümkün olmalıdır.
5. Yapımın modülerliği ve kullanım kolaylığı da sistemin önemli bileşenleridir.

Teknik bölüm

Burada her şey oldukça basit. Teknik destek, otomatik kontrol sisteminin maksimum işlevselliğini sağlamak için gerekli olan tüm teknik araçların mevcudiyetini içerir. Bu bölüm en çok bilgisayar teknolojisinin ve bilgisayar teknolojisinin gelişmesinden etkilenir. Bu iki alanın gelişmesi sayesinde, teknik ölçüm araçlarının çeşitliliği artıyor ve kendi başlarına giderek daha geniş bir yelpazedeki sorunları çözebiliyorlar.

Şu anda, otomasyon ve kontrol sistemleri ve teknik araçları iki büyük gruba ayrılabilir. İlk grup iletişim araçları, ikincisi ise organizasyon teknolojisi araçlarıdır.

Burada, otomasyonun teknik araçlarının, parametrelerin sabitlenmesinden depolanmasına kadar otomatik kontrol sisteminin çalışmasının tüm aşamalarında kullanıldığını anlamak gerekir ve ayrıca onların yardımıyla tüm kontrol sistemi tek bir ağda. İletişim araçları hakkında ayrı ayrı konuşursak, o zaman her şeyden önce, bir cihazdan diğerine bilgi aktarıcılarının rolünü oynarlar. Bazı nadir durumlarda, bilgisayarlarla birlikte çalışırlar. Organizasyon teknolojisi, izin veren bir cihazdır.önceden elde edilen bilgilerle çeşitli işlemler gerçekleştirin.

Oldukça önemli bir kural, otomatik kontrol sisteminin herhangi bir teknik aracının, bir arıza durumunda, yeniden yapılandırmaya gerek kalmadan sorunsuz bir şekilde benzer bir araçla değiştirilmesi gerektiğidir.

Sistemin metodolojik ve organizasyonel bölümü

Bir kontrol otomasyon sistemi tasarlamak, metodolojik ve organizasyonel gibi bir bölümün varlığını ima eder. Otomatik kontrol sisteminin bu dalı, yalnızca sistemin kendisi için değil, aynı zamanda onu koruyan personel için de çalışma prosedürünü oluşturan bir dizi yöntem, araç ve bazı özel belgelerdir. Ayrıca, birbirleriyle etkileşime girerken personelin çalışması için prosedürü sistematik hale getiren belgeler de vardır. Bu aynı zamanda personelin belirli bir bilgi sistemiyle çalışmak üzere eğitildiği bazı yöntemleri de içerir. Yani bu sadece sistemin kendisini değil insan faktörünü de etkileyen bir bölümdür.

Bu bölümün temel amacı, sistemi çalışır durumda tutmak ve gerekirse daha da geliştirilmesine izin vermektir. Bu bölümün, ACS'nin normal işleyişini sürdürmek için çalışması sırasında personelin ne yapması gerektiğine ilişkin talimatlar içerdiği eklenebilir. Ayrıca, sistemin acil durum moduna geçmesi veya olması gerektiği gibi çalışmaması durumunda yapılması gerekenler hakkında bilgi içeren dosyaları da depolar.

Dilbilim

ACS'nin destekleyici bölümünün son bölümü dilseldir. Doğal olarak bu sistem bir dil setidir. Bu, üretim yönetimi otomasyon sistemine hizmet veren personelin iletişim dillerini ve ayrıca sistemin kendisinin teknik, bilgi ve program-matematik gibi bölümleriyle kullanıcılarının iletişim dillerini içerir. ACS'nin çalışması sırasında kullandığı tüm terimlerin ve tanımların dökümleri de vardır.

Çalışma sırasında, operatörlerin kontrol sistemi ile zamanında ve uygun bir şekilde iletişim kurabilmesi çok önemlidir. Bu iletişimin gerekli kolaylığı, açıklığı ve istikrarı dil desteği sayesinde sağlanmaktadır. Burada sadece kullanıcı ile otomasyon sistemi arasındaki iletişim sırasında varsa hataları düzeltecek teknik imkanlara sahip olunması gerektiğini eklemek gerekir. Bugüne kadar ACS ile çalışmaya yönelik iki farklı yaklaşım vardır.

Otomasyon yönetim sürecinin gerçekleştirildiği ilk yol, bilgisayar teknolojisinin kurulması ve kullanılmasıdır. Bu araçlar yalnızca belgelerle çalışırken meydana gelen bazı işlemleri basitleştirmek için kullanılacaktır. Bugüne kadar, bu yöntem, mevcut bilgisayar teknolojisi seviyesinin potansiyelini tam olarak ortaya çıkarmanıza izin vermediğinden etkisiz olarak kabul edilir.

İkinci yöntem, birincisinden temel olarak farklıdır ve işletmenin entegre bir yönetim otomasyon sistemi oluşturması gerçeğinde yatmaktadır.nesneler. Bu durumda teknisyene sadece doküman yönetimi değil aynı zamanda veri tabanları, uzman sistemler, iletişim araçları ve daha birçok fonksiyon da aktarılır.

ACS'nin alt ve orta seviyesi

Günümüzdeki herhangi bir proses kontrol sistemi şartlı olarak birkaç seviyeye ayrılabilir. Kontrol sisteminin otomasyonu şu anda bu tür üç seviyeye sahiptir.

Alt seviye, kontrol edilen özellikleri kontrol eden ölçüm cihazlarının yanı sıra sensörlerdir. Buna ek olarak, özelliklerin değerinin bağlı olduğu aktüatörleri de içerir. Bu seviyede, sensörden gelen sinyali kontrol cihazının girişi ile eşleştirmekten oluşan sadece minimum kontrol gerçekleştirilir. Aktüatörlerle bu cihazlar tarafından üretilen bir sinyal alışverişi de vardır.

Bir sonraki orta seviye ekipman yönetimidir. Başka bir deyişle, programlanabilir lojik kontrolörler bu kontrol basamağında yer almaktadır. Bu PLC'ler, prosesin durumunu izleyen sensörlerin yanı sıra ölçüm ekipmanından da sinyal alabilir. Alınan bilgilere ve kullanıcı tarafından ayarlanan verilere uygun olarak PLC, aktüatöre net bir komutla iletilen bir kontrol sinyali üretir.

Üst seviye

Teknik sistemlerde kontrol otomasyonu ayrıca üçüncü, daha yüksekseviye. Bu tür ekipman, operatör ve dağıtım istasyonları, ağ ekipmanı, endüstriyel sunuculardır. Bu aşamada, tesisteki teknolojik operasyonların seyri üzerinde tam kontrol bir kişi tarafından gerçekleştirilir. Ayrıca, gerekli bilgileri başarıyla toplamanıza izin veren önceki iki seviye ile iletişim de burada sağlanır.

Bu aşamada HMI, SCADA kullanılır. Birincisi, sevk memurunun tesisteki teknolojik operasyonların ilerlemesini izleyebildiği bir insan-makine arayüzüdür. Bu, çoğunlukla otomasyon kabinlerine kurulan ve yalnızca nesne ve sürecin ilerleyişi hakkında bilgi görüntülemesi amaçlanan çeşitli monitörleri veya grafik panelleri içerir. Otomasyon ekipmanını ve kontrol sistemini kontrol etmek için, denetleyici kontrolün varlığını ve veri toplama kabiliyetini ifade eden bir SCADA sistemi vardır. Basit bir ifadeyle, bu ağ, dağıtım görevlilerinin bilgisayarlarına yapılandırılabilen ve yüklenebilen yazılımları yüklemenize olanak tanır.

PLC'nin orta düzeyde topladığı en önemli tüm veriler bu sistem kullanılarak toplanır, arşivlenir ve görselleştirilir. Otomasyonun temeli tam olarak burada yatmaktadır, çünkü SCADA sadece bilgi almakla kalmaz, aynı zamanda operatör tarafından girilen ile karşılaştırabilir. Herhangi bir parametrenin set değerinden sapması durumunda sistem bunu kullanıcıya alarm ile bildirir. Bazısistemler sadece kontrol etme yeteneğine değil, aynı zamanda belirlenen sınırların ötesine geçen bir değeri döndürmek için herhangi bir değeri otomatik olarak değiştirme yeteneğine de sahiptir.

Otomasyon araçları

Personel yönetimi otomasyon sistemi, teknolojik süreç, teknik otomasyon araçları veya TCA pahasına gerçekleştirilir. Başka bir deyişle bunlar ya kendi içinde teknik bir araç olabilen ve herhangi bir faaliyeti gerçekleştirebilen ya da bir donanım-yazılım kompleksinin parçası olabilen cihazlardır.

Çoğu zaman, TCA bir otomasyon sisteminin temel öğesidir. Bu, bilgileri yakalayan, işleyen, ileten tüm ekipmanları içerir. Bu tür araçların yardımıyla üretim sürecinin otomatik yönlerini kontrol etmek, ayarlamak ve izlemek mümkündür. Bazı parametreleri kontrol eden TCA'lar vardır. Bunlar basınç, sıcaklık, seviye sensörleri, kapasitif sensörler, lazer sensörler vb. Olabilir. Daha sonra, asıl görevi sensörlerden alınan bilgileri aktarmak olan bilgi TSA'ları vardır. Başka bir deyişle, alt seviye ile üst seviye kontrol ekipmanı arasındaki bağlantıdır.

Kontrol ekipmanı, durma nedeni ortadan kalkana kadar üretim sürecini tamamen veya kısmen durdurma yeteneğine sahiptir. Ayrıca, bazı gelişmiş sistemler kendi sorun giderme işlemlerini yapabilir. Bu durumda kendi kendini iyileştiren kontrol ve yönetim sistemlerine atıfta bulunurlar.