Контроллерная и релейная автоматика

Наша жизнь насыщена окружающими нас сложнейшими технологическими процессами, последовательность и связи которых трудно охватить человеческому мозгу. Поэтому контроль за целостностью и качеством исполнения таких процессов уже давно отнесено на автоматические управляющие системы, основу которых составляют релейная автоматика и программируемые логические контроллеры. Именно они следят за установленными нормами всех процессов и принимают решения для их коррекции в случае любых отклонений. Основная функция таких устройств это контроль параметров процесса, и в соответствии с заложеной в них логикой, управление рабочими механизмами. Такими механизмами могут быть как непосредственно производящие машины, например элетросиловые, гидровлические или пневматические, так и другие устройства контроля, управления и системы индикации. Для контроля подобные системы автоматики получают информацию от внешних датчиков и в зависимости от уровня полученного сигнала исполняют нужную программу управления. Элементарный пример такого управления - это термореле. При изменении тока в цепи такого реле оно замыкается и включает питание охлаждающего или нагревающего механизма. При этом датчиком такого автомата на его входе является обычная термопара. Релейная автоматика может включать в себя десятки и сотни различных реле, связанных между собой логикой программы поведения. Отличием релейной автоматики от контроллерной заключается в том, что она может реагировать лишь на установленный исходно уровень управляющего сигнала от датчиков контроля, в то время как контроллер может программно оценивать уровень такого сигнала самостоятельно и в зависимости от значения принимать различные решения.

В наше время спектр контроллерных автоматов обширен. Это могут быть простейшие контроллеры для бытовых систем управления, на подобии Arduino и Raspberry. Они не могут быть применимы в промышленном использовании, по причине недостаточной надежности, но в простом управлении или прототипах этого вполне достаточно. Для производственных нужд существуют более надежные и функциональные системы, с надежной силовой защитой коммуникаций и специализированным управлением.

Примерами таких контроллеров являются марки:

и др. Фактически это компактный компьютер, состоящий из центрального процессора, внутренней памяти для хранения программ и регистрационных данных, предназначенный лишь формировать сигналы на портах вывода. Такие контроллеры имеют развитый интерфейс связи для обмена данными на основе различных протоколов передачи данных. Из классических это последовательная, пакетная передача типа RS232, RS485 или Ethernet. С развитием такого оборудования появились и другие протоколы, как открытые, так и разработанные производителями устройств: Modbus, Profibus, CAN и др. Управление такими устройствами осуществляется тремя способами: через SCADA системы контроля и управления, через операторские панели на контроллерах, либо через встроенный веб-интерфейс удаленно по сети Интернет.

Языки управления контроллерами можно разделить на диаграммные и текстовые.

К диаграммным языкам относятся:

К текстовым языкам можно отнести:

Методы программирования в зависимости от использования языка отличаются друг от друга. Это может быть использование блок-функций, блоков алгоритмов или графов состояний. Среда программирования на основе стандарта IEC 61131-3 может быть универсальной или специализированной.

Некоторые примеры таких сред программирования:

Проект автоматизации любого процесса начинается с детального изучения самого процесса, всех условий его протекания. Изучаются параметры управляемого оборудования, рассматриваются требования заказчика по уровню качества желаемого результата. Только после этого инженеры по автоматике предлагают наиболее приемлемый вариант схемы автоматизации, используемого для этого оборудования и необходимого программного обеспечения. По итогам формирования проекта выпускается рабочая документация, которая заверяется заказчиком, и на основе которой выполняются работы по монтажу системы автоматизированного управления.

Возврат на Главную страницу