Industriella automationsstyrsystem är en oumbärlig del av modern industriproduktion. De använder olika sensorer, ställdon, styrenheter och andra enheter för att uppnå övervakning i realtid, automatisk styrning och optimerad hantering av produktionsprocesser. Med den ständiga utvecklingen av tekniken har typerna av industriella automationsstyrsystem blivit allt mer varierande och sofistikerade. Den här artikeln kommer att ge en detaljerad översikt över flera huvudtyper av industriella automationsstyrsystem, inklusive centraliserade styrsystem, distribuerade styrsystem, fältbusstyrsystem, industriella Ethernet-styrsystem, PLC-styrsystem (programmerbar logisk styrenhet) och dator-integrerade tillverkningssystem (CIMS).
1. Centraliserade styrsystem
Ett centraliserat styrsystem är ett styrsystem som koncentrerar alla styrenheter i ett enda kontrollrum. Den främsta fördelen med detta system är dess enkla hantering och underhåll, eftersom det möjliggör centraliserad behandling av olika styrsignaler och data. Ett centraliserat kontrollsystem består vanligtvis av följande komponenter:
1.1 Styrenhet:Styrenheten är kärnan i det centraliserade styrsystemet, ansvarig för att ta emot sensorsignaler, bearbeta data, fatta beslut och sedan skicka styrinstruktioner till ställdon.
1.2 Operatörsstation:Operatörsstationen fungerar som gränssnittet mellan operatörer och styrsystemet, typiskt innefattande enheter som skärmar, tangentbord och möss. Operatörer kan övervaka produktionsprocesser, justera kontrollparametrar och se larminformation via operatörsstationen.
1.3 Sensorer och ställdon:Sensorer är ansvariga för att samla in olika fysiska kvantiteter under produktionsprocessen, såsom temperatur, tryck och flöde, och omvandla dessa signaler till elektriska signaler som ska skickas till styrenheten. Ställdon anpassar i sin tur produktionsprocessen enligt regulatorns instruktioner, såsom att öppna eller stänga ventiler och reglera motorhastigheten.
1.4 Datakommunikationsnätverk:Datakommunikationsnätverket fungerar som länken som förbinder styrenheter, operatörsstationer, sensorer och ställdon, ansvariga för att överföra olika styrsignaler och data.
2. Distribuerat kontrollsystem
Ett distribuerat styrsystem är ett styrsystem som fördelar styrenheter över olika produktionssteg. De främsta fördelarna med detta system är förbättrad systemtillförlitlighet och flexibilitet, vilket möjliggör skräddarsydd styrning skräddarsydd för olika produktionssteg. Ett distribuerat kontrollsystem består vanligtvis av följande komponenter:
2.1 Kontrollnoder:Styrnoder är de grundläggande enheterna i ett distribuerat styrsystem, ansvariga för att bearbeta styruppgifter vid sina respektive noder. Varje styrnod inkluderar typiskt en mikroprocessor, in-/utgångsgränssnitt och kommunikationsgränssnitt.
2.2 Kommunikationsnätverk:Kommunikationsnätverk fungerar som länken som förbinder styrnoder, ansvariga för att överföra styrsignaler och data. Vanliga kommunikationsnätverk inkluderar fältbuss och industriellt Ethernet.
2.3 Mänskliga-maskingränssnittsenheter:Mänskliga-maskingränssnittsenheter fungerar som gränssnittet mellan operatörer och kontrollsystemet och kan inkludera pekskärmar, tangentbord, möss, etc.
2.4 Databas och server:Databasen och servern används för att lagra och hantera olika data från produktionsprocessen, såsom utrustningsstatus, produktionsdata, larminformation etc.
3. Fältbussstyrsystem
Ett fältbussstyrsystem är ett distribuerat styrsystem baserat på fältbussteknologi. En fältbuss är ett kommunikationsnätverk som används för att ansluta fältenheter (som sensorer, ställdon, styrnoder, etc.), med hög prestanda, tillförlitlighet och kostnadseffektivitet i-realtid. Vanliga fältbussteknologier inkluderar Profibus, Modbus och CAN.
3.1 Fältenheter:Fältenheter är grundenheterna i ett fältbusstyrsystem, inklusive sensorer, ställdon och styrnoder.
3.2 Fältbussgränssnitt:Ett fältbussgränssnitt är en enhet som ansluter fältenheter till fältbussen, ansvarig för att omvandla fältenhetssignaler till fältbusssignaler.
3.3 Fältbussnätverk:Ett fältbussnätverk är ett kommunikationsnätverk som kopplar samman olika fältenheter, ansvariga för att överföra styrsignaler och data.
3.4 Styrenheter och operatörsstationer:Styrenheter och operatörsstationer liknar distribuerade kontrollsystem, ansvariga för bearbetning av kontrolluppgifter och mänsklig-maskininteraktion.
4. Industriellt Ethernet-kontrollsystem
Ett industriellt Ethernet-styrsystem är ett distribuerat styrsystem baserat på Ethernet-teknik. Ethernet är en allmänt använd kommunikationsteknik i datornätverk, kännetecknad av höga överföringshastigheter, stor bandbredd och god kompatibilitet. Ett industriellt Ethernet-kontrollsystem består vanligtvis av följande komponenter:
4.1 Industriella Ethernet-enheter:Industriella Ethernet-enheter inkluderar industriella Ethernet-switchar, industriella Ethernet-adaptrar och industriella Ethernet-gränssnitt.
4.2 Styrnoder och fältenheter:Styrnoder och fältenheter liknar de i ett distribuerat styrsystem, ansvariga för bearbetning av kontrolluppgifter och insamling av produktionsdata.
4.3 Ethernet-kommunikationsnätverk:Ethernet-kommunikationsnätverket är det kommunikationsnätverk som förbinder alla styrnoder och fältenheter, ansvariga för att överföra styrsignaler och data.
4.4 Styrenheter och operatörsstationer:Styrenheter och operatörsstationer liknar distribuerade kontrollsystem, ansvariga för bearbetning av kontrolluppgifter och mänsklig-maskininteraktion.
5. Programmerbar Logic Controller (PLC) styrsystem
En PLC (Programmable Logic Controller) är en dator speciellt designad för industriella styrtillämpningar. PLC:er har flexibel programmering, hög tillförlitlighet och enkel expansion, och används ofta i olika industriella automationsstyrsystem. Ett PLC-styrsystem består vanligtvis av följande komponenter:
5.1 PLC:PLC:n är kärnan i PLC-styrsystemet, ansvarig för att ta emot sensorsignaler, bearbeta data, fatta beslut och sedan skicka styrkommandon till ställdon.
5.2 In-/utgångsmoduler:Ingångs-/utgångsmoduler är enheter som ansluter PLC:n till fältenheter, ansvarar för att omvandla sensorsignaler till signaler som kan kännas igen av PLC:n, eller omvandla PLC:s styrkommandon till signaler som känns igen av ställdon.