En el proceso de diseño de sistemas que respaldan las tareas de producción, se tienen en cuenta muchos matices operativos. Cada complejo es individual, pero los principios de su implementación se basan en un conjunto básico de requisitos. El sistema debe ser eficiente, fiable, funcional y al mismo tiempo ergonómico. La conexión entre la parte directamente técnica del apoyo a la producción y las tareas de gestión se implementa mediante controladores para la automatización de procesos. Concentran información procedente de distintas áreas tecnológicas, que es la base para la toma de determinadas decisiones.
Clasificación de controladores por aplicación
Prácticamente todas las empresas modernas utilizan sistemas hasta cierto punto para automatizar los procesos de trabajo. Además, la naturaleza de las funciones atendidas puede ser completamente diferente. Así, en el campo de la industria química, los equipos programables controlan la dosificación, suministran volúmenes de materiales a granel y líquidos mediante controladores, monitorizan las propiedades de diversas sustancias mediante sensores, etc. En el sector de servicios de las organizaciones de transporte, el énfasisSe realiza sobre el control de los equipos de potencia, por regla general, de carga y descarga. Los controladores universales para la automatización de sistemas de ventilación, calefacción y suministro de agua también están muy extendidos. Este es un grupo de sistemas que administran servicios públicos en empresas en varios campos. Por el contrario, existen áreas altamente especializadas en las que es necesario desarrollar sistemas individuales para necesidades específicas. Estas áreas incluyen la industria petrolera y plantas metalúrgicas.
Cómo funcionan los controladores
El controlador industrial es un microprocesador que proporciona hardware y software. La primera parte, de hecho, sirve al funcionamiento físico del sistema, basado en el programa de ejecución de tareas anidadas. Un aspecto importante de cualquier configuración de este tipo es la infraestructura regulatoria. Es decir, la base de software se encarga de tomar ciertas decisiones, pero en el futuro, las señales recibidas se envían a los puntos de mandos dados directamente a los equipos de trabajo. Por lo tanto, los controladores de automatización controlan máquinas, líneas transportadoras, instalaciones de energía técnica, etc.
Otro componente no menos importante de la infraestructura general de control son los sensores e indicadores, a partir de los cuales el controlador desarrolla decisiones o cadenas estratégicas que determinan los modos de funcionamiento del equipo. Estos pueden ser sensores que evalúan el estado de los dispositivos y unidades reparadas.materiales, parámetros del microclima en la sala de producción y otras características.
Arquitecturas de controladores de automatización
Bajo la arquitectura del controlador se entiende un conjunto de componentes, por lo que se implementa la función de controlar la automatización. Como regla general, la configuración arquitectónica asume la presencia de un procesador, interfaces de red, dispositivo de almacenamiento y sistemas de E/S en el complejo. Este es un paquete básico, pero dependiendo de las necesidades de un proyecto en particular, la composición y las características de las partes individuales pueden variar. Los controladores complejos para la automatización se denominan modulares. Si la arquitectura simple tradicional es un bloque unificado con una composición típica de elementos funcionales que el operador no puede cambiar, entonces en los modelos arquitectónicos complejos se implementa una configuración modular multicomponente. Permite no solo el mantenimiento de una única unidad cerrada, sino también de cada módulo por separado. Ahora vale la pena considerar las partes individuales de la arquitectura con más detalle.
Variedades de módulos de arquitectura
El dispositivo modular básico está representado por un microprocesador. Depende de su poder cuán complejas pueden ser las tareas resueltas por un controlador en particular. El dispositivo de almacenamiento también importa. Se puede integrar en el sistema sin posibilidad de modificaciones posteriores. Pero la mayoría de las veces se utilizan módulos de memoria flash externos, que se pueden cambiar endependiendo de las tareas actuales. Los dispositivos de E/S son en gran parte responsables de las acciones que toman los controladores de automatización industrial. A través de estos canales, el procesador recibe información para procesar y luego emite los comandos apropiados. En los complejos modernos, los módulos de interfaz juegan un papel cada vez más importante, del cual dependen las capacidades de comunicación del controlador.
Principales características del módulo procesador
Al desarrollar un sistema de control, es especialmente importante tener en cuenta las características y capacidades básicas del microprocesador. En cuanto a los principales parámetros operativos de este módulo, incluyen frecuencia de reloj, profundidad de bits, períodos de ejecución de tareas, memoria, etc. Pero incluso estas características no siempre se vuelven decisivas, ya que el rendimiento de los microprocesadores modernos, incluso económicos, es suficiente para dar servicio a la mayoría de los procesos de producción. Es mucho más importante determinar las capacidades y funciones de comunicación que realizan los controladores para automatizar el trabajo de la empresa. En particular, de acuerdo con los requisitos, los operadores ponen en primer lugar la capacidad de trabajar con una amplia gama de canales de red, interfaces y lenguajes de programación. Por separado, vale la pena señalar la capacidad de conectar dispositivos de visualización, controles, pantallas modernas y otros componentes.
Panel del operador
Independientemente de las características del llenado del controlador, para controlar sus funciones, se debe prever una estación de operador con un relé apropiado. Exteriormente, tales dispositivos se asemejan a un pequeñouna computadora provista de dispositivos de entrada y salida, sensores de proceso y una pantalla. Los controladores más sencillos para automatización industrial prevén la posibilidad de programación a través de este panel. Además, la programación puede significar configuraciones elementales para comandos de nivel de entrada. Los terminales de operador más sofisticados también realizan autodiagnósticos y autocalibraciones.
Fuentes de alimentación para automatización
El rango promedio de voltajes que alimentan a los controladores industriales está en el rango de 12 a 48 V. La fuente suele ser una red local de 220 V. Al mismo tiempo, la fuente de alimentación no siempre está cerca del equipo que se está reparando. Por ejemplo, si se utilizan controladores para automatizar una sala de calderas en una producción metalúrgica de varias etapas, entonces una red de energía distribuida puede ser equidistante de varios consumidores de energía. Es decir, un circuito servirá a la caldera para metales blandos y el otro para metales duros. Al mismo tiempo, el voltaje en las líneas también puede cambiar.
Conclusión
Los sistemas de automatización del flujo de trabajo se están convirtiendo cada vez más en parte de la infraestructura de las empresas modernas. En consecuencia, también se utilizan ampliamente controladores para sistemas de automatización en diversas modificaciones. En sí mismo, el mantenimiento de dicho dispositivo no requiere costos especiales. Las principales dificultades para trabajar con este equipo se relacionan con la calidad de la programacióny optimización del diseño de configuración. Pero al mismo tiempo, para simplificar las funciones del operador, los módulos que asumen la autoconfiguración de acuerdo con los principales datos ingresados por el usuario son cada vez más populares.
