Hekk kif l-iskali tal-produzzjoni jkomplu jespandu u t-teknoloġiji tal-manifattura javvanzaw, talbiet dejjem aktar ogħla huma mqiegħda fuq il-livell ta 'awtomazzjoni tal-proċessi ta' produzzjoni. Konsegwentement, l-istrumentazzjoni industrijali għaddiet minn vjaġġ ta' żvilupp min-nuqqas ta'-eżistenza għall-eżistenza, mis-sempliċità għall-kumplessità, u minn kapaċitajiet ta'-funzjoni waħda għal kapaċitajiet multi-. Inizjalment, l-istrumenti kienu limitati għal-kejl fuq il-post u wiri ta' parametri bħat-temperatura (eż., termometri tal-ħġieġ), pressjoni (eż., U-manometri tat-tubi), fluss (eż., rotametri tal-ħġieġ), u livell tal-likwidu (eż., gauges tal-livell tat-tubi tal-ħġieġ), flimkien ma' funzjonijiet sempliċi ta' kontroll lokali. Huma evolvew progressivament lejn trasmissjoni remota, wiri ċentralizzat, u kapaċitajiet ta 'kontroll mill-bogħod. Lil hinn mill-varjetà dejjem tikber ta 'elementi sensing u strumenti għall-iskoperta ta' diversi parametri, l-istrumentazzjoni tal-kontroll tal-proċess avvanzat b'pass notevoli. Għamel qabża minn strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità pnewmatika u strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità elettrika għal apparati ta 'kontroll integrati elettroniċi u sistemi ta' kontroll tal-kompjuter industrijali.
L-istrumenti ta 'awtomazzjoni industrijali huma diversi. Ibbażat fuq il-proċess ta 'akkwist ta' informazzjoni, trasmissjoni, riflessjoni, u pproċessar, huma kategorizzati f'ħames tipi ewlenin: (1) Strumenti ta 'skoperta; (2) Strumenti tal-wiri; (3) Strumenti ta' kontroll; (4) Attwaturi; (5) Apparat ċentralizzat ta 'monitoraġġ u kontroll.
Strumenti ta' Sejbien
Matul il-produzzjoni, it-temperatura, il-pressjoni, ir-rata tal-fluss, il-livell, u kwantitajiet fiżiċi oħra tal-midja fi ħdan it-tagħmir u l-pajpijiet ivarjaw b'mod kostanti u jinsabu fi stat ta 'bidla perpetwu. Strumenti ta' skoperta jintużaw biex ikejlu l-valuri istantanji ta' dawn il-kwantitajiet fiżiċi.
Ibbażat fuq il-parametri speċifiċi tal-proċess imkejla, l-istrumenti ta 'skoperta jistgħu jiġu kategorizzati kif ġej:
1. Strumenti tat-temperatura:Strumenti komuni għall-kejl tat-temperatura jinkludu termometri tal-ħġieġ, termometri bimetalliċi, termometri tat-tip tal-pressjoni-(bozza), swiċċijiet tat-temperatura, thermocouples, u ditekters tat-temperatura tar-reżistenza (RTDs). Strumenti tat-temperatura tat-tip ta' radjazzjoni- jinkludu pirometri tar-radjazzjoni, pirometri ottiċi, u pirometri kolorimetriċi fotoelettriċi.
2. Strumenti tal-Pressjoni:Strumenti tal-kejl tal-pressjoni jiskopru pressjoni, vakwu, u pressjoni differenzjali. Ibbażati fuq prinċipji ta' tħaddim, jinkludu: - Geuges tal-pressjoni elastiċi (ikklasifikati aktar minn elementi elastiċi: gauges tat-tubi tal-bourdon, gauges tad-dijaframma, gauges tal-kapsuli, swiċċijiet tal-pressjoni, eċċ.); - Gauges tal-pressjoni tat-tip ta' sensor-(eż., gauges tal-pressjoni reżistivi, capacitive, induttivi, Hall-effett); gauges tal-pressjoni tal-kolonna tal-likwidu (eż., gauges tal-pressjoni ta' tubi U{-, dritti-, inklinati-tubu); u gauges tal-pressjoni tal-pistun ta'-preċiżjoni għolja tipikament użati għall-kalibrar ta' gauges tal-pressjoni standard.
3. Miters tal-fluss:L-istrumenti tal-kejl tal-fluss jiġu f'diversi varjetajiet, bl-aktar użati bħalissa huma apparati ta 'throttling imqabbda ma' trasmettituri tal-fluss tal-pressjoni differenzjali. Apparati ta 'throttling komuni jinkludu pjanċi ta' orifiċji, żennuni, u tubi Venturi. Miters tal-fluss komuni oħra jinkludu miters tal-ilma, rotametri, miters tal-fluss tal-ger ovali, miters tal-fluss fil-mira, miters tal-fluss elettromanjetiċi, miters tal-fluss vortiċi, miters tal-fluss Annubar, u miters tal-fluss tal-massa.
4. Strumenti tal-Livell:Strumenti tal-livell primarjament ikejlu l-livell tal-likwidu ta 'medja fi ħdan torrijiet, tankijiet, jew bastimenti; l-interface bejn żewġ likwidi ta 'densitajiet differenti; jew il-livell ta 'materjali solidi. L-aktar gauges komuni tal-livell tal-likwidu huma gauges tal-livell tat-tubi tal-ħġieġ u gauges tal-livell tal-pjanċa tal-ħġieġ. Oħrajn jinkludu gauges tal-livell tal-pressjoni differenzjali u gauges tal-livell tal-galleġġjar-(bħal gauges tal-livell tal-float, swiċċijiet tal-livell, gauges tal-livell tal-float chamber, gauges tal-livell tal-bagi, gauges tal-livell tat-tejp tal-azzar, u strumenti tal-użin tal-livell tat-tank). Għall-iskoperta tal-livell tal-materjal solidu, l-għażliet jinkludu gauges tal-livell reżistenti, gauges tal-livell abilità, swiċċijiet tal-livell, ditekters tal-livell tat-tip tal-piż-, gauges tal-livell tal-furketta tal-irfinar, gauges tal-livell ultrasoniku, u gauges tal-livell radjuattiv.
5. Strumenti tal-Analiżi tal-Komponenti:Strumenti ta 'analiżi tal-komponenti huma użati biex jivverifikaw il-kompożizzjoni tal-midja tal-proċess u jiddeterminaw il-kontenut ta' komponenti speċifiċi (jew komponenti multipli sal-kompożizzjoni sħiħa). Ibbażat fuq prinċipji operattivi, jinkludu analizzaturi elettrokimiċi (eż., miters tal-konduttività, miters tal-pH industrijali, analizzaturi taż-żirkonja), analizzaturi termali (eż., analizzaturi tal-konduttività termali, analizzaturi termokimiċi, analizzaturi infra-aħmar), analizzaturi manjetiċi, kolorimetri fotoelettriċi, spettrometri tal-massa, u kromatografi tal-gass industrijali.
Meta jiġu installati analizzaturi tal-komponenti onlajn, it-trattament minn qabel tal-kampjun huwa ġeneralment meħtieġ biex jiġi żgurat li parametri bħall-istat tal-kampjun, it-temperatura, il-pressjoni u r-rata tal-fluss jissodisfaw il-kundizzjonijiet operattivi tal-istrument. Dan jeħtieġ sistema ta 'pajpijiet li tinkludi komponenti bħal filtri, kolletturi tat-trab, reċipjenti tat-tnixxif, apparat li jkessaħ, rotametri, siġilli tal-ilma, valvi, u pajpijiet għal trattament minn qabel tal-kampjuni ġenerali. Għal midja speċjali (eż., kampjuni tal-gass taċ-ċmieni, kampjuni tal-gass tal-forn ta'-temperatura għolja, kampjunar ta' analiżi ta 'żejt tqil, kampjunar ta' komponenti korrużivi, u kampjunar ta 'monitoraġġ ambjentali), is-sistema ta' kampjunar ta' -pretrattament hija aktar sofistikata. Dawn is-sistemi ta' pre-pre-trattament ta' kampjunar pre-fabbrikati jissejħu kampjuni ta' pre-unitajiet ta' trattament.
Barra minn hekk, ċerti strumenti tal-kejl tal-proprjetà fiżika-bħal miters tal-umdità, igrometri, miters tad-densità, miters tal-konċentrazzjoni, miters tat-turbidità, u viskometers-spiss jiġu kklassifikati taħt strumenti tal-analiżi tal-komponenti.
6. Strumenti ta' Kwantità Mekkanika:Strumenti ta 'kwantità mekkaniċi industrijali użati b'mod komuni jinkludu gauges tal-ħxuna, ditekters ta' espansjoni termali, ditekters tat-tensjoni, ditekters ta 'deflessjoni, kif ukoll apparati għall-iskoperta tal-vibrazzjoni tax-xaft, spostament tax-xaft, u veloċità rotazzjonali f'makkinarju li jdur (bħal turbini tal-fwar kbar u kompressuri). Dawn jinkludu wkoll apparat tal-użin (eż., imwieżen elettroniċi taċ-ċinturin, devjazzjoni taċ-ċinturin u ditekters taż-żlieq, indikaturi tal-użin, u sistemi tal-użin tal-boroż).
Strumenti li jindikaw
Dawn l-istrumenti huma ddisinjati biex jikkumplimentaw l-istrumenti ta’ skoperta billi jindikaw jew jirreġistraw valuri istantanji ta’ parametri mkejla. Eżempji jinkludu indikaturi tal-koljaturi li jiċċaqilqu-bħal miters tal-proporzjon u miters millivolt għal skopijiet ta’ indikazzjoni, wirjiet diġitali, u potenzjometri elettroniċi jew pontijiet tal-bilanċ elettroniċi għall-indikazzjoni jew ir-reġistrazzjoni tat-temperatura (potenzjometri elettroniċi u pontijiet tal-bilanċ jistgħu wkoll jiġu kkombinati ma’ regolaturi elettriċi jew pnewmatiċi biex jiffurmaw strumenti komposti). Barra minn hekk, jinkludu strumenti totalizzanti b'kapaċitajiet ta 'akkumulazzjoni tal-fluss.
Strumenti ta' Kontroll
L-istrumenti tal-kontroll kemm jirċievu sinjali tal-kejl minn strumenti ta' skoperta tal-proċess u trasmettituri għall-wiri, u joħorġu sinjali li jirregolaw biex jikkontrollaw it-tħaddim tal-attwaturi (attwaturi u valvi ta' kontroll), li jiffurmaw sistema ta' kontroll ta' -ċirku magħluq.
L-istrumenti ta 'kontroll jistgħu jiġu kategorizzati b'mod wiesa' fi strumenti ta 'kontroll analogu u strumenti ta' kontroll diġitali bbażati fuq it-tip ta 'sinjal.
1. Strumenti ta' Kontroll Analogu jinkludu strumenti ta' bażi-immuntati, strumenti ta' kombinazzjoni ta' unità (pnewmatiċi/elettriku), u strumenti modulari.
(1)Strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità huma maqsuma f'unitajiet distinti bbażati fuq il-funzjonijiet tagħhom fis-sistema ta 'kontroll. Kull unità teżisti b'mod indipendenti u tista 'tiġi kkombinata liberament biex tifforma diversi sistemi ta' sejbien u regolamentazzjoni, li toffri konfigurazzjoni tas-sistema flessibbli u konvenjenti. It-trasmissjoni tas-sinjali bejn l-unitajiet timpjega sinjali analogi standardizzati. Strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità intużaw ħafna mis-snin ħamsin sal-bidu tas-snin sebgħin. Dawn jirrappreżentaw strumenti tassew distribwiti funzjonalment, fejn strument wieħed iwettaq funzjoni speċifika meħtieġa.
Għandu jiġi nnutat li l-unitajiet tat-trasmettituri fi ħdan strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità (ħlief trasmettituri tat-temperatura) funzjonalment jappartjenu għall-kategorija ta 'strumenti ta' skoperta.
L-istrumenti ta' kombinazzjoni ta' unità huma kklassifikati aktar mis-sors ta' enerġija operattiva tagħhom f'tipi pnewmatiċi u elettriċi:
Strumenti ta 'Kombinazzjoni ta' Unità Pnewmatiċi: Dawn evolvew minn strumenti pnewmatiċi preċedenti. Jutilizzaw arja kkompressata ta '0.14 MPa bħala s-sors ta' enerġija operattiva u jimpjegaw arja kkompressata f'0.02–0.1 MPa bħala s-sinjal standardizzat. Preċiżament minħabba li kemm l-enerġija operattiva kif ukoll it-trażmissjoni tas-sinjali jiddependu fuq arja kkompressata, l-istrumenti tal-unità pnewmatiċi jipprovdu b'mod inerenti funzjonalità ta' prova ta' splużjoni-f'faċilitajiet ta 'raffinar u produzzjoni kimika. L-iżvantaġġ tagħhom huwa li t-trasmissjoni tas-sinjali pnewmatiċi hija ġeneralment limitata għal distanzi taħt il-150 metru; trażmissjoni fuq distanzi itwal tikkawża dewmien tas-sinjal, li taffettwa r-rispons tal-wiri u l-kontroll. Strumenti pnewmatiċi ta' kombinazzjoni ta' unità jinkludu l-istrumenti ta' unità li ġejjin:
a. Unitajiet tat-trasmettituri (jiġifieri, trasmettituri) jinkludu trasmettituri tal-pressjoni, trasmettituri tal-pressjoni differenzjali, trasmettituri tal-fluss tat-tip target-, trasmettituri tal-fluss tal-pjanċa tal-orifiċju mibnija-, trasmettituri tal-pressjoni differenzjali (livell) tal-flanġ wieħed/doppju, trasmettituri tal-livell float interni/esterni, u trasmettituri tat-temperatura.
b. Unitajiet li jindikaw bħal indikaturi tal--faxxa tal-kulur, indikaturi tal-bar, indikaturi b'ħafna-labra, reġistraturi li jindikaw, u totalizzaturi.
c. Unitajiet ta' kontroll inklużi kontrolluri li jindikaw, kontrolluri tar-reġistrazzjoni, kontrolluri kaskata, u kontrolluri proporzjonali (integrali, derivattivi).
d. Kalkolu ta 'unitajiet bħal adders, multipliers, dividers, u kalkulaturi tal-proporzjon.
e. Strumenti tal-unità tas-sett: Kontrolluri tas-sett, kontrolluri tal-ħin-setpoint programmati, eċċ.
f. Strumenti ta' unità awżiljarji: Attwaturi pnewmatiċi (Q-tip), attwaturi ta' bidla manwali/awtomatiċi, seletturi ta' valur għoli (baxx), relays, swiċċijiet ta' bidla, limitaturi, kontrolluri ta' proporzjon, distributuri ta' tagħbija, valvi ta' -fluss ta' filtru-regolatur għoli, eċċ.
Strumenti ta 'Kombinazzjoni ta' Unità Elettrika: Strumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità elettrika joperaw fuq enerġija DC. Dawn l-istrumenti għaddew minn tliet stadji ta' żvilupp-Tip I (ċirkwiti ta' tubi vakwu), Tip II (ċirkwiti tat-transistor), u Tip III (ċirkwiti integrati lineari)-minħabba avvanzi fil-komponenti elettroniċi fundamentali tagħhom. Bħalissa, it-Tipi I u II huma skaduti u m'għadhomx jintużaw. L-istrumenti tat-Tip III jibqgħu applikati b'mod wiesa' fir-raffinar taż-żejt u l-faċilitajiet tal-produzzjoni kimika. L-istrumenti ta 'kombinazzjoni ta' unità elettrika diskussi hawn jirreferu esklussivament għat-Tip III. L-istrumenti tat-Tip III joperaw fuq provvista ta 'enerġija DC 24V. It-trażmissjoni tas-sinjali bejn l-istrumenti individwali fil-kamra tal-kontroll timpjega sinjali ta 'vultaġġ DC 1–5V, filwaqt li l-komunikazzjoni bejn l-istrumenti tal-kamra tal-kontroll u trasmettituri, valvoli ta' kontroll u attwaturi installati fuq il-post-tutilizza sinjali kurrenti DC 4–20mA. Biex jintlaħqu diversi rekwiżiti ta' prova ta'-splużjoni, trasmettituri installati fuq il-post-u l-unitajiet ta' input/output tal-kamra tal-kontroll assoċjati tagħhom (bħal dawk li jżommu s-sikurezza u l-ostakli tas-sikurezza) huma kategorizzati bħala tipi li ma jgħaddix fjamma jew intrinsikament sikuri. Barra minn hekk, immexxija mill-avvanz tat-teknoloġija tal-kontroll tal-kompjuter industrijali, f'dawn l-aħħar snin ħarġu strumenti ta' unità intelliġenti bbażati fuq mikroproċessur-, li jirrappreżentaw ġenerazzjoni ġdida ta 'strumenti ta' unità elettriċi.
Strumenti ta' kombinazzjoni ta' unità elettrika jinkludu l-unitajiet li ġejjin:
a. Unitajiet trasmettituri (jiġifieri, trasmettituri) jinkludu trasmettituri tal-pressjoni, trasmettituri tal-pressjoni differenzjali, trasmettituri tal-fluss tat-tip target-, trasmettituri tal-fluss tal-pjanċa tal-orifiċju mibnija-, trasmettituri tal-pressjoni differenzjali (livell) tal-flanġ wieħed/doppju, trasmettituri tal-livell float interni/esterni, trasmettituri tat-temperatura (differenzjali tat-temperatura), trasmettituri intelliġenti tal-pressjoni differenzjali, u trasmettituri intelliġenti tal-pressjoni.
b. Strumenti tal-unità tal-wiri bħal indikaturi tal-pointer wieħed (doppju), indikaturi tal-faxxa tal-kulur, allarmi tal-pointer wieħed (doppju), reġistraturi tal-pinna waħda (doppja), reġistraturi tal-indikaturi b'ħafna -punti, totalizzaturi proporzjonali (għerq kwadru), eċċ.
c. L-istrumenti ta' l-unità ta' kontroll jinkludu kontrolluri ta' indikazzjoni, kontrolluri ta' backup SPC/DDC, kontrolluri ta' traċċar tal-pożizzjoni tal-valv b'ħafna kanali, kontrolluri ta' funzjoni speċjali, integraturi, differenzjaturi, eċċ.
d. Strumenti ta’ unità ta’ kalkolu bħal adders, multipliers, dividers, kalkolaturi ta’ għerq kwadru, eċċ.
e. L-istrumenti tal-unità ta 'konverżjoni jinkludu konvertituri tas-sinjali tal-kurrent, konvertituri tal-polz/vultaġġ, konvertituri tal-frekwenza/kurrent, konvertituri tal-impedenza, konvertituri tal-funzjoni, konvertituri elettriċi/pnewmatiċi, u konvertituri pnewmatiċi/elettriku.
f. L-istrumenti ta' l-unità tal-punt tas-sett jinkludu settaturi tal-kurrent kostanti, settaturi tal-proporzjon, setters tal-perċentwali, settaturi tal-allarm, setters tal-programm tal-parametri, u setters tal-programm tal-ħin.
g. L-istrumenti tal-unità awżiljarji jinkludu attwaturi elettriċi (tip D-), attwaturi DDC, detenturi tas-sigurtà, barrieri tas-sigurtà, distributuri tal-enerġija, kaxxi tal-vultaġġ, seletturi tas-sinjali, iżolaturi, invertituri, elevaturi, umidifikaturi tas-sinjali, reversers tas-sinjali, limitaturi tas-sinjali, u seletturi tar-rata-tal--bidla.
(2) Strumenti Modulari ta 'Kontroll Integrat
Dan jirrappreżenta serje ġdida fl-evoluzzjoni ta 'strumenti ta' kontroll tal-proċess, magħrufa wkoll bħala unitajiet ta 'kontroll integrati modulari. Jidhru struttura ta 'assemblaġġ modulari, jiffaċilita l-konfigurazzjoni flessibbli ta' sistemi ta 'kontroll tal-proċess. Internament, timpjega sistema ta 'sinjali ta' vultaġġ DC 0-10V u tista 'tirċievi diversi sinjali pnewmatiċi u elettriċi (inklużi kurrent, vultaġġ, kuntatti, impulsi, frekwenza, u encoders) minn strumenti ta' skoperta tal-kamp u elementi sensing.
Unitajiet ta' kontroll integrati modulari jinkludu l-istrumenti u l-komponenti li ġejjin:
a. Komponenti ta 'Input/Output: Moduli ta' konverżjoni tad-dħul, moduli ta 'konverżjoni tal-output, moduli ta' konverżjoni tal-polz, moduli ta 'konverżjoni mV/V, moduli ta' konverżjoni P/E, moduli ta 'sewwieq ta' qawwa kumulattiva, eċċ.
b. Komponenti tal-ipproċessar tas-sinjal: Komponenti tal-buffering tas-sinjali, komponenti tal-buffering tar-relay, komponenti tal-ġenerazzjoni tas-sinjali (komponenti tal-ġenerazzjoni tal-inklinazzjoni, komponenti tal-ħin, eċċ.), Komponenti ta 'kalkolu analogu (komponenti ta' multiplikazzjoni/diviżjoni, komponenti ta 'għeruq kwadri, komponenti ta' żieda, komponenti ta 'funzjoni, komponenti li jillimitaw, komponenti tal-għażla tas-sinjali, eċċ.), komponenti ta' totalizzazzjoni, komponenti tal-allarm, komponenti loġiċi.
c. Komponenti ta' Kontroll: Komponenti PID (komponenti proporzjonali, integrali, derivattivi), komponenti dinamiċi ta' kumpens, komponenti ta' traċċar, komponenti ta' interface ta' multi-output, komponenti ta' kontroll-viżwali li jinstemgħu.
d. Komponenti Awżiljarji u Oħra: Komponenti tad-distribuzzjoni tal-enerġija, komponenti tad-distribuzzjoni tas-sinjali, komponenti ta 'swiċċjar, komponenti ta' setpoint, komponenti ta 'relay, komponenti ta' monitoraġġ.
e. Strumenti tad-displej u tat-tħaddim: Indikaturi tal-punter wieħed (doppju), reġistraturi tal-pinna waħda (doppja), reġistraturi tal-pinna triplu (quad), reġistraturi tat-tendenzi, kontrolluri li jinżammu fl-idejn, operaturi tal-wiri tal-kontroll.
(3) Strumenti ta' Kontroll immuntati fuq bażi-
Matul l-evoluzzjoni ta 'strumenti ta' awtomazzjoni industrijali minn skoperta u wiri lokali għal kontroll ċentralizzat, tfaċċat tip ta 'strument li jintegra funzjonijiet ta' kejl, wiri u regolamentazzjoni. Nirreferu għal dan bħala strument regolatorju immuntat fuq bażi-, jew sempliċiment strument immuntat fuq bażi-. Eżempji jinkludu l-indikazzjoni ta'-regolaturi ta' reġistrazzjoni b'regolaturi pnewmatiċi u ċerti regolaturi lokali b'regolazzjoni ta'-funzjoni waħda (eż., regolaturi tat-temperatura, regolaturi tal-pressjoni, regolaturi tal-pressjoni differenzjali, regolaturi tal-fluss). Bażi-strumenti regolaturi immuntati huma aktar kategorizzati mis-sors tal-enerġija tagħhom f'tipi pnewmatiċi u elettriċi.
Ir-regolaturi -imħaddma waħedhom huma tip ieħor ta' strument ta' kontroll lokali. Huma jġibu isimhom billi jiddependu fuq il-mezz imkejjel bħala s-sors ta' enerġija tax-xogħol tagħhom, għalhekk imsejħa wkoll regolaturi li jaġixxu direttament-. Barra minn hekk, minħabba li huma integrati mal-valvi ta' kontroll tagħhom, ir-regolaturi li jaħdmu waħedhom huma magħrufa wkoll bħala valvi ta' kontroll li jaħdmu waħedhom. Regolaturi komuni -imħaddma waħedhom jinkludu regolaturi tat-temperatura-imħaddma waħedhom, regolaturi tal-pressjoni-imħaddma waħedhom, u regolaturi tal-fluss-imħaddma waħedhom.
2. Strumenti ta 'Kontroll Diġitali
L-istrumenti ta 'kontroll diġitali jinkludu sistemi ta' kontroll distribwit (DCS), kontrolluri tal-loġika programmabbli (PLC), kompjuters ta 'kontroll industrijali (IPC), u sistemi ta' kontroll tas-sigurtà (FSC).
Fis-sittinijiet, hekk kif il-proċessi tal-produzzjoni industrijali saru dejjem aktar fuq skala kbira-u kumplessi, sistemi ta' kontroll tal-awtomazzjoni industrijali kienu meħtieġa biex jimmaniġġjaw volumi ta' dejta massivi, iwettqu kontroll komputazzjonali avvanzat, jiffaċilitaw il-komunikazzjoni tal-informazzjoni, jippermettu wiri u tħaddim ċentralizzati, jiksbu kontroll ta'-livell ogħla, u jtejbu l-preċiżjoni tal-kontroll. Strumenti analogi konvenzjonali waħedhom ma setgħux jibqgħu jissodisfaw dawn it-talbiet, li wasslu għall-adozzjoni ta' sistemi ta' kontroll ibbażati fuq il-kompjuter-li elevaw b'mod sinifikanti l-livell ta' kontroll integrat tal-proċess. Madankollu, il-konċentrazzjoni għolja tal-funzjonijiet ta 'kontroll ikkonċentrat ukoll ir-riskju ta' inċidenti. Jekk is-sistema tal-kontroll tal-kompjuter falliet, il-kontroll, il-monitoraġġ, u t-tħaddim jieqfu, b'impatt qawwi fuq il-produzzjoni u potenzjalment jikkawża inċidenti kbar fis-sistema-wisa'.
Wara s-snin sebgħin, il-miġja ta' ċirkwiti integrati u mikroproċessuri fuq skala kbira-, flimkien ma 'aktar avvanzi fit-teknoloġija tal-kontroll, teknoloġija tal-wiri, teknoloġija tal-kompjuter, u teknoloġija tal-komunikazzjoni, wasslu għall-iżvilupp ta' sistemi ġodda ta 'kontroll tal-proċess ibbażati fuq mikroproċessuri u mikrokompjuters, bħas-Sistema ta' Kontroll Distributed (DCS). DCS jiret il-vantaġġi ta 'strumenti analogi konvenzjonali u sistemi ta' kontroll kompjuterizzati. Filwaqt li żżomm wiri u tħaddim ċentralizzati flimkien ma 'ġestjoni ċentralizzata, tiddeċentralizza l-awtorità ta' kontroll, u b'hekk ittejjeb is-sikurezza u l-affidabbiltà tas-sistema ta 'kontroll. Dan jinkiseb billi jqassmu mikroproċessuri skont funzjonijiet jew żoni ta 'kontroll. Kull stazzjon ta' kontroll mgħammar-mikroproċessur jista' jamministra minn diversi sa għexieren ta' loops. Stazzjonijiet ta 'kontroll multipli huma kkombinati biex jissorveljaw il-proċess kollu tal-produzzjoni, u b'hekk jirrealizzaw kontroll deċentralizzat u jxerrdu r-riskji. Filwaqt li jibnu fuq dan, ammonti vasti ta' informazzjoni jiġu trażmessi permezz ta' kejbils ta' komunikazzjoni tad-dejta lil stazzjon tal-wiri u t-tħaddim tas-CRT ibbażat fuq mikroproċessur-fil-kamra tal-kontroll ċentrali, fejn din l-informazzjoni hija murija jew irreġistrata ċentralment. Fl-istess ħin, f'koordinazzjoni ma' kompjuters ta'-livell ogħla (kompjuters għall-ġestjoni tal-proċess u kompjuters għall-ġestjoni tal-produzzjoni), jiġu implimentati monitoraġġ ċentralizzat u ġestjoni tal-proċess tal-produzzjoni.
Sistemi ta 'kontroll distribwiti jippermettu kontroll kontinwu, kontroll tal-lott (intermittenti), kontroll sekwenzjali, akkwist u pproċessar ta' data, kif ukoll kontroll avvanzat, li jintegra mill-qrib il-ġestjoni operattiva mal-proċess ta 'produzzjoni. Dawn is-sistemi għandhom ukoll kapaċitajiet dijanjostiċi awto-, kapaċi jispezzjonaw il-komponenti tal-ħardwer u tas-softwer. Malli jiskopru ħsara, dawn iqanqlu allarmi li jinstemgħu u viżwali filwaqt li juru l-post eżatt tal-ħsara.
Sistema ta 'kontroll distribwit tipika tinkludi stazzjonijiet ta' kontroll fuq il-post, stazzjonijiet tal-operatur tal-wiri tas-CRT, netwerks ta 'komunikazzjoni, u tagħmir periferali bħal printers.
Matul l-iżvilupp sussegwenti, il-kapaċitajiet ta 'kontroll u komunikazzjoni ta' sistemi ta 'kontroll distribwiti saru dejjem aktar raffinati u standardizzati. Ibbażat fuq il-funzjonijiet ta' kontroll primarji tagħhom, il-kontrolluri tal-loġika programmabbli (PLCs) ħarġu minn sistemi DCS-li ffokaw fuq il-kontroll tal-linja-bħala apparati speċjalizzati li jenfasizzaw il-kontroll sekwenzjali. Oriġinarjament iddisinjati biex jissostitwixxu sistemi ta 'allarm tradizzjonali bbażati fuq relay-interlocking, PLCs jimmaniġġjaw kemm sinjali ta' dħul kif ukoll ta 'ħruġ bħala sinjali ta' swiċċ. Huma jesegwixxu funzjonijiet ta 'loġika, sekwenza, ħin, għadd, u aritmetika permezz ta' programmar ta 'softwer, li jagħmluhom adattati għal interlocks kumplessi. Il-karatteristika li tiddefinixxi l-PLCs hija l-iskemi ta' kontroll tal-"programmabbiltà" tagħhom-jistgħu jinbidlu sempliċement billi jiġi mmodifikat il-programm. L-affidabbiltà, il-flessibilità, il-veloċità operattiva u l-kapaċità tagħhom għal skemi ta 'kontroll kumplessi jaqbżu bil-bosta dawk li jistgħu jinkisbu b'ċirkwiti relay.
Il-PLCs evolvew malajr, u inkorporaw kapaċitajiet ta 'kontroll analogu, funzjonijiet ta' komputazzjoni, u anke karatteristiċi bħall-wiri tal-grafika dinamika tas-CRT, il-ġestjoni tad-database u l-ġenerazzjoni tal-fajls. Sadanittant, is-sistemi DCS adottaw karatteristiċi tekniċi PLC filwaqt li tejbu l-ipproċessar tal-lott u l-funzjonijiet ta 'kontroll sekwenzjali. Din il-konverġenza funzjonali qed tnaqqas id-distinzjoni bejn DCS u PLC, u tħaffef il-konfini tagħhom. Hekk kif is-sistemi ta' kontroll distribwiti jkomplu jevolvu-partikolarment permezz tal-minjaturizzazzjoni tas-sistema, trasmettituri tal-kamp intelliġenti, fieldbuses standardizzati, netwerks ta' komunikazzjoni standardizzati, integrazzjoni reċiproka ta' DCS u PLC, inkorporazzjoni ta' kompjuters u PCs ta' monitoraġġ f'sistemi DCS, u aktar irfinar tas-softwer tas-sistema-se jadattaw aħjar għal diversi rekwiżiti ta' kontroll tal-proċess u jiksbu benefiċċji tekniċi u ekonomiċi superjuri.
Fieldbus (FCS) huwa xarabank tad-dejta diġitali, serjali, multipunt, bidirezzjonali installat bejn apparati fuq il-post u tagħmir ta 'awtomazzjoni tal-kamra tal-kontroll. Il-kunċett fundamentali tiegħu jinvolvi l-eliminazzjoni ta' konnessjonijiet diretti one-to-bejn l-istazzjonijiet DCS/PLC tal-kamra tal-kontroll, kontrolluri intelliġenti, u strumenti tal-kamp (bħal trasmettituri, valvoli ta' kontroll, swiċċijiet) permezz ta' kanali I/O ddedikati. Minflok, dawn l-apparati jikkonnettjaw mal-kanal ta' veloċità għolja-H2 tal-fieldbus permezz tal-interfaces serjali tagħhom. Imbagħad jgħaqqdu mal-fieldbus H1 permezz ta 'pontijiet ta' konverżjoni H2/H1, li jippermettu komunikazzjoni bejn l-istrumenti tal-kamp H1 u H2 għall-monitoraġġ u l-iskoperta tal-proċess.
Peress li l-fieldbus jikkostitwixxi l-iktar netwerk ta' komunikazzjoni tal-{0}}livell baxx li jgħaqqad l-apparati fuq il-post (inkluż tagħmir fuq il-post u strumenti fuq il-post), li jintegra kemm il-kontroll tal-kamp kif ukoll il-funzjonijiet tal-komunikazzjoni fuq il-post, in-nodi tiegħu jinkludu trasmettituri intelliġenti (li jkopru temperatura, pressjoni, fluss, livell, analizzaturi tal-proċess, eċċ.) u attwaturi intelliġenti.
Kompjuters industrijali huma kategorizzati mill-funzjonijiet ta 'kontroll u ġestjoni tagħhom f'apparat bażiku ta' kontroll ta 'awtomazzjoni u kompjuters ta' ġestjoni. Apparati bażiċi ta' awtomazzjoni jikkostitwixxu l-ewwel livell ta' sistemi ta' kontroll f'diversi -livelli, inklużi Sistemi ta' Kontroll Distributed (DCS), Kontrolluri Loġiċi Programmabbli (PLC), apparati ta' Kontroll Diġitali Dirett (DDC), u Sistemi ta' Kontroll Fieldbus (FCS). Il-kompjuters tal-ġestjoni tal-proċess iservu bħala l-magni tal--livell ta 'fuq għal apparati bażiċi ta' awtomazzjoni, li jirrappreżentaw it-tieni livell ta 'kontroll f'diversi-livelli; kompjuters ta' ġestjoni tal-produzzjoni huma applikabbli għat-tielet sal-ħames livelli ta' kontroll f'diversi-livelli.
Attwaturi
Attwaturi, magħrufa wkoll bħala valvi ta 'kontroll, jikkonsistu f'mekkaniżmu attwatur u korp tal-valv. Ibbażat fuq is-sors tal-enerġija tal-attwatur, huma kklassifikati f'erba 'tipi ewlenin: valvi ta' kontroll pnewmatiċi, valvi ta 'kontroll elettriċi, valvi ta' kontroll idrawliċi, u valvi ta 'kontroll ibridi. Valvoli ta 'kontroll pnewmatiċi huma kkategorizzati aktar skond it-tip ta' attwatur f'valvi ta 'kontroll tat-tip dijaframma-, valvoli ta' kontroll tat-tip pistun-, u valvi ta 'kontroll ta'-puplesija twal.
Apparat ta' Monitoraġġ u Kontroll Ċentralizzat
Apparati ta 'skoperta ċentralizzati jutilizzaw elementi sensing jew ditekters biex juru ċentralment varjabbli mkejla jew sinjali ta' kuntatt ta 'allarm. Apparati ta 'kontroll ċentralizzati jimmaniġġjaw attwaturi skont programmi ssettjati minn qabel billi jintegraw serje ta' sinjali varjabbli mkejla. Dawn is-sistemi jinkludu diversi unitajiet ta 'akkwist tad-dejta, sistemi ta' skoperta ta 'għassa, apparati ta' allarm tas-sinjali, tagħmir ta 'monitoraġġ tas-sigurtà, sistemi tat-televiżjoni industrijali, tagħmir ta' monitoraġġ mill-bogħod, u unitajiet ta 'kontroll tas-sekwenza. Is-sistemi ċentralizzati ta’ monitoraġġ u kontroll huma tipikament kategorizzati kif ġej:
1. Apparati ta 'Monitoraġġ tas-Sigurtà: Dawn jinkludu sistemi ta' skoperta u allarm ta 'gass kombustibbli, sistemi ta' skoperta u allarm ta 'gass tossiku, moniters tal-fjammi, sistemi ta' tqabbid awtomatiku, tagħmir ta 'protezzjoni tas-sigurtà tal-kombustjoni, sistemi ta' skoperta ta 'tnixxija taż-żejt, u apparati ta' skoperta ta '-reżistenza għolja.
2. Sistemi tat-Televiżjoni Industrijali: Dawn jikkonsistu f'kameras u t-tagħmir awżiljarju tagħhom (dwal, tindif, apparat li jkessaħ, u turntables motorizzati), wirjiet, u tagħmir awżiljarju (operaturi, distributuri, kompensaturi u switchers).
3. Apparati ta 'Indikazzjoni u Kontroll mill-bogħod (RIC) jirċievu sinjali varjabbli ta' input, jipproċessaw informazzjoni, juru allarmi viżwalment, u sinjali ta 'kontroll tal-ħruġ għat-terminal tal-kontroll.
4. L-apparati ta 'allarm tas-sinjali jinkludu diversi tipi bħal allarmi tas-sinjali li jteptep, apparati ta' allarm intelliġenti li jteptep, u sistemi ta 'allarm ta' ċirkwit relay.
5. Apparati ta 'kontroll sekwenzjali jinkludu sistemi ta' protezzjoni ta 'interlock tar-relay, apparati ta' monitoraġġ tal-loġika, kontrolluri sekwenzjali, u kontrolluri sekwenzjali intelliġenti.
6. L-akkwiżizzjoni tad-dejta u l-apparati ta 'allarm ta' skoperta ta 'linja jinkludu unitajiet ta' akkwist ta 'dejta u strumenti ta' allarm ta 'skoperta ta' linja.
Tagħmir ieħor ta 'Kontroll Awtomatiku
Din il-kategorija tinkludi primarjament diversi tipi ta' pannelli tal-istrumenti (tip ta' kanal-tip, tip-kabinett, tip-frejm, tip-), kompartimenti tal-istrumenti, consoles tal-operaturi, kaxxi iżolati (protettivi), kaxxi tal-provvista tal-enerġija, eċċ.
Materjali tal-Awtomazzjoni
Il-materjali tal-awtomazzjoni jirreferu għal komponenti meħtieġa għall-installazzjoni tal-istrumenti, li jinkludu tipi differenti bħal pajpijiet tal-pressjoni (pajpijiet tal-azzar mingħajr saldatura, pajpijiet tal-istainless steel, pajpijiet ta' pressjoni għolja), pajpijiet tal-provvista tal-arja (pajpijiet tal-azzar galvanizzat, pajpijiet tar-ram), pajpijiet tas-sinjali pnewmatiċi (pajpijiet tar-ram, kejbils tat-tubi tar-ram, kejbils tat-tubi tan-najlon, konnessjoni kaxxi), materjali tal-kondjuwit elettriċi (pajpijiet tal-azzar iwweldjati, pajpijiet tal-azzar galvanizzat), valvi, flanġijiet u fittings għal diversi sistemi ta 'pajpijiet, materjali ta' tagħmir elettriku għall-awtomazzjoni (kejbils, wajers, kaxxi tal-junction, tagħmir u komponenti elettriċi), trejs tal-kejbils tal-istrumenti, materjali tal-azzar strutturali bħall-ħadid angolu u azzar tal-kanal għall-fabbrikazzjoni ta 'parentesi u appoġġi tat-tagħmir tal-istrumenti, materjali tal-insulazzjoni tat-traċċar tas-sħana, materjali tal-kisi kontra l--korrużjoni.