1 Giới thiệu
Tự động hóa điện công nghiệp chủ yếu bao gồm các thiết bị tự động hóa điện và công nghệ điều khiển tự động hóa. Bài viết này tập trung đánh giá mức độ tự động hóa điện công nghiệp từ hai khía cạnh chính: thu thập thông tin hệ thống và xử lý, ứng dụng thông tin hệ thống.
Thông tin được thu thập qua hệ thống cung cấp một bức tranh rõ ràng về tình trạng hoạt động của mỗi doanh nghiệp. Nó đóng vai trò là tài liệu tham khảo để triển khai các công nghệ điều khiển tự động hóa và thiết lập nền tảng lý thuyết vững chắc, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất an toàn, nơi mà các biện pháp phòng ngừa nâng cao là rất quan trọng. Điều này đòi hỏi các nhà sản xuất dụng cụ điện tử hiện đại phải đặt ưu tiên cao cho nỗ lực phát triển sản phẩm.
Về xử lý thông tin, phát hiện thiết bị và truyền thông tin tự động trong quá trình sản xuất của doanh nghiệp có những điểm tương đồng đáng kể. Cả hai đều đóng vai trò là thành phần cốt lõi của trung tâm điều khiển. Việc ứng dụng các hệ thống trong công nghệ điều khiển tự động hóa và thiết bị điện tự động hóa đáp ứng các tiêu chuẩn cơ bản về-giám sát và bảo trì theo thời gian thực. Chúng tạo thành các nhiệm vụ thu thập và xử lý thông tin thường xuyên, đảm bảo tích hợp liền mạch trong các quy trình sản xuất công nghiệp và nâng cao hiệu quả sản xuất [1-6].
2 Công nghệ thiết bị tự động hóa
Các thiết bị tự động hóa điện công nghiệp hiện nay được triển khai rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau, đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Khi thảo luận về chủ đề này, điều cần thiết là phải hiểu khái niệm cụ thể về thiết bị tự động hóa-một ứng dụng công nghệ cao-của PC và công nghệ điện tử. Bằng cách định cấu hình các thông số liên quan, nó cho phép đạt được mục tiêu sản xuất tự động hóa công nghiệp nhanh hơn.
Trong quá trình cập nhật công nghệ, hiệu suất của thiết bị đo tự động đã được cải thiện đáng kể, thể hiện xu hướng phát triển đa dạng-một đặc điểm nổi bật của sự tiến bộ nhanh chóng hiện nay về thiết bị đo lường. Trong quá trình phát triển của công nghệ điện công nghiệp, việc nâng cao hiệu quả điều khiển là vấn đề quan trọng phải được ưu tiên trong quá trình hiện đại hóa công nghiệp của Trung Quốc. Thông thường, việc ứng dụng công nghệ tự động hóa điện bao gồm bốn khía cạnh chính: công nghệ tích hợp hệ thống, công nghệ thông minh, công nghệ giao diện con người-máy móc và công nghệ cảm biến.
(1) Công nghệ tích hợp hệ thống. Tích hợp hệ thống đại diện cho một công nghệ quan trọng trong các ứng dụng tự động hóa điện công nghiệp. Nó tập trung vào các khía cạnh như mô-đun giao tiếp, phân tích hệ thống và cấu hình lớp vật lý trong thiết kế hệ thống, từ đó hỗ trợ tốt hơn việc giám sát-các quy trình sản xuất công nghiệp theo thời gian thực. Hơn nữa, công nghệ tích hợp hệ thống chủ yếu được thiết kế cho-sản xuất của doanh nghiệp quy mô lớn. Nó có thể nhanh chóng nâng cao tiêu chuẩn sản xuất công nghiệp, giảm chi phí sản xuất của doanh nghiệp và cố gắng đạt được các mục tiêu phát triển kinh tế hiện đại của các doanh nghiệp công nghiệp.
(2) Công nghệ thông minh. Trí thông minh trong các ứng dụng tự động hóa điện công nghiệp đề cập đến công nghệ vận hành thông minh. Việc triển khai nó trong tự động hóa điện không chỉ đạt được hiệu suất hệ thống cực cao mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp thiết bị đo đạc công nghiệp với công nghệ máy tính. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải lựa chọn các công cụ điều khiển tự động hóa phù hợp dựa trên điều kiện thực tế trong quá trình triển khai hệ thống.
(3) Công nghệ tương tác giao diện máy-con người (HMI). Tự động hóa điện công nghiệp phải ưu tiên phát triển các hệ thống tương tác HMI cốt lõi. Nhân sự phải tiến hành thiết kế khoa học và hợp lý để đảm bảo vận hành thiết bị thành thạo trong quá trình làm việc. Việc điều chỉnh hệ thống hiệu quả đòi hỏi phải có cấu hình HMI thích hợp. Sau khi người vận hành đưa ra các lệnh, chúng sẽ được truyền qua các mạch để đạt được khả năng kiểm soát thiết bị toàn diện, cuối cùng hoàn thành các mục tiêu sản xuất.
Ngoài ra, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc cập nhật và bảo trì HMI trong tương lai, các biện pháp xử lý cơ bản phải được thực hiện. Đây là một khía cạnh quan trọng đòi hỏi sự ưu tiên cao trong sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thiết bị đo lường tự động hóa điện công nghiệp.
(4) Công nghệ phát hiện cảm biến. Công nghệ cảm biến hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong việc phát hiện hệ thống, cung cấp thông tin dữ liệu chính xác. Cảm biến đóng vai trò là thành phần chính để giám sát hệ thống sản xuất và không thể thiếu trong việc đạt được tự động hóa công nghiệp.
3 nguyên tắc công việc thiết kế
(1) Triển khai giám sát thống nhất. Giám sát tập trung là một thành phần quan trọng trong công nghệ tự động hóa điện công nghiệp. Trong quá trình giám sát, các chức năng hệ thống khác nhau được hợp nhất thành bộ xử lý trung tâm để xử lý khoa học và hiệu quả. Mặc dù quá trình xử lý thông tin này có thể tốn nhiều thời gian{4}}nhưng việc phối hợp hiệu quả với thiết bị giám sát không chỉ giúp tăng cường độ ổn định khi vận hành hệ thống mà còn giảm mức tiêu thụ điện năng trong các mạch điện tử. Điều này dẫn đến kiến trúc hệ thống tinh tế hơn và giảm xác suất xảy ra tai nạn.
(2) Giám sát thời gian thực-từ xa. Hệ thống giám sát từ xa tận dụng mạng không dây để cho phép giám sát-theo thời gian thực thông qua máy tính từ xa, loại bỏ các ràng buộc về địa lý đối với hoạt động của hệ thống. Cách tiếp cận này tối đa hóa khả năng giao tiếp mạng của máy tính. Trong kiến trúc mạng không dây, hệ thống có thể thu thập và giám sát thông tin xung quanh hiệu quả hơn, dẫn đến việc xử lý dữ liệu môi trường chính xác hơn. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành mạng không dây, việc bảo vệ và bảo trì an ninh phải được thực hiện phù hợp dựa trên các điều kiện hoạt động cụ thể của thiết bị để đảm bảo hiệu suất hệ thống ổn định.
4 Nghiên cứu về phương pháp kiểm soát
(1) Phạm vi kiến thức lý thuyết toàn diện. Trong các hệ thống tự động hóa điện công nghiệp, phải đặc biệt chú ý đến các đặc điểm của trí tuệ hệ thống và tự động hóa, những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và ứng dụng toàn bộ công nghệ máy tính. Để các doanh nghiệp công nghiệp phát triển mạnh, việc hiện thực hóa tự động hóa điện đòi hỏi phải tích hợp với công nghệ-được máy tính hỗ trợ. Điều này đòi hỏi phải thiết lập một hệ thống kiến thức tương đối toàn diện và nỗ lực nhiều hơn nữa để đạt được các mục tiêu hoạt động của công nghệ điện. Điều cần thiết không chỉ là tăng cường hoàn thiện hệ thống kiến thức lý thuyết điện mà còn tăng cường ứng dụng rộng rãi công nghệ máy tính, đảm bảo rằng các lý thuyết thiết kế hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thiết kế. Căn cứ vào nhu cầu phát triển thực tế hiện nay, các thiết kế phải bám sát yêu cầu chặt chẽ, đồng thời ưu tiên đổi mới để hệ thống hóa kiến thức lý thuyết. Điều này giúp tăng cường cơ cấu tri thức nội bộ của các doanh nghiệp công nghiệp, thúc đẩy hiệu quả việc đổi mới và nâng cao tri thức lý thuyết.
(2) Ứng dụng cụ thể của công nghệ tự động hóa điện công nghiệp. Công nghệ thiết bị tự động hóa chủ yếu được áp dụng thông qua các hệ thống nhúng và nối mạng. ① Nhúng: Chủ yếu liên quan đến ứng dụng cụ thể của công nghệ nhúng trong các hệ thống điện tự động hóa. Trong quá trình thiết kế, phải chú ý đến việc mở rộng CPU để nâng cao chức năng hệ thống một cách toàn diện. Các phương pháp khoa học nên được sử dụng để giải quyết hợp lý các vấn đề gặp phải trong quy trình tự động hóa doanh nghiệp công nghiệp. Ngoài ra, những cân nhắc về thiết kế liên quan đến chip đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận về mạng hệ thống để đảm bảo nó hoàn thành mục đích đã định. ② Nối mạng: Đây là nền tảng để truyền và nhận thông tin trong tự động hóa điện công nghiệp. Trong quá trình vận hành hệ thống, phải chú ý đến mạng truyền thông và giao thức văn bản. Ứng dụng thực tế của công nghệ thiết bị tự động hóa đòi hỏi phải tận dụng công nghệ mạng để điều khiển hợp lý các hệ thống sản xuất công nghiệp, nỗ lực nâng cao năng suất doanh nghiệp.
(3) Tích hợp công nghệ điều khiển hiện đại với công nghệ điều khiển thông minh. Điều khiển thông minh cho phép vận hành tự động khi hệ thống không cần sự can thiệp của con người. Mục đích của nó trong thiết bị tự động hóa là tự động thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu hệ thống. Chức năng này hoạt động thông qua bộ điều khiển thông minh, tích hợp cảm biến và công nghệ điện tử được đặt trong các thiết bị thông minh. Trong những năm tới, khả năng này sẽ kết hợp điều khiển thông minh với các kỹ thuật điều khiển hiện đại, thúc đẩy tự động hóa công nghiệp và tận dụng tối đa tiềm năng của bộ điều khiển khả trình và hệ thống điều khiển dữ liệu.
(4) Tăng cường chức năng và cấu trúc của thiết bị đo tự động. Với việc áp dụng rộng rãi công nghệ tự động hóa điện, thiết bị đo đạc đóng một vai trò then chốt. Để tăng cường đáng kể hiệu quả và hiệu suất của hệ thống, các thiết bị tự động, bộ phận thông minh và phần mềm ứng dụng thông minh phải được tích hợp đồng thời mở rộng khả năng đo lường. Để nhanh chóng nâng cao hiệu quả hoạt động và hiệu suất của các thiết bị tự động, các thuật toán mạng đa dạng phải được tích hợp vào các thuật toán thông minh của hệ thống. Ngoài ra, bằng cách triển khai các thuật toán logic mờ, tận dụng các đặc điểm của bộ xử lý và bộ điều khiển, đồng thời tích hợp từng hệ thống thiết bị tự động tương đối độc lập, các quyết định toàn diện và hiệu quả có thể được đưa ra thông qua các chức năng gỡ lỗi, tính toán phân tích và phản hồi điều khiển của công nghệ hệ thống-trên{6}}chip (SoC).
5 Kết luận
Thiết bị đo tự động hóa điện công nghiệp đại diện cho một công nghệ rất phức tạp bao gồm nhiều lĩnh vực liên quan. Nó phải được cải tiến và tối ưu hóa dựa trên các kịch bản ứng dụng để nâng cao mức độ kiểm soát tự động hóa điện, cho phép-giám sát các quy trình sản xuất công nghiệp theo thời gian thực, giải quyết kịp thời-các vấn đề tại chỗ, liên tục cải thiện hiệu quả kinh tế sản xuất và thúc đẩy sự phát triển bền vững của công nghệ điều khiển tự động hóa điện công nghiệp.