Tự động hóa công nghiệp là một lĩnh vực công nghệ phức tạp, năng động và hấp dẫn.
Giới thiệu
Trong thế giới ngày nay, tự động hóa công nghiệp hầu như có mặt khắp nơi. Hệ thống tự động hóa cho phép các quy trình sản xuất, kỹ thuật, xây dựng, sản xuất điện và các quy trình cốt lõi khác của nền kinh tế nâng cao hiệu quả và năng suất. Ngày nay, tự động hóa công nghiệp đang trải qua một làn sóng phát triển đáng kể mới, được thúc đẩy bởi các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán đám mây, dữ liệu lớn và Internet vạn vật (IoT).
Tự động hóa công nghiệp là gì?
Tự động hóa công nghiệp đề cập đến việc sử dụng các điều khiển tự động, chẳng hạn như bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và thiết bị đầu cuối từ xa (RTU). Chúng giúp kiểm soát các quy trình và máy móc công nghiệp, thay thế sự can thiệp thủ công và các hoạt động lắp ráp tự động nguy hiểm.
Tự động hóa công nghiệp bao gồm một loạt các thành phần được đồng bộ hóa. Nó thực hiện các chức năng như điều khiển, cảm biến, giám sát và giám sát các quy trình công nghiệp.
Về mặt chức năng, tự động hóa công nghiệp bao gồm cấp độ-trường (cảm biến và bộ truyền động), cấp độ-điều khiển, cấp độ giám sát, cấp độ kiểm soát sản xuất-(SCADA) và cấp độ thông tin và doanh nghiệp-(MES và ERP).
Linh kiện điều khiển tự động
Bộ điều khiển logic khả trình PLC -
PLC là một-máy tính kỹ thuật số cấp công nghiệp được thiết kế để thực hiện các chức năng điều khiển, đặc biệt là trong các ứng dụng công nghiệp.
Bộ điều khiển logic khả trình là một thiết bị điện tử được sử dụng để điều khiển các quá trình. Nó bao gồm một đơn vị xử lý trung tâm; thiết bị đầu vào và đầu ra, nguồn điện, thiết bị liên lạc và thiết bị dự phòng. PLC được lập trình sẵn-theo ứng dụng của nó và đưa vào hoạt động. PLC nhận đầu vào từ hiện trường, xử lý đầu vào theo chương trình đã hoàn thành và xuất lệnh đến các thiết bị hiện trường. Nó cũng có thể nhận lệnh từ người vận hành nhà máy thông qua SCADA và ra lệnh cho các thiết bị hiện trường. Các chức năng của PLC khác nhau tùy theo nhà sản xuất, nhưng kiến trúc cơ bản vẫn giống nhau.
RTU - Thiết bị đầu cuối từ xa
RTU là viết tắt của Thiết bị đầu cuối từ xa. RTU là thiết bị điều khiển thường được cài đặt ở một địa điểm từ xa như một phần của hệ thống lớn hơn. Mục đích chính của RTU là giám sát và điều khiển các thiết bị hiện trường như van, bộ truyền động, cảm biến, v.v. RTU là thành phần thiết yếu của hệ thống Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), đóng vai trò là giao diện giữa điều khiển SCADA và các quy trình vật lý.
RTU bao gồm một bảng phần cứng chứa một hoặc nhiều mô-đun đầu vào/đầu ra (I/O). Các thành phần quan trọng nhất của RTU là bộ xử lý trung tâm (CPU), nguồn điện, cổng giao tiếp và I/O vật lý.
Hệ thống điều khiển phân tán DCS -
DCS (Hệ thống điều khiển phân tán) được thiết kế để quản lý các quy trình công nghiệp phức tạp hơn và rộng khắp về mặt địa lý. Toàn bộ quy trình công nghiệp được chia thành các vùng điều khiển riêng biệt, mỗi vùng được điều khiển bởi các bộ điều khiển tự động chuyên dụng. Các thiết bị hiện trường giao tiếp với bộ điều khiển trong các vùng kiểm soát cụ thể. Các bộ điều khiển này được kết nối với nhau thông qua mạng truyền thông tốc độ cao-và được kết nối với PC kỹ thuật, nơi thực hiện các chức năng điều khiển, giám sát, ghi dữ liệu và cảnh báo tổng thể. Trong hệ thống điều khiển phân tán, các quyết định điều khiển được thực hiện bởi người vận hành nhà máy chứ không phải do chính người điều khiển. DCS là một giải pháp được thiết kế sẵn-yêu cầu cấu hình thay vì lập trình (như PLC).
Bộ điều khiển logic khả trình PAC -
PAC có thể được coi là sự kết hợp của PLC, RTU, DCS và PC. Nó sở hữu khả năng điều khiển riêng biệt của PLC, khả năng lưu trữ và đa nhiệm của PC, khả năng giao tiếp đa giao thức và khả năng vận hành từ xa của RTU cũng như khả năng xử lý I/O lớn của DCS.
SCADA - Hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát
Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là giao diện phần mềm cho phép người vận hành nhà máy dễ dàng điều khiển và giám sát các thiết bị khác nhau trong môi trường công nghiệp/nhà máy. Ngoài ra, nó thực hiện thu thập dữ liệu. Người vận hành có thể giám sát các thông số thông qua PLC/SCADA và ra lệnh cho các thiết bị hiện trường. SCADA không thể giao tiếp trực tiếp với các thiết bị hiện trường; nó chỉ có thể làm như vậy thông qua PLC. Tất cả dữ liệu từ trường đi vào các mô-đun I/O trong PLC và được lưu trữ trong các vị trí bộ nhớ hoặc thanh ghi cụ thể. Ngược lại, SCADA đọc hoặc ghi vào các vị trí bộ nhớ này. Toàn bộ logic điều khiển được lưu trữ trong PLC chứ không phải trong SCADA.