I. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ο βιομηχανικός αυτοματισμός είναι ένα σημαντικό σύμβολο της σύγχρονης βιομηχανικής ανάπτυξης, που βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής, μειώνει το κόστος παραγωγής και βελτιώνει την ποιότητα των προϊόντων. Στον βιομηχανικό αυτοματισμό, ο τρόπος ελέγχου ως βασικός σύνδεσμος για την πραγματοποίηση του ελέγχου αυτοματισμού, είναι αυτονόητη-η σημασία του. Αυτή η εργασία θα εισαγάγει λεπτομερώς τον τρόπο ελέγχου στον βιομηχανικό αυτοματισμό, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου ανάδρασης, του ελέγχου τροφοδοσίας-προώθησης, του βέλτιστου ελέγχου, του αποκεντρωμένου ελέγχου και του έξυπνου ελέγχου κ.λπ.
II. Μέθοδοι ελέγχου στον βιομηχανικό αυτοματισμό
Έλεγχος ανατροφοδότησης
Ο έλεγχος ανάδρασης είναι μία από τις πιο κοινά χρησιμοποιούμενες μεθόδους ελέγχου στον βιομηχανικό αυτοματισμό. Πετυχαίνει τον επιθυμητό στόχο ελέγχου ανατροφοδοτώντας το σήμα εξόδου του ελεγχόμενου αντικειμένου στην είσοδο, συγκρίνοντάς το με το σήμα εισόδου και στη συνέχεια προσαρμόζοντας την έξοδο του ελεγκτή σύμφωνα με το αποτέλεσμα σύγκρισης. Ο έλεγχος ανάδρασης έχει τα πλεονεκτήματα της καλής σταθερότητας και προσαρμοστικότητας και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού.
Συγκεκριμένα, ο έλεγχος ανάδρασης μπορεί να χωριστεί σε έναν-έλεγχο ανάδρασης βρόχου και στον έλεγχο ανάδρασης πολλαπλών-βρόχων. Ο έλεγχος ανάδρασης μονής-βρόχου αναφέρεται σε έναν μόνο βρόχο ελέγχου, συγκρίνοντας το σήμα εξόδου του ελεγχόμενου αντικειμένου με την καθορισμένη τιμή, η έξοδος του ελεγκτή ρυθμίζεται για την εξάλειψη του σφάλματος. Ο έλεγχος ανάδρασης πολλαπλών-βρόχων αναφέρεται σε έναν αριθμό βρόχων ελέγχου, κάθε βρόχος είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο ενός συγκεκριμένου ελεγχόμενου αντικειμένου, μέσω της συνεργιστικής επίδρασης πολλών βρόχων για την επίτευξη πολύπλοκων εργασιών ελέγχου.
Στον βιομηχανικό αυτοματισμό, ο έλεγχος ανάδρασης χρησιμοποιείται συνήθως στον έλεγχο θερμοκρασίας, τον έλεγχο πίεσης, τον έλεγχο ροής και άλλα σενάρια. Για παράδειγμα, στη χημική παραγωγή, ο έλεγχος ανάδρασης μπορεί να πραγματοποιήσει ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας του αντιδραστήρα για να εξασφαλίσει τη σταθερότητα της χημικής αντίδρασης.
Έλεγχος τροφοδοσίας
Ο έλεγχος τροφοδοσίας είναι μια άλλη ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος ελέγχου. Προ-υπολογίζει το απαιτούμενο σήμα εξόδου σύμφωνα με το σήμα εισόδου του συστήματος και, στη συνέχεια, το σήμα εξόδου εφαρμόζεται απευθείας στο ελεγχόμενο αντικείμενο για να πραγματοποιηθεί ο έλεγχος του ελεγχόμενου αντικειμένου. Ο έλεγχος τροφοδοσίας έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης απόκρισης και της υψηλής ακρίβειας ελέγχου και είναι κατάλληλος για περιπτώσεις όπου η έξοδος του συστήματος έχει αυστηρές απαιτήσεις και το σήμα εισόδου είναι προβλέψιμο.
Ο έλεγχος τροφοδοσίας στον βιομηχανικό αυτοματισμό χρησιμοποιείται συνήθως στον έλεγχο ταχύτητας γραμμής παραγωγής, στον έλεγχο θέσης και σε άλλα σενάρια. Για παράδειγμα, σε μια γραμμή αυτόματης συναρμολόγησης, ο έλεγχος τροφοδοσίας-προς τα εμπρός μπορεί να πραγματοποιήσει ακριβή έλεγχο ταχύτητας και θέσης του ρομπότ συναρμολόγησης για να διασφαλίσει την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας συναρμολόγησης.
Βέλτιστος έλεγχος
Ο βέλτιστος έλεγχος είναι μια μέθοδος ελέγχου που βασίζεται στη μαθηματική θεωρία βελτιστοποίησης. Καθιερώνει ένα μαθηματικό μοντέλο του συστήματος και υπολογίζει τη βέλτιστη στρατηγική ελέγχου σύμφωνα με τα κριτήρια βελτιστοποίησης (όπως ο συντομότερος χρόνος, η χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας κ.λπ.) για την επίτευξη βέλτιστου ελέγχου του ελεγχόμενου αντικειμένου. Ο βέλτιστος έλεγχος έχει τα πλεονεκτήματα του καλού αποτελέσματος ελέγχου και του υψηλού ποσοστού χρήσης πόρων και είναι κατάλληλος για περιπτώσεις που έχουν αυστηρές απαιτήσεις για την απόδοση του συστήματος και μπορεί να δημιουργηθεί το μαθηματικό μοντέλο.
Ο βέλτιστος έλεγχος στον βιομηχανικό αυτοματισμό χρησιμοποιείται συχνά στη διαχείριση ενέργειας, στον προγραμματισμό παραγωγής και σε άλλα σενάρια. Για παράδειγμα, στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, ο βέλτιστος έλεγχος μπορεί να πραγματοποιήσει τον βέλτιστο προγραμματισμό των μονάδων παραγωγής, να μειώσει το κόστος παραγωγής ενέργειας και να βελτιώσει τη σταθερότητα του συστήματος.
Αποκεντρωμένος Έλεγχος
Ο αποκεντρωμένος έλεγχος είναι μια μέθοδος ελέγχου που αποσυνθέτει την εργασία ελέγχου σε πολλαπλές δευτερεύουσες εργασίες, οι οποίες ολοκληρώνονται από πολλούς ελεγκτές. Πραγματοποιεί την αποκέντρωση και τη σπονδυλοποίηση του συστήματος ελέγχου αναθέτοντας τις εργασίες ελέγχου σε διαφορετικούς ελεγκτές, γεγονός που βελτιώνει την αξιοπιστία και την επεκτασιμότητα του συστήματος. Ο αποκεντρωμένος έλεγχος είναι κατάλληλος για μεγάλα, πολύπλοκα συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού.
Ο αποκεντρωμένος έλεγχος στον βιομηχανικό αυτοματισμό χρησιμοποιείται συνήθως σε κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS) και συστήματα ελέγχου fieldbus (FCS). Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα DCS, κάθε ελεγκτής είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο ενός μέρους της διαδικασίας παραγωγής και πραγματοποιεί ανταλλαγή πληροφοριών και συνεργατική εργασία με τον κεντρικό ελεγκτή μέσω ενός δικτύου επικοινωνίας.
Ευφυής Έλεγχος
Ο ευφυής έλεγχος είναι ένας τύπος ελέγχου που έχει εμφανιστεί τα τελευταία χρόνια. Χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική μάθηση και άλλες προηγμένες τεχνολογίες για να πραγματοποιήσει έξυπνο μετασχηματισμό και αναβάθμιση του συστήματος ελέγχου και βελτιώνει το προσαρμοστικό και ευφυές επίπεδο του συστήματος ελέγχου. Ο έξυπνος έλεγχος έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής ικανότητας εκμάθησης, της καλής προσαρμοστικότητας κ.λπ. Είναι κατάλληλος για περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις για την απόδοση του συστήματος και την ανάγκη για συνεχή μάθηση και βελτιστοποίηση.
Ο έξυπνος έλεγχος στον βιομηχανικό αυτοματισμό χρησιμοποιείται συνήθως σε σενάρια όπως η διάγνωση σφαλμάτων και η προγνωστική συντήρηση. Για παράδειγμα, στη διάγνωση σφαλμάτων εξοπλισμού, ο έξυπνος έλεγχος μπορεί να παρακολουθεί την κατάσταση λειτουργίας και τις παραμέτρους απόδοσης του εξοπλισμού σε πραγματικό χρόνο και να δημιουργεί ανάλυση σφαλμάτων και προγνωστικές συστάσεις συντήρησης με βάση ιστορικά δεδομένα και βάση γνώσεων ειδικών.
III. Επιλογή και εφαρμογή λειτουργίας ελέγχου
Στο πραγματικό σύστημα βιομηχανικού αυτοματισμού, η επιλογή του τρόπου ελέγχου θα πρέπει να βασίζεται σε συγκεκριμένες απαιτήσεις παραγωγής και τεχνικές συνθήκες. Οι διαφορετικές μέθοδοι ελέγχου έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και θα πρέπει να βασίζονται στο μέγεθος του συστήματος, την πολυπλοκότητα, την ακρίβεια ελέγχου και τις απαιτήσεις πραγματικού χρόνου και άλλους παράγοντες για ολοκληρωμένη εξέταση. Ταυτόχρονα, στην πραγματική εφαρμογή πρέπει επίσης να δοθεί προσοχή στη σταθερότητα και την αξιοπιστία του συστήματος ελέγχου, για να διασφαλιστεί ότι το σύστημα ελέγχου μπορεί να λειτουργεί σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα και να καλύψει τη ζήτηση παραγωγής.
IV. Σύναψη
Ο τρόπος ελέγχου στον βιομηχανικό αυτοματισμό είναι ένας βασικός κρίκος για την υλοποίηση του ελέγχου αυτοματισμού. Αυτή η δημοσίευση εισάγει πολλές κοινώς χρησιμοποιούμενες μεθόδους ελέγχου, όπως ο έλεγχος ανάδρασης, ο-προς έλεγχος τροφοδοσίας, ο βέλτιστος έλεγχος, ο αποκεντρωμένος έλεγχος και ο έξυπνος έλεγχος και συνδυάζει σχετικά στοιχεία και πληροφορίες. Αυτές οι μέθοδοι ελέγχου έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και θα πρέπει να επιλέγονται και να εφαρμόζονται σύμφωνα με συγκεκριμένες ανάγκες σε πρακτικές εφαρμογές. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας και τη συνεχή αύξηση της βιομηχανικής ζήτησης, οι μέθοδοι ελέγχου στον βιομηχανικό αυτοματισμό θα συνεχίσουν να αναπτύσσονται και να βελτιώνονται.