Καθώς οι κλίμακες παραγωγής συνεχίζουν να επεκτείνονται και οι τεχνολογίες παραγωγής προχωρούν, υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για υψηλότερα επίπεδα αυτοματισμού στις παραγωγικές διαδικασίες. Κατά συνέπεια, τα βιομηχανικά όργανα έχουν υποστεί μια διαδικασία ανάπτυξης από την ανυπαρξία στην ύπαρξη, από την απλότητα στην πολυπλοκότητα και από τις δυνατότητες μιας-λειτουργίας σε πολλαπλών{2}}λειτουργιών. Από τα πιο πρώιμα όργανα μέτρησης και εμφάνισης στον ιστότοπο για τη θερμοκρασία (π.χ., γυάλινα θερμόμετρα), την πίεση (π.χ., μετρητές πίεσης σωλήνα U{{9}), τη ροή (π.χ. μετρητές ροής από γυάλινο ρότορα) και τη στάθμη υγρού (π.χ. δυνατότητες μετάδοσης, κεντρικής οθόνης και τηλεχειρισμού. Εκτός από την αυξανόμενη ποικιλία στοιχείων ανίχνευσης και οργάνων για τη μέτρηση διαφόρων παραμέτρων, η ανάπτυξη οργάνων ελέγχου διεργασίας ήταν ταχεία, εξελισσόμενη από όργανα συνδυασμού πνευματικών μονάδων, όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων, ηλεκτρονικές ενσωματωμένες συσκευές ελέγχου έως βιομηχανικά συστήματα ελέγχου υπολογιστών.
Τα όργανα βιομηχανικού αυτοματισμού είναι ποικίλα και με βάση τη διαδικασία απόκτησης, μετάδοσης, ανάκλασης και επεξεργασίας πληροφοριών, κατηγοριοποιούνται σε πέντε κύριους τύπους: (1) Όργανα ανίχνευσης. (2) Όργανα προβολής. (3) Όργανα ελέγχου. (4) Ενεργοποιητές. (5) Κεντρικές συσκευές παρακολούθησης και ελέγχου.
Όργανα ανίχνευσης
Κατά τη διάρκεια των διεργασιών παραγωγής, η θερμοκρασία, η πίεση, ο ρυθμός ροής, η στάθμη και άλλες φυσικές ποσότητες του μέσου σε διαφορετικές θέσεις στον εξοπλισμό και τους αγωγούς αλλάζουν ταχέως και είναι συνεχώς σε ροή. Τα όργανα ανίχνευσης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των τιμών αυτών των φυσικών μεγεθών σε κάθε στιγμή.
Με βάση τις διαφορετικές παραμέτρους της διαδικασίας που μετρώνται, τα όργανα ανίχνευσης μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους:
1. Όργανα θερμοκρασίας:Τα κοινά χρησιμοποιούμενα όργανα μέτρησης θερμοκρασίας περιλαμβάνουν γυάλινα θερμόμετρα, διμεταλλικά θερμόμετρα, θερμόμετρα πίεσης-τύπου (θερμοκυψελίδας), διακόπτες θερμοκρασίας, θερμοστοιχεία, θερμίστορ, καθώς και μετρητές ακτινοβολίας-υψηλού τύπου-θερμοκρασίας όπως οπτικά υψηλής{3}χρωματικά φωτομετρικά και φωτομετρικά μετρητές υψηλής- θερμοκρασίας.
2. Όργανα πίεσης:Τα όργανα μέτρησης πίεσης χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της πίεσης, του κενού και της διαφοράς πίεσης. Με βάση τις αρχές λειτουργίας τους, μπορούν να ταξινομηθούν σε: ελαστικά πιεσόμετρα (περισσότερα χωρίζονται σε μετρητές πίεσης σωλήνα bourdon, μετρητές πίεσης διαφράγματος, μετρητές πίεσης κάψουλας, διακόπτες πίεσης κ.λπ.). μετρητές πίεσης-τύπου αισθητήρα (όπως μανόμετρο αντίστασης, χωρητικός, επαγωγικός και μετρητής πίεσης εφέ Hall-). μετρητές πίεσης στήλης υγρού (όπως μετρητές πίεσης U-σωλήνας, ευθύς σωλήνας και μετρητές πίεσης με κλίση σωλήνα). και μετρητές πίεσης εμβόλου, τα οποία είναι υψηλής ακρίβειας και χρησιμοποιούνται συνήθως για τη βαθμονόμηση τυπικών μετρητών πίεσης.
3. Μετρητές ροής:Τα όργανα μέτρησης ροής διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία, με τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα επί του παρόντος να είναι αυτά που αποτελούνται από μια συσκευή στραγγαλισμού και έναν πομπό ροής διαφορικής πίεσης. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες συσκευές στραγγαλισμού περιλαμβάνουν πλάκες στομίου, ακροφύσια και σωλήνες Venturi. Άλλοι μετρητές ροής που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν μετρητές νερού, ροόμετρα ρότορα, μετρητές ροής ελλειπτικού γραναζιού, μετρητές ροής στόχου, ηλεκτρομαγνητικούς μετρητές ροής, μετρητές ροής vortex, ροόμετρο Annubar και μετρητές ροής μάζας.
4. Μετρητές στάθμης:Οι μετρητές στάθμης μετρούν κυρίως τη στάθμη υγρού ενός συγκεκριμένου μέσου ή τη διεπαφή μεταξύ δύο υγρών διαφορετικής πυκνότητας μέσα σε πύργους, δεξαμενές ή δοχεία, καθώς και τη στάθμη υλικού στερεών υλικών. Οι πιο συνηθισμένοι μετρητές στάθμης υγρού είναι οι μετρητές στάθμης υγρού από γυάλινο σωλήνα και οι μετρητές στάθμης υγρού από γυάλινη πλάκα. Άλλοι τύποι περιλαμβάνουν μετρητές στάθμης υγρού διαφορικής πίεσης και μετρητές στάθμης πλευστότητας-τύπου υγρού (όπως μετρητές στάθμης υγρού float ball, διακόπτες στάθμης υγρού, μετρητές στάθμης υγρού τυμπάνου πλωτήρα, μετρητές στάθμης υγρού με πλωτήρα, μετρητές στάθμης υγρού από χάλυβα ταινίας και όργανα ζύγισης στάθμης υγρού δεξαμενής). Για ανίχνευση στάθμης στερεού υλικού, υπάρχουν μετρητές στάθμης αντίστασης, χωρητικοί μετρητές στάθμης, διακόπτες στάθμης, μετρητές στάθμης-τύπου βάρους, μετρητές στάθμης τύπου πιρουνιού-, μετρητές στάθμης υπερήχων και μετρητές στάθμης ραδιενέργειας.
5. Όργανα ανάλυσης στοιχείων:Τα όργανα ανάλυσης συστατικών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της σύνθεσης των μέσων διεργασίας και τη μέτρηση της συγκέντρωσης ενός συγκεκριμένου συστατικού (ή πολλαπλών συστατικών μέχρι ολόκληρη τη σύνθεση). Με βάση τις αρχές λειτουργίας τους, μπορούν να ταξινομηθούν σε ηλεκτροχημικούς αναλυτές (όπως αγωγιμόμετρα, βιομηχανικούς μετρητές pH, αναλυτές ζιρκονίας, κ.λπ.), θερμικούς αναλυτές (όπως αναλυτές θερμικής αγωγιμότητας, θερμικούς χημικούς αναλυτές, αναλυτές υπέρυθρου), μαγνητικούς αναλυτές, φωτομετρικά χρωματόμετρα, φασματόμετρα μάζας και βιομηχανικούς αέριους χρωματογράφους.
Κατά την εγκατάσταση διαδικτυακών αναλυτών εξαρτημάτων, είναι γενικά απαραίτητο να προ-επεξεργαστείτε τα δείγματα για να διασφαλίσετε ότι η κατάσταση, η θερμοκρασία, η πίεση, ο ρυθμός ροής και άλλες παράμετροι πληρούν τις λειτουργικές απαιτήσεις των αναλυτών. Επομένως, ένα σύστημα σωληνώσεων που αποτελείται από εξαρτήματα όπως φίλτρα, συλλέκτες σκόνης, δοχεία στεγνώματος, ψύκτες, περιστροφόμετρα, στεγανοποιήσεις νερού, βαλβίδες και σωληνώσεις πρέπει να διαμορφωθεί ώστε να εκτελεί γενική προ{2}}επεξεργασία των δειγμάτων. Για ορισμένα ειδικά μέσα (όπως δείγματα καυσαερίων, δείγματα αερίων υψηλής{4} θερμοκρασίας όπως αέριο κλιβάνου, δείγματα ανάλυσης βαρέος λαδιού, δείγματα διαβρωτικών εξαρτημάτων και δείγματα περιβαλλοντικής παρακολούθησης), το σύστημα δειγματοληψίας προ{5}επεξεργασίας είναι πιο ολοκληρωμένο. Τέτοια-συστήματα προεπεξεργασίας σε τελική μορφή αναφέρονται ως συσκευές δειγματοληψίας προ-επεξεργασίας.
Επιπλέον, ορισμένα όργανα μέτρησης φυσικών ιδιοτήτων, όπως μετρητές υγρασίας, μετρητές υγρασίας, μετρητές πυκνότητας, μετρητές συγκέντρωσης, θολόμετρα και ιξώδες, ταξινομούνται συχνά στα όργανα ανάλυσης εξαρτημάτων.
6. Μηχανικά ποσοτικά όργανα:Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μηχανικά όργανα ποσότητας στη βιομηχανία περιλαμβάνουν μετρητές πάχους, ανιχνευτές θερμικής διαστολής, ανιχνευτές τάσης, ανιχνευτές εκτροπής και συσκευές για την ανίχνευση κραδασμών άξονα, μετατόπιση άξονα και ταχύτητα περιστροφής σε περιστρεφόμενα μηχανήματα (όπως συμπιεστές μεγάλου στροβίλου ατμού), καθώς και συσκευές ζύγισης beliplt, details συσκευές, όργανα απεικόνισης ζύγισης και συσκευές ζύγισης σακουλών).
Όργανα προβολής
Αυτά τα όργανα χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με όργανα ανίχνευσης για την ένδειξη ή την καταγραφή των στιγμιαίων τιμών των μετρούμενων παραμέτρων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν κινούμενους-δείκτες πηνίου όπως μετρητές αναλογίας και millivolt, όργανα ψηφιακής απεικόνισης και ηλεκτρονικά ποτενσιόμετρα και ηλεκτρονικές γέφυρες ισορροπίας (που μπορούν να συνδυαστούν με ηλεκτρικούς ή πνευματικούς ρυθμιστές για να σχηματίσουν σύνθετα όργανα) για την ένδειξη ή την καταγραφή της θερμοκρασίας, καθώς και όργανα αθροιστικής συσσώρευσης{2}τύπου ροής.
Όργανα ελέγχου
Τα όργανα ελέγχου όχι μόνο λαμβάνουν σήματα μέτρησης από όργανα και πομπούς ανίχνευσης διεργασιών για προβολή, αλλά εκδίδουν επίσης σήματα ελέγχου για τη ρύθμιση της λειτουργίας των ενεργοποιητών (μηχανισμοί ενεργοποιητών και βαλβίδες ελέγχου), σχηματίζοντας έτσι ένα σύστημα ελέγχου κλειστού-βρόχου.
Τα όργανα ελέγχου μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ευρέως σε δύο τύπους με βάση τον τύπο σήματος: όργανα αναλογικού ελέγχου και όργανα ψηφιακού ελέγχου.
1. Τα αναλογικά όργανα ελέγχου περιλαμβάνουν όργανα που τοποθετούνται σε βάση{1}, όργανα συνδυασμού μονάδων (πνευματικά, ηλεκτρικά) και συναρμολογημένα όργανα.
(1) Τα όργανα συνδυασμού μονάδων χωρίζονται σε διαφορετικές μονάδες με βάση τις λειτουργίες τους στο σύστημα ελέγχου. Κάθε όργανο μονάδας υπάρχει ανεξάρτητα και μπορεί να συνδυαστεί αυθαίρετα σε διαφορετικά συστήματα ανίχνευσης και ρύθμισης ανάλογα με τις ανάγκες, προσφέροντας ευέλικτη και βολική διαμόρφωση συστήματος. Η μετάδοση σήματος μεταξύ των μονάδων χρησιμοποιεί ένα ενοποιημένο τυπικό σήμα (γνωστό και ως αναλογικό σήμα). Τα όργανα συνδυασμού μονάδων χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από τη δεκαετία του 1950 έως τις αρχές της δεκαετίας του 1970 και αντιπροσωπεύουν πραγματικά λειτουργικά κατανεμημένα όργανα, πράγμα που σημαίνει ότι ένα μεμονωμένο όργανο χρησιμοποιείται για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης απαιτούμενης λειτουργίας.
Πρέπει να σημειωθεί ότι οι μονάδες πομπού σε όργανα συνδυασμού μονάδων (εκτός από πομπούς θερμοκρασίας) ανήκουν λειτουργικά στην κατηγορία των οργάνων ανίχνευσης.
Τα όργανα συνδυασμού μονάδων ταξινομούνται περαιτέρω σε όργανα συνδυασμού πνευματικών μονάδων και σε όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων με βάση την πηγή ενέργειας λειτουργίας τους:
Όργανα συνδυασμού πνευματικών μονάδων:Τα όργανα συνδυασμού πνευματικών μονάδων εξελίχθηκαν από τα αρχικά πνευματικά όργανα. Αυτά τα όργανα χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέρα στα 0,14 MPa ως πηγή ενέργειας λειτουργίας και χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέρα σε πίεση από 0,02 έως 0,1 MPa ως ενοποιημένο σήμα. Δεδομένου ότι τόσο η ενεργειακή ενέργεια όσο και η μετάδοση σήματος χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέρα, τα όργανα πνευματικών μονάδων διαθέτουν εγγενώς ιδιότητες αντιεκρηκτικής-όταν εφαρμόζονται σε εγκαταστάσεις διύλισης πετρελαίου και παραγωγής χημικών. Ωστόσο, το μειονέκτημά τους είναι ότι οι αποστάσεις μετάδοσης πνευματικού σήματος περιορίζονται γενικά στα 150 μέτρα. Όταν οι αποστάσεις μετάδοσης υπερβαίνουν αυτό το όριο, εμφανίζονται καθυστερήσεις μετάδοσης του σήματος, που επηρεάζουν την ευαισθησία της οθόνης και τη ρύθμιση. Τα όργανα συνδυασμού πνευματικών μονάδων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα όργανα μονάδων:
ένα. Οι μονάδες πομπού (π.χ. πομποί) περιλαμβάνουν πομπούς πίεσης, πομπούς διαφορικής πίεσης, πομπούς ροής στόχου-, ενσωματωμένους-πομπούς ροής πλάκας με στόμιο, πομπούς διαφορικής πίεσης (στάθμης) μίας (ή διπλής) φλάντζας, εσωτερικούς (ή εξωτερικούς) πομπούς στάθμης πλωτήρα και πομπούς θερμοκρασίας, μεταξύ άλλων.
σι. Εμφανίστε όργανα μονάδας όπως δείκτες έγχρωμης ταινίας, δείκτες ράβδων, δείκτες πολλαπλών-βελόνων, καταγραφείς ενδείξεων και αθροιστές.
ντο. Τα όργανα της μονάδας ελέγχου περιλαμβάνουν ελεγκτές ενδείξεων, ελεγκτές εγγραφής, ελεγκτές καταρράκτη και αναλογικούς (ολοκληρωμένους, παράγωγους) ελεγκτές.
ρε. Όργανα μονάδων υπολογισμού όπως αθροιστές, πολλαπλασιαστές και αριθμομηχανές αναλογιών.
μι. Όργανα μονάδας σημείου ρύθμισης, όπως ελεγκτές σημείου ρύθμισης και ελεγκτές σημείου ρύθμισης προγράμματος χρόνου.
φά. Βοηθητικά όργανα μονάδας, όπως πνευματικοί ενεργοποιητές (τύπου Q), ενεργοποιητές χειροκίνητου/αυτόματου διακόπτη, επιλογείς υψηλής (χαμηλής) τιμής, ρελέ, διακόπτες, περιοριστές, ελεγκτές αναλογίας, διανομείς φορτίου και βαλβίδες ρυθμιστών φίλτρων υψηλής-ροής{{3}.
Όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων:Τα όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας λειτουργίας συνεχούς ρεύματος. Αυτά τα όργανα έχουν υποστεί τρία στάδια ανάπτυξης λόγω της ενημέρωσης των βασικών ηλεκτρονικών τους στοιχείων: Τύπου I (κυκλώματα σωλήνων κενού), Τύπου II (κυκλώματα τρανζίστορ) και Τύπου III (γραμμικά ολοκληρωμένα κυκλώματα). Επί του παρόντος, οι τύποι I και II έχουν καταργηθεί σταδιακά και δεν χρησιμοποιούνται πλέον. Ο τύπος III εξακολουθεί να εφαρμόζεται ευρέως σε εγκαταστάσεις διύλισης πετρελαίου και χημικής παραγωγής. Τα όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων που συζητούνται εδώ αναφέρονται αποκλειστικά στον Τύπο III. Τα ηλεκτρικά όργανα τύπου III τροφοδοτούνται από τροφοδοσία DC 24V. Η μετάδοση σήματος μεταξύ μεμονωμένων οργάνων στον θάλαμο ελέγχου χρησιμοποιεί σήματα τάσης DC 1–5V, ενώ η επικοινωνία μεταξύ των οργάνων του θαλάμου ελέγχου και των εγκατεστημένων πομπών-, των βαλβίδων ελέγχου και των ενεργοποιητών χρησιμοποιεί σήματα ρεύματος DC 4–20 mA. Για να πληρούνται οι διαφορετικές απαιτήσεις αντιεκρηκτικής-ασφάλειας, οι εγκατεστημένοι πομποί-του πεδίου και οι συνδεδεμένες μονάδες εισόδου/εξόδου του θαλάμου ελέγχου (φύλακες ασφαλείας, φράγματα ασφαλείας) ταξινομούνται περαιτέρω σε τύπο αντιεκρηκτικής-και εγγενώς ασφαλή τύπο. Επιπλέον, λόγω των αναγκών ανάπτυξης της τεχνολογίας βιομηχανικού ελέγχου υπολογιστών, τα έξυπνα όργανα μονάδων που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστές έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια, που αποτελούν μια νέα κατηγορία οργάνων ηλεκτρικών μονάδων.
Τα όργανα συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων περιλαμβάνουν τις ακόλουθες μονάδες:
ένα. Οι μονάδες πομπού (π.χ. πομποί) περιλαμβάνουν πομπούς πίεσης, πομπούς διαφορικής πίεσης, πομπούς ροής στόχου-, ενσωματωμένους πομπούς ροής πλάκας με στόμιο, πομπούς διαφορικής πίεσης (στάθμης) μονής (ή διπλής) φλάντζας, πομπούς στάθμης πλωτήρα εσωτερικού (ή εξωτερικού), πομπούς στάθμης πλωτήρα, πομπούς θερμοκρασίας (ή διαφορά θερμοκρασίας), πομπούς διαφορετικών πιέσεων και πομπών πομπούς, μεταξύ άλλων.
σι. Τα όργανα της μονάδας οθόνης περιλαμβάνουν ενδείξεις μίας (ή διπλής) βελόνας, δείκτες έγχρωμης ταινίας, συναγερμούς μίας (ή διπλής) βελόνας, συσκευές εγγραφής μονής (ή διπλής) πένας, καταγραφείς ενδείξεων πολλαπλών{{1} σημείων, ολοκληρωτές αναλογικής (ή τετραγωνικής ρίζας) κ.λπ.
ντο. Τα όργανα της μονάδας ελέγχου περιλαμβάνουν ελεγκτές ενδείξεων, εφεδρικούς ελεγκτές SPC/DDC, ελεγκτές παρακολούθησης θέσης βαλβίδων πολλαπλών-καναλιών, ελεγκτές ειδικών{{2}λειτουργιών, ολοκληρωτές και διαφοροποιητές κ.λπ.
ρε. Τα όργανα μονάδων υπολογισμού περιλαμβάνουν αθροιστές, πολλαπλασιαστές, διαιρέτες και αριθμομηχανές τετραγωνικής ρίζας κ.λπ.
μι. Τα όργανα της μονάδας μετατροπής περιλαμβάνουν μετατροπείς σήματος ρεύματος, μετατροπείς παλμού/τάσης, μετατροπείς συχνότητας/ρεύματος, μετατροπείς σύνθετης αντίστασης, μετατροπείς συναρτήσεων, ηλεκτρικούς/πνευματικούς μετατροπείς και πνευματικούς/ηλεκτρικούς μετατροπείς κ.λπ.
φά. Τα όργανα μονάδας σημείου ρύθμισης περιλαμβάνουν ελεγκτές σημείου ρύθμισης σταθερού ρεύματος, ελεγκτές σημείου ρύθμισης αναλογίας, ελεγκτές σημείου ρύθμισης ρυθμού, ελεγκτές σημείου ρύθμισης συναγερμού, ελεγκτές σημείου ρύθμισης προγράμματος παραμέτρων και ελεγκτές σημείου ρύθμισης προγράμματος χρόνου, κ.λπ.
σολ. Τα βοηθητικά όργανα της μονάδας περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς ενεργοποιητές (-τύπου D), ενεργοποιητές DDC, βάσεις ασφαλείας, φραγμούς ασφαλείας, διανομείς, κουτιά τάσης, επιλογείς σήματος, απομονωτές, μετατροπείς, ανελκυστήρες, αποσβεστήρες σήματος, αντιστροφείς σήματος, περιοριστές σήματος και ρυθμούς{3}, μεταξύ άλλων.
(2) Αρθρωτό ενσωματωμένο όργανο ελέγχου
Αυτή είναι μια νέα σειρά στην ανάπτυξη οργάνων ελέγχου διεργασιών, γνωστή και ως αρθρωτή ενσωματωμένη συσκευή ελέγχου. Υιοθετεί μια αρθρωτή δομή συναρμολόγησης, επιτρέποντας την ευέλικτη και βολική διαμόρφωση των συστημάτων ελέγχου διεργασιών. Το σύστημα χρησιμοποιεί εσωτερικά ένα σύστημα σήματος τάσης 0-10 V DC και μπορεί να λάβει διάφορα πνευματικά και ηλεκτρικά σήματα (συμπεριλαμβανομένου ρεύματος, τάσης, επαφών, παλμών, συχνότητας και κωδικοποίησης) από όργανα ανίχνευσης πεδίου και στοιχεία ανίχνευσης.
Οι αρθρωτές ενσωματωμένες συσκευές ελέγχου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα όργανα και εξαρτήματα:
ένα. Στοιχεία εισόδου/εξόδου: στοιχεία μετατροπής εισόδου, στοιχεία μετατροπής εξόδου, στοιχεία μετατροπής παλμών, στοιχεία μετατροπής mV/V, εξαρτήματα μετατροπής P/E, εξαρτήματα οδηγού αθροιστικής ισχύος κ.λπ.
σι. Στοιχεία επεξεργασίας σήματος: Στοιχεία προσωρινής αποθήκευσης σήματος, εξαρτήματα προσωρινής αποθήκευσης ρελέ, εξαρτήματα παραγωγής σήματος (εξαρτήματα παραγωγής κλίσης, στοιχεία χρονισμού, κ.λπ.), στοιχεία αναλογικού υπολογισμού (στοιχεία πολλαπλασιασμού/διαίρεσης, στοιχεία τετραγωνικής ρίζας, στοιχεία προσθήκης, στοιχεία λειτουργίας, στοιχεία περιορισμού, στοιχεία επιλογής σήματος, κ.λπ.), στοιχεία συσσώρευσης
ντο. Στοιχεία ρύθμισης: Στοιχεία PID (αναλογικά, ενσωματωμένα, παράγωγα στοιχεία), στοιχεία δυναμικής αντιστάθμισης, στοιχεία παρακολούθησης, στοιχεία διεπαφής πολλαπλών-εξόδων και στοιχεία- οπτικού ελέγχου.
ρε. Βοηθητικά εξαρτήματα και άλλα εξαρτήματα: εξαρτήματα διανομής ισχύος, εξαρτήματα διανομής σήματος, εξαρτήματα μεταγωγής, εξαρτήματα σημείου ρύθμισης, εξαρτήματα ρελέ και εξαρτήματα παρακολούθησης.
μι. Όργανα οθόνης και λειτουργίας: Ενδείξεις μονής (διπλής) δείκτη, καταγραφείς μονής (διπλής) πένας, τρεις (τέσσερις) συσκευές εγγραφής με στυλό, καταγραφείς τάσεων, ελεγκτές χειρός, οθόνη ελέγχου και μονάδες λειτουργίας.
(3) Ρυθμιστικά όργανα με βάση-
Κατά την ανάπτυξη των οργάνων βιομηχανικού αυτοματισμού, από την τοπική ανίχνευση και απεικόνιση έως τον κεντρικό έλεγχο, εμφανίστηκε ένας τύπος οργάνου που ενσωματώνει λειτουργίες μέτρησης, απεικόνισης και ρύθμισης. Αναφερόμαστε σε αυτό ως όργανο ρύθμισης-βάσης ή απλώς ως όργανο με βάση-. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ρυθμιστές ένδειξης και εγγραφής με πνευματικούς ρυθμιστές και ορισμένους τοπικούς ρυθμιστές με λειτουργίες απλής ρύθμισης (όπως ρυθμιστές θερμοκρασίας, ρυθμιστές πίεσης, ρυθμιστές διαφορικής πίεσης και ρυθμιστές ροής). Τα ρυθμιστικά όργανα-που τοποθετούνται στη βάση ταξινομούνται περαιτέρω σε πνευματικούς και ηλεκτρικούς τύπους με βάση την πηγή ισχύος τους.
Οι ρυθμιστικές-αυτοενεργούμενες είναι επίσης ένας τύπος τοπικού ρυθμιστικού μέσου. Ονομάζονται λόγω της εξάρτησής τους από το μετρούμενο μέσο ως πηγή ενέργειας και επομένως ονομάζονται επίσης ρυθμιστές άμεσης-δράσης. Επιπλέον, δεδομένου ότι είναι ενσωματωμένες στις βαλβίδες ελέγχου τους, οι ρυθμιστές αυτενεργού-αναφέρονται επίσης ως βαλβίδες ελέγχου αυτο-ενεργοποίησης. Οι συνήθεις αυτοχειριζόμενοι-ρυθμιστές περιλαμβάνουν-αυτολειτουργικούς ρυθμιστές θερμοκρασίας,-αυτοχειριζόμενους ρυθμιστές πίεσης και{10}}αυτόνομους ρυθμιστές ροής.
2. Ψηφιακά όργανα ελέγχου
Τα όργανα ψηφιακού ελέγχου περιλαμβάνουν συστήματα κατανεμημένου ελέγχου (DCS), προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC), υπολογιστές βιομηχανικού ελέγχου (IPC) και συστήματα ελέγχου ασφαλείας (FSC).
Στη δεκαετία του 1960, με τη μεγάλη-κλίμακα και τη σύνθετη φύση των διαδικασιών βιομηχανικής παραγωγής, απαιτούνταν συστήματα ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού για τη διαχείριση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων, την εκτέλεση προηγμένου υπολογιστικού ελέγχου, τη διευκόλυνση της επικοινωνίας πληροφοριών, την επίτευξη κεντρικής απεικόνισης και λειτουργίας και τη βελτίωση της ακρίβειας ελέγχου. Τα συμβατικά αναλογικά όργανα δεν μπορούσαν πλέον να πληρούν αυτές τις απαιτήσεις, οδηγώντας στην υιοθέτηση συστημάτων ελέγχου υπολογιστών, τα οποία βελτίωσαν περαιτέρω το συνολικό επίπεδο ελέγχου των διαδικασιών παραγωγής. Ωστόσο, καθώς οι λειτουργίες ελέγχου έγιναν ιδιαίτερα συγκεντρωτικές, ο κίνδυνος ατυχημάτων έγινε επίσης ιδιαίτερα συγκεντρωμένος. Εάν το σύστημα ελέγχου υπολογιστή δυσλειτουργούσε, ο έλεγχος, η παρακολούθηση και η λειτουργία θα κατέστησαν αδύνατες, προκαλώντας σημαντικές διακοπές στην παραγωγή και ενδεχομένως να οδηγήσουν σε μεγάλα ατυχήματα.
Μετά τη δεκαετία του 1970, με την εμφάνιση-ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και μικροεπεξεργαστών μεγάλης κλίμακας και περαιτέρω εξελίξεις στην τεχνολογία ελέγχου, την τεχνολογία απεικόνισης, την τεχνολογία υπολογιστών και την τεχνολογία επικοινωνίας, αναπτύχθηκαν νέα συστήματα ελέγχου διεργασιών βασισμένα σε μικροεπεξεργαστές και μικροϋπολογιστές, όπως το Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου (DCS). Το DCS κληρονομεί τα πλεονεκτήματα των συμβατικών αναλογικών οργάνων και των συστημάτων ελέγχου{3}}που βασίζονται σε υπολογιστή. Διατηρώντας παράλληλα την κεντρική οθόνη και τη λειτουργία, καθώς και την κεντρική διαχείριση, αποκεντρώνει την εξουσία ελέγχου, ενισχύοντας έτσι περαιτέρω την ασφάλεια και την αξιοπιστία του συστήματος ελέγχου. Αυτό συμβαίνει επειδή το DCS διανέμει τους μικροεπεξεργαστές σύμφωνα με τις λειτουργίες ελέγχου ή τις περιοχές ελέγχου. Κάθε σταθμός ελέγχου εξοπλισμένος με μικροεπεξεργαστή μπορεί να ελέγχει πολλούς έως δεκάδες βρόχους και συνδυάζοντας πολλαπλούς σταθμούς ελέγχου, μπορεί να ελεγχθεί ολόκληρη η διαδικασία παραγωγής, επιτυγχάνοντας έτσι αποκεντρωμένο έλεγχο και διασπορά των κινδύνων. Με βάση αυτό, ένας μεγάλος όγκος πληροφοριών μεταδίδεται μέσω καλωδίων επικοινωνίας δεδομένων στον σταθμό οθόνης και λειτουργίας CRT του κεντρικού θαλάμου ελέγχου-που βασίζεται στον μικροεπεξεργαστή, όπου αυτές οι πληροφορίες συγκεντρώνονται για εμφάνιση ή εγγραφή. Ταυτόχρονα, σε συνδυασμό με υπολογιστές ανώτερου{10}επιπέδου (υπολογιστές διαχείρισης διεργασιών και υπολογιστές διαχείρισης παραγωγής), η διαδικασία παραγωγής υπόκειται σε κεντρική παρακολούθηση και διαχείριση.
Τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου μπορούν να επιτύχουν συνεχή έλεγχο, έλεγχο κατά παρτίδες, διαδοχικό έλεγχο, απόκτηση και επεξεργασία δεδομένων και προηγμένο έλεγχο, ενσωματώνοντας στενά τη λειτουργική διαχείριση με τη διαδικασία παραγωγής. Τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου διαθέτουν επίσης αυτο{1}διαγνωστικές λειτουργίες, που επιτρέπουν την επιθεώρηση του υλικού και του λογισμικού του συστήματος. Με τον εντοπισμό βλάβης, εκδίδουν ηχητικούς και οπτικούς συναγερμούς και εμφανίζουν τη θέση της βλάβης.
Ένα κατανεμημένο σύστημα ελέγχου αποτελείται συνήθως από σταθμούς ελέγχου πεδίου, σταθμούς απεικόνισης και λειτουργίας CRT, δίκτυα επικοινωνίας και περιφερειακές συσκευές όπως εκτυπωτές.
Στη μετέπειτα ανάπτυξή του, οι λειτουργίες επικοινωνίας ελέγχου των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου βελτιώθηκαν και τυποποιήθηκαν ολοένα και περισσότερο. Με βάση την έμφαση των λειτουργιών ελέγχου τους, οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC) διαχωρίστηκαν από τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS), τα οποία επικεντρώθηκαν κυρίως στον έλεγχο βρόχου. Ο αρχικός σκοπός των PLC ήταν να αντικαταστήσουν τα παραδοσιακά συστήματα συναγερμού που βασίζονται σε ρελέ-. Τα σήματα εισόδου/εξόδου τους είναι όλα σήματα μεταγωγέα και χρησιμοποιούν προγραμματισμό λογισμικού για να εκτελέσουν λειτουργίες όπως λογική, ακολουθία, χρονισμός, μέτρηση και υπολογισμός, καθιστώντας τα κατάλληλα για πιο πολύπλοκα συστήματα αλληλομανδάλωσης. Το βασικό χαρακτηριστικό των PLC είναι η «προγραμματισμός» τους. Η απλή αλλαγή του προγράμματος μπορεί να αλλάξει το σχήμα ελέγχου. Η αξιοπιστία, η ευελιξία, η ταχύτητα λειτουργίας και η πολυπλοκότητα των σχημάτων ελέγχου του ξεπερνούν κατά πολύ αυτά των κυκλωμάτων ρελέ.
Τα PLC αναπτύχθηκαν γρήγορα, ενισχύοντας τις λειτουργίες αναλογικού ελέγχου, τις υπολογιστικές τους δυνατότητες και ακόμη και ενσωματώνοντας δυναμικές οθόνες γραφικών CRT, διαχείριση βάσεων δεδομένων και δημιουργία αρχείων. Εν τω μεταξύ, τα συστήματα DCS έχουν υιοθετήσει τα τεχνικά χαρακτηριστικά του PLC, ενισχύοντας τις λειτουργίες επεξεργασίας παρτίδας και διαδοχικού ελέγχου. Αυτή η λειτουργική επικάλυψη μεταξύ των δύο συστημάτων περιορίζει τη διάκριση μεταξύ DCS και PLC, καθιστώντας τα όριά τους όλο και πιο θολά. Καθώς τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου συνεχίζουν να εξελίσσονται, ιδιαίτερα όσον αφορά τη σμίκρυνση του συστήματος και τα σχέδια μικρο-μεγέθους, τους έξυπνους πομπούς πεδίου, τους τυποποιημένους διαύλους πεδίου, τα τυποποιημένα δίκτυα επικοινωνίας, την αμοιβαία ενοποίηση μεταξύ DCS και PLC, την ενσωμάτωση υπολογιστών παρακολούθησης και υπολογιστών σε συστήματα DCS και περαιτέρω βελτίωση των τεχνικών απαιτήσεων και αυξανόμενων τεχνικών ελέγχων σε διάφορα συστήματα ελέγχου. οικονομική οφέλη.
Το Fieldbus (FCS) είναι ένας ψηφιακός, σειριακός, πολλαπλών-σημείων, αμφίδρομος δίαυλος δεδομένων επικοινωνίας που είναι εγκατεστημένος μεταξύ συσκευών του εργοταξίου παραγωγής και συσκευών αυτόματου ελέγχου στο δωμάτιο ελέγχου. Η βασική του ιδέα είναι ότι οι σταθμοί ελέγχου, οι ευφυείς ρυθμιστές και άλλες συσκευές στο δωμάτιο ελέγχου δεν χρειάζεται πλέον να συνδέονται με όργανα πεδίου (όπως πομπούς, βαλβίδες ελέγχου, διακόπτες) μέσω των αντίστοιχων καναλιών εισόδου/εξόδου (I/O), αλλά αντ' αυτού να τα συνδέουν στο κανάλι υψηλής ταχύτητας H2 του fieldbus μέσω της αντίστοιχης διασύνδεσης fieldbusa και στη συνέχεια στη διασύνδεση πεδίου. H2/H1 γέφυρα, επιτρέποντας την επικοινωνία μεταξύ οργάνων πεδίου H1 και H2 για παρακολούθηση και ανίχνευση της παραγωγικής διαδικασίας.
Δεδομένου ότι το fieldbus είναι το χαμηλότερο-δίκτυο επικοινωνίας που διασυνδέει συσκευές πεδίου (εξοπλισμός πεδίου και όργανα πεδίου), που ενσωματώνει λειτουργίες ελέγχου πεδίου και επικοινωνίας πεδίου, οι κόμβοι του δικτύου επικοινωνίας fieldbus είναι έξυπνοι πομποί (συμπεριλαμβανομένων θερμοκρασίας, πίεσης, ροής, στάθμης, αναλυτών διεργασίας, κ.λπ.) και έξυπνοι ενεργοποιητές.
Οι βιομηχανικοί υπολογιστές ταξινομούνται σε βασικές συσκευές ελέγχου αυτοματισμού και σε υπολογιστές διαχείρισης με βάση τις λειτουργίες ελέγχου και διαχείρισης τους. Μεταξύ αυτών, οι βασικές συσκευές αυτοματισμού αποτελούν το πρώτο επίπεδο ελέγχου πολλαπλών-επιπέδων, συμπεριλαμβανομένων των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου (DCS), των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών (PLC), των συσκευών άμεσου ψηφιακού ελέγχου (DDC) και των συστημάτων ελέγχου fieldbus (FCS). Οι υπολογιστές διαχείρισης διεργασιών χρησιμεύουν ως μηχανήματα ανώτερου-επιπέδου βασικών συσκευών αυτοματισμού, που ανήκουν στο δεύτερο επίπεδο ελέγχου πολλαπλών-επιπέδων. Οι υπολογιστές διαχείρισης παραγωγής ισχύουν για το τρίτο έως το πέμπτο επίπεδο ελέγχου πολλαπλών-επιπέδων.
Ενεργοποιητές
Οι ενεργοποιητές, γνωστοί και ως βαλβίδες ελέγχου, αποτελούνται από δύο μέρη: τον μηχανισμό ενεργοποιητή και τη βαλβίδα. Με βάση την πηγή ισχύος του μηχανισμού ενεργοποιητή, ταξινομούνται σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες: πνευματικές βαλβίδες ελέγχου, ηλεκτρικές βαλβίδες ελέγχου, υδραυλικές βαλβίδες ελέγχου και υβριδικές βαλβίδες ελέγχου. Οι πνευματικές βαλβίδες ελέγχου χωρίζονται περαιτέρω σε βαλβίδες ελέγχου μεμβράνης-τύπου, βαλβίδες ελέγχου τύπου εμβόλου-και βαλβίδες ελέγχου μακράς- διαδρομής με βάση τη μορφή του μηχανισμού ενεργοποιήσεώς τους.
Κεντρικές Συσκευές Παρακολούθησης και Ελέγχου
Οι συσκευές κεντρικής παρακολούθησης χρησιμοποιούν στοιχεία ανίχνευσης ή αισθητήρες για την κεντρική εμφάνιση μετρούμενων μεταβλητών ή σημάτων επαφής συναγερμού. κεντρικές συσκευές ελέγχου ελέγχουν ενεργοποιητές σύμφωνα με προ{0}ρυθμισμένα προγράμματα χρησιμοποιώντας μια σειρά μετρούμενων μεταβλητών σημάτων. Οι συσκευές κεντρικής παρακολούθησης και ελέγχου περιλαμβάνουν διάφορες συσκευές απόκτησης δεδομένων, συσκευές συναγερμού σήματος, συσκευές ανίχνευσης ασφαλείας, βιομηχανικές συσκευές τηλεόρασης και τηλεχειρισμού και συσκευές διαδοχικού ελέγχου. Οι συσκευές κεντρικής παρακολούθησης και ελέγχου ταξινομούνται γενικά στις ακόλουθες κατηγορίες:
1. Οι συσκευές παρακολούθησης ασφαλείας περιλαμβάνουν συσκευές ανίχνευσης και συναγερμού εύφλεκτων αερίων, συσκευές ανίχνευσης και συναγερμού τοξικών αερίων, συσκευές παρακολούθησης φλόγας, συσκευές αυτόματης ανάφλεξης, συσκευές προστασίας ασφάλειας καύσης, συσκευές ανίχνευσης διαρροής λαδιού και συσκευές ανίχνευσης υψηλής αντίστασης, κ.λπ.
2. Τα βιομηχανικά τηλεοπτικά συστήματα αποτελούνται από κάμερες και τον βοηθητικό εξοπλισμό τους (όπως συσκευές φωτισμού, καθαρισμού, ψύξης και μηχανοκίνητα πικάπ), οθόνες και βοηθητικό εξοπλισμό (όπως ελεγκτές, διανομείς, αντισταθμιστές και διακόπτες).
3. Οι συσκευές τηλεχειρισμού λαμβάνουν μεταβλητά σήματα εισόδου, επεξεργάζονται τις πληροφορίες, εμφανίζουν συναγερμούς στις οθόνες και εξάγουν σήματα ελέγχου στο άκρο ελέγχου.
4. Οι συσκευές συναγερμού σήματος περιλαμβάνουν συναγερμούς σήματος που αναβοσβήνουν, έξυπνες συσκευές συναγερμού που αναβοσβήνουν, συστήματα συναγερμού κυκλώματος ρελέ και άλλους τύπους συσκευών συναγερμού σήματος.
5. Οι συσκευές διαδοχικού ελέγχου περιλαμβάνουν συστήματα προστασίας αλληλοεμπλοκής ρελέ, συσκευές λογικής παρακολούθησης, συσκευές διαδοχικού ελέγχου και ευφυείς διαδοχικούς ελεγκτές.
6. Οι συσκευές συναγερμού συλλογής δεδομένων και ανίχνευσης περιπολίας περιλαμβάνουν συσκευές συλλογής δεδομένων και όργανα συναγερμού ανίχνευσης περιπολίας.
Άλλος εξοπλισμός αυτόματου ελέγχου
Αυτή η κατηγορία εξοπλισμού περιλαμβάνει κυρίως διάφορους τύπους ταμπλό οργάνων (κανάλι-τύπος, ντουλάπι-τύπος, πλαίσιο-τύπος, πίνακας-τύπου), κιβώτια οργάνων, κονσόλες ελέγχου, κουτιά μόνωσης (προστασίας), κουτιά τροφοδοσίας κ.λπ.
Υλικά αυτοματισμού
Τα υλικά αυτοματισμού αναφέρονται στα υλικά που απαιτούνται για την εγκατάσταση οργάνων, τα οποία είναι διαφορετικού τύπου, όπως σωλήνες αγωγιμότητας υπό πίεση{{0} (σωλήνες χωρίς ραφή, σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα, σωλήνες υψηλής{{1}πίεσης), σωλήνες παροχής αέρα (σωλήνες από γαλβανισμένο χάλυβα, ορειχάλκινοι σωλήνες) και σωληνώσεις σήματος αέρα (χάλκινοι σωλήνες, σωλήνες χάλκινων καλωδίων, σωλήνες χάλκινων καλωδίων). (συγκολλημένοι σωλήνες από χάλυβα, γαλβανισμένοι σωλήνες από χάλυβα), βαλβίδες, φλάντζες και εξαρτήματα σε διάφορα συστήματα σωληνώσεων, υλικά ηλεκτρικού εξοπλισμού για αυτοματισμό (καλώδια, σύρματα, κουτιά διακλάδωσης, ηλεκτρικός εξοπλισμός και εξαρτήματα), δίσκοι καλωδίων οργάνων, γωνιακός χάλυβας, χάλυβας καναλιών και άλλα υλικά δομικού χάλυβα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή υλικών δομικού χάλυβα, βραχίονες θέρμανσης και στήριξης εξοπλισμού οργάνων, ανθεκτική στη διάβρωση-επίστρωση υλικά κ.λπ.