I. Įvadas
Pramonės kontrolės sistema (ICS) yra būtina šiuolaikinės pramonės gamybos dalis, kuri naudoja kompiuterių, ryšių, automatizavimą ir kitas technologijas, siekiant įgyvendinti pramoninio gamybos proceso stebėjimą, kontrolę ir optimizavimą. Sparčiai plėtojant informacines technologijas ir nuolat tobulinant industrializacijos lygį, pramoninės kontrolės sistemų tipai ir funkcijos taip pat yra nuolat praturtinami ir tobulinami. Šiame darbe pateiksime pramonės kontrolės sistemų tipus, charakteristikas, taikymo scenarijus ir būsimas plėtros tendencijas, kad galėtume pateikti nuorodas į tyrimus ir pritaikymą susijusiose srityse.
Ii. Pramoninės valdymo sistemų tipai
Pramoninės kontrolės sistemos gali būti padalintos pagal skirtingus klasifikavimo kriterijus, šie yra keli įprasti klasifikavimo būdai:
Padalintas pagal sistemos struktūrą
(1) centralizuota valdymo sistema:Centralizuota valdymo sistema reiškia, kad visos valdymo funkcijos yra sutelktos į centrinį valdiklį, per kurį visas gamybos procesas yra valdomas ir valdomas. Ši sistema turi paprastą struktūrą, tačiau patikimumas ir lankstumas yra prastas, tinkamas mažesniam mastui, kontrolės reikalavimai nėra aukštos gamybos atvejai.
(2) paskirstyta valdymo sistema (DCS):Paskirstytą valdymo sistemą sudaro keli dispersai, išsklaidyti valdiklių sistemos lauke, kiekvienas valdiklis yra atsakingas už gamybos proceso dalies valdymą ir per ryšių tinklą, kad pasiektų centrinį valdiklį ir keičiasi informacija. DCS sistema turi didelį patikimumą, lankstumą ir mastelio keitimą bei kitus pranašumus, tinkančius didelio masto, sudėtingiems gamybos procesams.
(3) „FieldBus“ valdymo sistema (FCS):„FieldBus Control System“ yra paskirstyta valdymo sistema, pagrįsta „FieldBus“, kuri naudoja skaitmeninės komunikacijos technologijas, kad realizuotų informacijos mainus ir valdymą tarp lauko įrenginių. FCS sistema turi stiprų realaus laiko, aukšto laipsnio informacijos integracijos laipsnį, lengvai prižiūrimą ir pan., Ir tai yra svarbi šiuolaikinės pramonės kontrolės sistemos plėtros kryptis.
Padalintas pagal valdymo objektą
(1) Proceso valdymo sistema:Proceso valdymo sistema daugiausia naudojama nuolatiniam gamybos procesui, tokiam kaip naftos chemijos, energijos generavimas ir kiti laukai. Būtent dėl temperatūros, slėgio, srauto ir kitų parametrų, skirtų realiojo laiko stebėjimui ir valdymui, gamybos procesą, kad būtų užtikrintas gamybos proceso ir produkto kokybės stabilumas.
(2) Diskretinė valdymo sistema:Diskretinė valdymo sistema daugiausia naudojama diskrečioms gamybos procesams, tokiems kaip mašinų gamyba, elektronikos gamyba ir kiti laukai. Tai stebi ir kontroliuoja įrangos veikimo būklę, kad būtų galima automatizuoti įrangos veikimą ir optimizuoti gamybos procesą.
(3) Judesio valdymo sistema:Judesio valdymo sistema yra specializuota tiksliai kontroliuojant mechaninio judesio padėtį, greitį ir pagreitį. Jis plačiai naudojamas tokiose srityse kaip robotika, CNC staklės ir surinkimo linijos, ir užtikrina judėjimo tikslumą ir sinchronizavimą naudojant aukšto tikslumo valdymo algoritmus ir įrangą.
Padalintas pagal funkciją
(1) Priežiūros kontrolės ir duomenų rinkimas (SCADA):„SCADA“ sistema yra kompiuterizuota nuotolinio pramoninių įrenginių stebėjimo ir valdymo sistema. Jis integruoja duomenų rinkimą, tinklo ryšį, žmogaus ir mašinos sąsają ir kt., Ir realiu laiku gali parodyti įrangos būseną, įrašyti duomenis ir išleisti valdymo komandas, kai reikia. , geležinkelio transportas ir elektros tinklai.
(2) Programuojamas loginis valdiklis (PLC):PLC yra viena iš labiausiai paplitusių pramonės automatizavimo valdymo sistemų. Jis saugo instrukcijas, kaip atlikti logines operacijas, sekos valdymą, laiką, skaičiuoti, skaičiuoti ir aritmetines operacijas per programuojamą atmintį ir gali valdyti įvairių tipų mechaninę įrangą ar gamybos procesus per skaitmeninius ar analoginius įvestis/išvestis. programavimo.
(3) Žmogaus ir mašinos sąsaja (HMI):HMI yra pramoninės kontrolės sistemos, turinčios žmonių sąveiką, dalis, leidžianti operatoriui stebėti ir valdyti procesą. HMI paprastai apima ekranus, eksploatavimo mygtukus ir lemputes bei kt., Skirta sutelkti dėmesį į vartotojo patirtį, kad operatoriai galėtų lengvai pasiekti informaciją ir valdyti.
Iii. Pramoninės kontrolės sistemų charakteristikos
Pramoninės kontrolės sistemos turi šias savybes:
Realiuoju laiku:Pramoninės kontrolės sistemos turi stebėti ir valdyti gamybos procesą realiuoju laiku, kad būtų užtikrintas gamybos proceso ir produkto kokybės stabilumas.
Patikimumas:Pramoninės kontrolės sistemos paprastai veikia atšiaurioje pramoninėje aplinkoje, todėl jos turi turėti didelį patikimumą ir antiinferencijų galimybes.
Saugumas:Pramoninės kontrolės sistema apima gamybos saugą ir personalo saugą bei kitus klausimus, todėl ji turi turėti nepriekaištingas saugos apsaugos priemones.
Atvirumas:Nuolat plėtojant informacines technologijas, pramonės kontrolės sistemos turi palaikyti integraciją ir bendravimą su kitomis sistemomis, kad būtų galima pasidalyti informacija ir mainais.
Iv. Pramoninės kontrolės sistemos taikymo scenarijai
Pramoninės kontrolės sistemos yra plačiai naudojamos įvairiose srityse, įskaitant naftos chemijos, energijos gamybos, mašinų gamybos, elektronikos gamybos, transportavimo ir pan. Toliau pateikiami keli tipiniai taikymo scenarijai:
Naftos chemijos laukas:Naftos chemijos gamybos procesas yra sudėtingas ir pavojingas, todėl reikia stebėti ir kontroliuoti gamybos proceso temperatūrą, slėgį, srautą ir kitus parametrus, kad būtų užtikrintas gamybos proceso ir produkto kokybės stabilumas. Pramonės kontrolės sistema gali realizuoti naftos chemijos gamybos proceso automatizavimo valdymą ir valdymą.
Galios generavimo laukas:Energijos generavimo sistemai reikia realiojo laiko stebėjimo ir valdymo energijos gamybos įrangos ir elektros tinklo veikimo, kad būtų užtikrintas maitinimo šaltinio stabilumas ir saugumas. Pramoninė valdymo sistema gali realizuoti nuotolinį energijos generavimo sistemos stebėjimą ir valdymą.
Mechaninio gamybos laukas:Mechaninio gamybos procesui reikia tiksliai valdyti mechaninį padėties, greičio ir pagreičio judėjimą ir kitus parametrus, kad būtų užtikrintas produkto kokybė ir gamybos efektyvumas. Pramoninė valdymo sistema gali realizuoti automatinę mašinų gamybos proceso valdymą ir valdymą.
V. Ateities plėtros tendencijos
Nuolat plėtojant informacines technologijas ir nuolat tobulinti industrializacijos lygį, būsimos pramonės kontrolės sistemų plėtros tendencijos daugiausia apima šiuos aspektus:
Protingas:Pramoninės kontrolės sistemos daugiau dėmesio skirs intelektualiam ir adaptyvioms, įdiegus dirbtinį intelektą, didelius duomenis ir kitas pažangias technologijas, kad būtų galima intelektualiam optimizavimui ir gamybos proceso valdymui.
Tinklo kūrimas:Pramoninės kontrolės sistemos daugiau dėmesio skirs tinklų kūrimui ir integracijai, integracijai ir bendravimui su kitomis sistemomis, kad būtų galima pasidalyti informacija ir mainais.
Saugumas:Pramoninės kontrolės sistema daugiau dėmesio skirs saugai ir patikimumui bei užtikrins gamybos proceso saugą ir stabilumą, sustiprindama saugos apsaugos priemones ir sukurdama saugos valdymo sistemą.
Žalia:Pramonės kontrolės sistema daugiau dėmesio skirs ekologiškam ir tvariam vystymuisi, optimizuodama gamybos procesą ir sumažins energijos suvartojimą bei kitus būdus, kaip sumažinti poveikį aplinkai.
Vi. Išvada
Pramoninės kontrolės sistema kaip pagrindinė šiuolaikinės pramonės gamybos, jos įvairovės ir turtingos funkcionalumo palaikymas, skirtas pramoninės gamybos automatizavimui, intelektualiam ir efektyviam, kad būtų užtikrinta stipri garantija. Nuo centralizuotos valdymo sistemos iki paskirstytos valdymo sistemos iki lauko veilių valdymo sistemos, pramoninės valdymo sistemos raida atspindi nuolatinę technologijos pažangą ir didėjančią pramonės paklausą.
Visų pirma, yra daugybė pramoninės valdymo sistemų rūšių, kurių kiekviena turi savo unikalius taikymo scenarijus ir pranašumus. Pvz., DCS sistema yra tinkama didelio masto ir sudėtingiems gamybos procesams, o FCS sistema užima svarbią poziciją šiuolaikinėje pramonės kontrolėje su stipria realaus laiko ir aukšto laipsnio informacijos integracija. Be to, PLC kaip pramoninės automatizavimo „smegenys“ su stabilumu, lankstumu ir programavimo lengvumu yra plačiai naudojamas įvairiomis gamybos progomis.
Antra, pramoninės kontrolės sistemų savybės lemia svarbią jos poziciją pramoninėje gamyboje. Realiojo laiko, patikimumas, saugumas ir atvirumas yra būtini pramoninės kontrolės sistemų elementai. Didėjant pramoninės gamybos reikalavimams automatizavimo ir intelekto lygiu, pramonės kontrolės sistema taip pat nuolat plėtoja ir tobulina, kad patenkintų naujus gamybos poreikius ir techninius iššūkius.
Vėlgi, pramoninės kontrolės sistemos turi platų taikymo scenarijus, apimančius beveik visas pramonės gamybos sritis. Nuo naftos chemijos, elektros energijos gamybos iki mašinų gamybos, elektroninės gamybos, transportavimo ir kitų laukų, pramoninės kontrolės sistemos vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį. Pramonės kontrolės sistemos stebėjimas ir kontrolė realiuoju laiku užtikrina gamybos proceso ir produkto kokybės stabilumą bei pagerina įmonių gamybos efektyvumą ir konkurencingumą.
Galiausiai, būsimos pramonės kontrolės sistemų plėtros tendencijos daugiau dėmesio skirs žvalgybai, tinklų kūrimui, saugumui ir žaliajai. Nuolat plėtojant dirbtinį intelektą, didelius duomenis ir kitas pažangias technologijas, pramonės kontrolės sistema daugiau dėmesio skirs intelektui ir pritaikomumui, kad būtų galima intelektualiai optimizuoti ir valdyti gamybos procesą. Tuo pačiu metu, kai atsirado pramoninis internetas ir platus daiktų interneto technologijų pritaikymas, pramoninės kontrolės sistemos daugiau dėmesio skirs tinklų kūrimui ir integracijai ir įgyvendins sklandų integraciją ir bendravimą su kitomis sistemomis. Be to, nuolat tobulinant pramonės gamybos reikalavimus saugai ir aplinkos apsaugai, pramonės kontrolės sistemos taip pat daugiau dėmesio skirs saugai ir ekologiškai aplinkos apsaugai, kad užtikrintų gamybos proceso saugą ir tvarumą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad pramoninės kontrolės sistemos vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį šiuolaikinėje pramoninėje gamyboje. Nuolatinei technologijų pažangai ir didėjančia pramonės paklausa, pramoninės kontrolės sistemos toliau tobulės ir tobulės, suteikdamos tvirtesnę paramą pramoninės gamybos automatizavimui, intelektui ir efektyvumui.