Tööstusautomaatika juhtimissüsteemid on kaasaegse tööstusliku tootmise asendamatu osa. Nad kasutavad erinevaid andureid, täiturmehhanisme, kontrollereid ja muid seadmeid, et saavutada reaalajas jälgimine,{1}}automaatne juhtimine ja tootmisprotsesside optimeeritud juhtimine. Tehnoloogia pideva arenguga on tööstusautomaatika juhtimissüsteemide tüübid muutunud üha mitmekesisemaks ja keerukamaks. See artikkel annab üksikasjaliku ülevaate mitmest peamisest tööstusautomaatika juhtimissüsteemide tüübist, sealhulgas tsentraliseeritud juhtimissüsteemidest, hajutatud juhtimissüsteemidest, väljasiini juhtimissüsteemidest, tööstuslike Etherneti juhtimissüsteemidest, programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) juhtimissüsteemidest ja arvuti{4}integreeritud tootmissüsteemidest (CIMS).
1. Tsentraliseeritud juhtimissüsteemid
Tsentraliseeritud juhtimissüsteem on juhtimissüsteem, mis koondab kõik juhtimisseadmed ühte juhtimisruumi. Selle süsteemi peamiseks eeliseks on selle haldamise ja hooldamise lihtsus, kuna see võimaldab erinevate juhtsignaalide ja andmete tsentraliseeritud töötlemist. Tsentraliseeritud juhtimissüsteem koosneb tavaliselt järgmistest komponentidest:
1.1 kontroller:Kontroller on tsentraliseeritud juhtimissüsteemi tuum, mis vastutab andurite signaalide vastuvõtmise, andmete töötlemise, otsuste tegemise ja seejärel täiturmehhanismidele juhtimisjuhiste saatmise eest.
1.2 Operaator:Operaatorijaam toimib liidesena operaatorite ja juhtimissüsteemi vahel, hõlmates tavaliselt selliseid seadmeid nagu kuvarid, klaviatuurid ja hiired. Operaatorid saavad jälgida tootmisprotsesse, reguleerida juhtimisparameetreid ja vaadata häireteavet operaatorijaama kaudu.
1.3 Andurid ja täiturid:Andurid vastutavad erinevate füüsikaliste suuruste kogumise eest tootmisprotsessi käigus, nagu temperatuur, rõhk ja vooluhulk, ning nende signaalide teisendamise eest elektrilisteks signaalideks, mis saadetakse kontrollerile. Täiturmehhanismid omakorda reguleerivad tootmisprotsessi vastavalt kontrolleri juhistele, nagu näiteks klappide avamine või sulgemine ning mootori kiiruse reguleerimine.
1.4 Andmesidevõrk:Andmesidevõrk on lüli, mis ühendab kontrollereid, operaatorjaamu, andureid ja ajamid, mis vastutavad erinevate juhtsignaalide ja andmete edastamise eest.
2. Hajutatud juhtimissüsteem
Hajutatud juhtimissüsteem on juhtimissüsteem, mis jaotab juhtimisseadmed erinevate tootmisetappide vahel. Selle süsteemi peamised eelised on süsteemi suurem töökindlus ja paindlikkus, mis võimaldab kohandatud juhtimist, mis on kohandatud erinevatele tootmisetappidele. Hajutatud juhtimissüsteem koosneb tavaliselt järgmistest komponentidest:
2.1 Juhtsõlmed:Juhtsõlmed on hajutatud juhtimissüsteemi põhiüksused, mis vastutavad juhtimisülesannete töötlemise eest vastavates sõlmedes. Iga juhtsõlm sisaldab tavaliselt mikroprotsessorit, sisend/väljundliideseid ja sideliideseid.
2.2 Sidevõrgud:Sidevõrgud on lülid, mis ühendavad juhtsõlmi, mis vastutavad juhtsignaalide ja andmete edastamise eest. Levinud sidevõrgud hõlmavad väljasiini ja tööstuslikku Etherneti.
2.3 Inimese{1}}masina liidese seadmed:Inim-masina liidese seadmed toimivad liidesena operaatorite ja juhtimissüsteemi vahel ning võivad sisaldada puuteekraane, klaviatuure, hiiri jne.
2.4 Andmebaas ja server:Andmebaasi ja serverit kasutatakse erinevate tootmisprotsessi andmete salvestamiseks ja haldamiseks, nagu seadmete olek, tootmisandmed, häireinfo jne.
3. Väljasiini juhtimissüsteem
Väljasiini juhtimissüsteem on väljasiini tehnoloogial põhinev hajutatud juhtimissüsteem. Väljasiin on sidevõrk, mida kasutatakse väliseadmete (nt andurid, täiturmehhanismid, juhtsõlmed jne) ühendamiseks ja millel on kõrge reaalajas -jõudlus, töökindlus ja kulu-efektiivsus. Levinud väljasiinitehnoloogiate hulka kuuluvad Profibus, Modbus ja CAN.
3.1 Väliseadmed:Väliseadmed on väljasiini juhtimissüsteemi põhiüksused, sealhulgas andurid, täiturmehhanismid ja juhtsõlmed.
3.2 Väljasiini liides:Väljasiini liides on seade, mis ühendab väliseadmed väljasiiniga ja vastutab väljaseadmete signaalide muundamise eest väljasiini signaalideks.
3.3 Väljasiinivõrk:Väljasiinivõrk on erinevaid väliseadmeid ühendav sidevõrk, mis vastutab juhtsignaalide ja andmete edastamise eest.
3.4 Kontrollerid ja operaatorijaamad:Kontrollerid ja operaatorijaamad sarnanevad hajutatud juhtimissüsteemidega, mis vastutavad juhtimisülesannete töötlemise ja inimeste{0}}masina interaktsiooni eest.
4. Tööstuslik Etherneti juhtimissüsteem
Tööstuslik Etherneti juhtimissüsteem on Etherneti tehnoloogial põhinev hajutatud juhtimissüsteem. Ethernet on arvutivõrkudes laialdaselt kasutatav sidetehnoloogia, mida iseloomustavad suured edastuskiirused, suur ribalaius ja hea ühilduvus. Tööstuslik Etherneti juhtimissüsteem koosneb tavaliselt järgmistest komponentidest:
4.1 Tööstuslikud Etherneti seadmed:Tööstuslikud Etherneti seadmed hõlmavad tööstuslikke Etherneti lüliteid, tööstuslikke Etherneti adaptereid ja tööstuslikke Etherneti liideseid.
4.2 Juhtsõlmed ja väliseadmed:Juhtsõlmed ja väliseadmed on sarnased hajutatud juhtimissüsteemi omadega, mis vastutavad juhtimisülesannete töötlemise ja tootmisandmete kogumise eest.
4.3 Etherneti sidevõrk:Etherneti sidevõrk on sidevõrk, mis ühendab kõiki juhtsõlmi ja väliseadmeid ning vastutab juhtsignaalide ja -andmete edastamise eest.
4.4 Kontrollerid ja operaatorijaamad:Kontrollerid ja operaatorijaamad sarnanevad hajutatud juhtimissüsteemidega, mis vastutavad juhtimisülesannete töötlemise ja inimeste{0}}masina interaktsiooni eest.
5. Programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) juhtimissüsteem
Programmeeritav loogikakontroller (PLC) on spetsiaalselt tööstuslike juhtimisrakenduste jaoks loodud arvuti. PLC-del on paindlik programmeerimine, kõrge töökindlus ja lihtne laiendamine ning neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusautomaatika juhtimissüsteemides. PLC juhtimissüsteem koosneb tavaliselt järgmistest komponentidest:
5.1 PLC:PLC on PLC juhtimissüsteemi tuum, mis vastutab andurite signaalide vastuvõtmise, andmete töötlemise, otsuste tegemise ja seejärel juhtkäskude saatmise eest täiturmehhanismidele.
5.2 Sisend-/väljundmoodulid:Sisend/väljundmoodulid on seadmed, mis ühendavad PLC-d väliseadmetega, mis vastutavad andurite signaalide teisendamise eest PLC poolt äratuntavateks signaalideks või PLC juhtkäskude teisendamise eest täiturmehhanismide poolt äratuntavateks signaalideks.