Ποιοι είναι οι τύποι των οργάνων αυτοματισμού;

Πολλοί άνθρωποι που είναι καινούργιοι στην οργάνωση αισθάνονται καταβεβλημένοι όταν βλέπουν για πρώτη φορά την πληθώρα των οργάνων στον χώρο.

Με ονόματα όπως μετρητές πίεσης, θερμόμετρα, μετρητές ροής, μετρητές επιπέδου, βαλβίδες ελέγχου, πομπούς, PLCs, DCSs, συναγερμοί και αναλυτές, είναι εύκολο να μπερδευτείτε για το πώς να τα κατηγοριοποιήσετε.

Στην πραγματικότητα, η οργάνωση αυτοματισμού δεν είναι τόσο περίπλοκη.να τα δείχνουν, και τον έλεγχο τους, παρέχοντας παράλληλα συναγερμούς και προστασία του εξοπλισμού όταν είναι απαραίτητο.

Με βάση τη λειτουργία τους, τα όργανα αυτοματισμού μπορούν γενικά να χωριστούν σε έξι κύριες κατηγορίες:

Μέτρα μέτρησης πεδίου, όργανα ελέγχου πεδίου, ενεργοποιητές πεδίου, όργανα απεικόνισης και καταγραφής, όργανα ρύθμισης/έλεγχου και ειδικά όργανα μέτρησης.

Τα όργανα αυτοματισμού δεν είναι απλώς συσκευές για "ανάγνωση τιμών".

Σε έναν πλήρη κύκλο ελέγχου, τα όργανα μέτρησης συλλέγουν παραμέτρους πεδίου, ο ελεγκτής εκτελεί αναλύσεις και υπολογισμούς, ο ενεργοποιητής εκτελεί ενέργειες,και τα όργανα απεικόνισης/ηχογράφησης παρουσιάζουν τα δεδομένα στους χειριστές και τα αποθηκεύουν για το σύστημα.

Πάρτε για παράδειγμα έναν βρόχο ελέγχου θερμοκρασίας: ένα θερμοσύνδεσμο ή ένα θερμόμετρο αντίστασης μετρά τη θερμοκρασία. Ένας πομπός θερμοκρασίας στέλνει το σήμα σε έναν PLC ή DCS.ο ελεγκτής υπολογίζει την απαιτούμενη απόκριση και εκπέμπει ένα σήμαΤελικά, μια βαλβίδα ελέγχου ρυθμίζει τη ροή του ατμού, του ζεστού νερού ή του νερού ψύξης.

Επομένως, τα όργανα δεν υπάρχουν απομονωμένα.το όργανο πρέπει να αναλύεται στο πλαίσιο ολόκληρου του κυκλώματος ελέγχου.

Τα όργανα μέτρησης πεδίου χρησιμεύουν ως πηγή δεδομένων για τα συστήματα αυτοματισμού.

Τα κοινά όργανα μέτρησης πεδίου περιλαμβάνουν όργανα μέτρησης επιπέδου υγρού, πίεσης, θερμοκρασίας και ροής, καθώς και όργανα ανάλυσης αερίων και υγρών.

Τα όργανα επιπέδου χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των επιπέδων υγρών, των επιπέδων υλικών ή των θέσεων διεπαφής σε δεξαμενές αποθήκευσης, πύργους, αντιδραστήρες και σιλό.μετρητές επιπέδου τύπου πλωτήρα, μετρητές επιπέδου ραντάρ, μετρητές επιπέδου υπερήχων, μετρητές επιπέδου χωρητικότητας, μετρητές επιπέδου διαφορικής πίεσης και διακόπτες επιπέδου.

Τα όργανα πίεσης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της πίεσης, της διαφορικής πίεσης ή των επιπέδων κενού σε αγωγούς, δοχεία και εξοπλισμό.μεταδιδαστές διαφορικής πίεσηςΟι μετρητές πίεσης χρησιμοποιούνται κυρίως για μετρήσεις επί τόπου, οι πομποί πίεσης για απομακρυσμένη μετάδοση σήματος,και διακόπτες πίεσης για συναγερμούς και λειτουργίες κλεισίματος.

Τα όργανα θερμοκρασίας μετρούν τη θερμοκρασία ενός μέσου ή της επιφάνειας του εξοπλισμού.ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης (RTD)Τα θερμοσύνθετα είναι κατάλληλα για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας,Ενώ τα RTD είναι πιο κατάλληλα για μετρήσεις χαμηλής έως μεσαίας θερμοκρασίας.

Τα όργανα ροής μετρούν την ταχύτητα ροής αερίων, υγρών ή ατμού.Η επιλογή απαιτεί προσεκτική επαλήθευση του μέσου, το εύρος ροής, η πίεση και η θερμοκρασία, η ιξώδεςτητα, η αγωγιμότητα και οι απαιτήσεις για την άμεση λειτουργία του σωλήνα.

Τα μέσα ανάλυσης αερίων ανιχνεύουν τη σύνθεση και τη συγκέντρωση του αερίου.Αναλυτές αερίων θερμικής αγωγιμότητας, λέιζερ αναλυτές αερίων και χρωματογράφους αερίων.

Τα όργανα ανάλυσης υγρών μετρούν παραμέτρους όπως pH, αγωγιμότητα, θολωτότητα, συγκέντρωση, πυκνότητα, ιξώδες, διαλυμένο οξυγόνο, COD και άζωτο αμμωνίας.Αυτά τα όργανα απαιτούν σχετικά υψηλή συντήρηση· ο καθαρισμός, η βαθμονόμηση και η επιθεώρηση των γραμμών δειγματοληψίας αποτελούν βασικά καθήκοντα.

Τα όργανα ελέγχου πεδίου είναι υπεύθυνα για την επεξεργασία σήματος στο χώρο, τη μετατροπή σήματος και τον τοπικό έλεγχο.

Συχνές κατηγορίες περιλαμβάνουν πνευματικά, ηλεκτρικά και υδραυλικά όργανα ελέγχου.

Τα πνευματικά όργανα ελέγχου χρησιμοποιούν συμπιεσμένο αέρα ως πηγή ενέργειας· έχουν σχετικά απλές δομές και παραμένουν πολύτιμα σε εφαρμογές ανθεκτικές σε έκρηξη.Ηλεκτρικά όργανα ελέγχου χρησιμοποιούν ηλεκτρικά σήματαΤα υδραυλικά όργανα ελέγχου παρέχουν υψηλή ισχύ εξόδου και χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές με βαρύ φορτίο ή υψηλή ώθηση.

Οι βασικοί παράγοντες κατά την επιλογή αυτών των οργάνων περιλαμβάνουν τα σήματα εισόδου/εξόδου, την ακρίβεια ελέγχου, την ταχύτητα απόκρισης, τις συνθήκες τροφοδοσίας, τα χαρακτηριστικά ανθεκτικότητας σε έκρηξη, το περιβάλλον πεδίου,και διεπαφές συστήματος.

Οι ενεργοποιητές πεδίου είναι τα συστατικά ενός βρόχου ελέγχου που εκτελούν στην πραγματικότητα τη φυσική δράση.

Αφού το σύστημα ελέγχου εκδίδει μια εντολή, ο ενεργοποιητής την εκτελεί ρυθμίζοντας βαλβίδες, αποσβεστήρες, πύλες κλειδαριών ή άλλες μηχανικές δομές για να αλλάξει τις συνθήκες της διαδικασίας, όπως ταχύτητα ροής, πίεση,επίπεδο υγρούΟι συνηθισμένες συσκευές ενεργοποίησης περιλαμβάνουν αεριωθούμενες, ηλεκτρικές και υδραυλικές βαλβίδες ελέγχου, βαλβίδες κλεισίματος, βαλβίδες πεταλούδας, βαλβίδες σφαίρας, βαλβίδες πύλης, κινητήρες, συσκευές θέσης βαλβίδας.και ευφυείς συσκευές θέσης βαλβίδων.

Κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο πεδίο, πρέπει να εξετάζεται εάν ο κινητήρας μπορεί απλά να ανοίξει και να κλείσει.κατάλληλοι χρόνοι απόκρισης, και αν η θέση ασφαλείας πληροί τις απαιτήσεις της διαδικασίας.

Πολλές διακυμάνσεις ελέγχου δεν οφείλονται στις ρυθμίσεις παραμέτρων του ελεγκτή, αλλά σε ζητήματα όπως η κολλή των βαλβίδων, οι ανακριβείς τοποθετητές, η ασταθής πίεση τροφοδοσίας αέρα ή η αργή απόκριση του ενεργοποιητή.

Τα όργανα απεικόνισης και καταγραφής δείχνουν τις παραμέτρους πεδίου, την κατάσταση του εξοπλισμού και τις πληροφορίες συναγερμού, ενώ παράλληλα αποθηκεύουν κρίσιμα δεδομένα.

Τα κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν ψηφιακές οθόνες, αναλογικές οθόνες, ελεγκτές οθόνης, σαρωτές πολλαπλών σημείων, εγγραφείς χάρτινων τύπων, εγγραφείς χωρίς χαρτί, HMI με οθόνη αφής, τερματικά σταθμών χειριστών,και ηχητικές/οπτικές συσκευές συναγερμού.

Οι ψηφιακές οθόνες είναι κατάλληλες για την παρακολούθηση παραμέτρων σε ένα σημείο.Τα μηχανογραφικά συστήματα χωρίς χαρτί είναι ιδανικά για την παρακολούθηση των τάσεων σε παραμέτρους όπως η θερμοκρασίαΤα HMI και οι σταθμοί χειριστή χρησιμοποιούνται για οπτικές διεπαφές, διαμόρφωση παραμέτρων, παρακολούθηση συναγερμού και λειτουργία εξοπλισμού.

Τα βασικά κριτήρια επιλογής περιλαμβάνουν σήματα εισόδου, μεθόδους απεικόνισης, διαστήματα καταγραφής, χωρητικότητα αποθήκευσης, διεπαφές επικοινωνίας, έξοδα συναγερμού και προστασία από απώλεια ισχύος.

Τα όργανα ρύθμισης και ελέγχου χρησιμεύουν ως ο "εγκεφαλός" του συστήματος αυτοματισμού, χειρίζοντας την αυτόματη ρύθμιση, τον λογικό έλεγχο, τον έλεγχο ακολουθίας και την προστασία της ασφάλειας.

Οι κοινές συσκευές πεδίου περιλαμβάνουν ελεγκτές PID, ρυθμιστές μονοκύκλου και πολυκύκλου, PLC, DCS, FCS, ESD, SIS και βιομηχανικούς υπολογιστές.

Οι ελεγκτές PID χρησιμοποιούνται συνήθως για τη ρύθμιση συνεχών παραμέτρων όπως θερμοκρασία, πίεση, ροή και επίπεδο.Προστασία από κλειδαριάΤα DCS είναι κατάλληλα για την κεντρική παρακολούθηση και τον κατανεμημένο έλεγχο των μεγάλων μονάδων συνεχούς παραγωγής.Τα SIS και τα ESD χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο για διασυνδέσεις ασφαλείας και διακοπές έκτακτης ανάγκης· δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται απλώς ως τυποποιημένα συστήματα ελέγχου.

Οι παράγοντες επιλογής περιλαμβάνουν την ελεγχόμενη διαδικασία, τον αριθμό των σημείων Ε/Υ, τη στρατηγική ελέγχου, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας, τις απαιτήσεις επανεξέτασης, τα επίπεδα ακεραιότητας ασφάλειας (SIL), τη διαχείριση συναγερμού,και μακροπρόθεσμες δυνατότητες συντήρησης.

Ειδικά όργανα μέτρησης χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση μοναδικών παραμέτρων, την παρακολούθηση της υγείας του εξοπλισμού και την εκτέλεση βαθμονόμησης πεδίου.Παρατηρητές μετατόπισης άξονα, ταχομετρητές, όργανα ζύγισης, μετρητές πάχους, βαθμομετρητές σήματος, ανιχνευτές φλόγας, ηλεκτρονικούς αναλυτές υγρασίας, ηλεκτρονικούς μετρητές πυκνότητας και όργανα παρακολούθησης της κατάστασης του εξοπλισμού.

Τα όργανα για τη μέτρηση της δόνησης του άξονα, της μετατόπισης του άξονα και της ταχύτητας περιστροφής χρησιμοποιούνται συνήθως σε περιστρεφόμενους εξοπλισμούς όπως συμπιεστές, ατμογεννήτριες, ανεμιστήρες και αντλίες.Τα όργανα ζύγισης χρησιμοποιούνται σε σιλόΟι μετρητές πάχους χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του πάχους των πλακών, των σωλήνων και των τοιχωμάτων των αγγείων, καθώς και του πάχους της επικάλυψης.Οι ανιχνευτές φλόγας χρησιμοποιούνται συνήθως για την προστασία της καύσης σε λέβητες, καύσιμα και αποτεφρωτήρια.

Η επιλογή αυτών των οργάνων απαιτεί να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως ο τύπος του εξοπλισμού, η παράμετρος που μετράται, η τοποθεσία εγκατάστασης, η ταχύτητα απόκρισης, τα σήματα εξόδου και οι απαιτήσεις προστασίας.

Κατά την επιλογή των οργάνων αυτοματισμού, δεν πρέπει να επικεντρώνεται μόνο στον αριθμό μοντέλου και την τιμή.

Πρώτα, προσδιορίστε την παράμετρο που πρέπει να μετρηθεί· κατόπιν, καθορίστε το εύρος μέτρησης, την ακρίβεια, τα υλικά κατασκευής, τη μέθοδο εγκατάστασης, την παροχή ενέργειας και το σήμα εξόδου.

Αν το μέσο είναι διαβρωτικό, τα υγροποιημένα μέρη πρέπει να είναι κατασκευασμένα από το κατάλληλο υλικό.Εάν το μέσο είναι επιρρεπές σε κρυστάλλωση ή φραγμόΣε περιοχές με σημαντικές δονήσεις, εξετάστε την τοποθέτηση των ράβδων και την τοποθέτηση της εγκατάστασης.

Μόλις το όργανο τεθεί σε λειτουργία, ελέγξτε τακτικά το μηδενικό σημείο, το εύρος, τα καλώδια, την παροχή ρεύματος, τη γείωση, την επικοινωνία, τις εξόδους συναγερμού και την κατάσταση της διασύνδεσης.

Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων επί τόπου, ακολουθήστε την ακόλουθη σειρά: ελέγξτε την παροχή ρεύματος, στη συνέχεια το σήμα, στη συνέχεια την καλωδίωση, στη συνέχεια τις ρυθμίσεις παραμέτρων και, τέλος, το στοιχείο αισθητήρα και τις συνθήκες της διαδικασίας.

Η ταξινόμηση των οργάνων αυτοματισμού δεν είναι δύσκολη να τη θυμάστε, καθώς κάθε τύπος εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία.

Για παράδειγμα, τα όργανα μέτρησης συλλέγουν δεδομένα, τα όργανα ελέγχου χειρίζονται την επεξεργασία σήματος, οι ενεργοποιητές εκτελούν φυσικές ενέργειες στο πεδίο, τα όργανα απεικόνισης και καταγραφής εμφανίζουν και αποθηκεύουν δεδομένα.τα όργανα ρύθμισης και ελέγχου διαχειρίζονται τους ελέγχους και τις ενδιάμεσες κλειδώσεις· και ειδικά όργανα μέτρησης ανιχνεύουν μοναδικές παραμέτρους.

Όταν βρίσκεστε στην εγκατάσταση, μην βλέπετε ένα όργανο ως μια απομονωμένη συσκευή.