1. Классификация автоматических регуляторов.
Автоматический регулятор изменяет отклонение (сигнал рассогласования) Δ регулируемой переменной y от заданного значения yзад по определённому закону регулирования и воздействует на регулирующий орган для уменьшения этого отклонения.
Автоматические регуляторы классифицируют:
а) по назначению: регуляторы расхода, температуры и т.д.;
б) по зависимости от источника энергии:
1) прямого – перемещение (регулирующий орган отсутствует). Управление происходит за счёт энергии самого измерительного устройства (датчика). Просты и используются в простейших системах: состоит из чувствительного элемента и исполнительного механизма (уровень, температура, давление);
2) непрямого – перемещение регулирующего органа за счёт вспомогательной энергии (в сложных динамических системах);
в) по виду используемой энергии: электрические, пневматиче-
ские, гидравлические, комбинированные;
г) по конструктивному оформлению:
1) приборные – все основные элементы смонтированы в одном корпусе;
2) агрегатные – состоят из отдельных унифицированных блоков, каждый из которых имеет определённое назначение (позволяет строить схемы любой сложности).
2. Scada-системы: hmi на базе операторских панелей.
HMI на базе рабочих станций оператора обычно устанавливаются централизовано в диспетчерском центре (операторной), охватывающем одну технологическую установку или производственный участок. Однако зачастую требуется предусмотреть пункты локального управления по месту. Такой подход дает возможность персоналу, работающему в непосредственной близости к технологическому оборудованию, осуществлять эффективный мониторинг процесса и локальное управление.
Современным решением, пришедшим на смену устаревшим кнопочным пультам управления, является использование операторских панелей локального мониторинга и управления (operator panels).
Операторская панель представляет собой компактную вычислительную машину со встроенным жидкокристаллическим дисплеем. Для реализации функций управления панели снабжаются блоками кнопочного управления и/или сенсорными экранами (touch screens). Типовая панель предоставляет пользователю следующий функционал:
1. Визуализация переменных технологического процесса в текстовом или графическом режимах;
2. Управление и обработка аварийных сообщений, регистрация времени и даты возникновения аварийных сообщений;
3. Ручное управление с помощью функциональных кнопок или сенсорного экрана;
4. Возможность свободного программирования графики и настройки функциональных клавиш;
5. Построение диаграмм и трендов, отображение сводных отчетов.
В графическом режиме визуализация процесса происходит с помощью интерактивных мнемосхем, а в текстовом – в виде строк или специальных таблиц.
Аппаратная архитектура панели устроена по подобию обычных персональных компьютеров, только вместо жесткого диска используется Flash-память. Типовая панель состоит из следующих аппаратных компонентов: 32-разрядный RISC-процессор; оперативная память SDRAM небольшого объема; встроенная Flash-память для хранения операционной системы и накопления пользовательских данных; различные слоты расширения и интерфейсы для подключения программатора и/или сети передачи данных.
Можно выделить следующие важные характеристики панелей оператора:
1. Тип и размер экрана. Экран может быт как монохромным, так и цветным с разрешением от 128x128 до 1024x768.
2. Организация управления. Происходит или с помощью прозрачного сенсорного экрана, наклеиваемого на ЖК-экран, или с помощью функциональных кнопок и манипуляторов, расположенных на фронтальной стороне. Возможен и комбинированный вариант.
3. Количество поддерживаемых сетевых протоколов. Обычно панели имеют встроенную поддержку нескольких коммуникационных протоколов, например, Profibus DP и Industrial Ethernet.
4. Степень защиты. Для фронтальной части – это, как правило, IP65, для остальной части корпуса – IP20. Наибольшее значение имеет степень защиты именно фронтальной части, что связанно с особенностью монтажа.
5. Быстродействие процессора и объем встроенной Flash-памяти.
Наиболее часто применяются следующие варианты монтажа операторских панелей:
1. Установка целиком внутри шкафа с прозрачными дверьми;
2. Врезка в дверь шкафа так, чтобы снаружи находилась только фронтальная часть панели (остальная часть корпуса находится внутри шкафа).
Как подключаются операторские панели? Большинство панелей на подобие тех, что показаны на фотографиях, поддерживают, по меньшей мере, два сетевых протокола: один служит для подключения панели к полевой шине (Profibus, Modbus, A-bus, Interbus и т.д.), другой – для интеграции в сеть верхнего уровня (Industrial Ethernet). На рис. 3 показана одна и возможных схем подключения панели; на практике этот вариант используется наиболее часто. Для программирования панель подключают к персональному компьютеру или программатору. Чаще всего подключение осуществляется по интерфейсу RS-232 через обычные COM-порты. На компьютере инсталлируется специальный программный пакет для конфигурирования HMI (например, для панели MP370-12 это пакет WinCC Flexible). После того, как разработка HMI закончена, сконфигурированный проект загружается с компьютера в панель оператора, и на ней можно начинать работать. Стоит отметить, что программное обеспечение для конфигурирования панелей поставляется, как правило, отдельно и стоит немалых денег. Существует очень элегантное техническое решение, объединяющее функционал панели оператора и возможности промышленного контроллера в одном устройстве. Такие многофункциональные устройства часто называют графическими супервизорами (visual supervisors).