Место программируемого контроллера в автоматизированных системах управления технологическими процессами консервного предприятия
ПЛК для простых задач автоматизации процессов консервного производства
Уровень контроля занимают устройства под общим названием программируемые логические контроллеры ПЛК. Условно задачи, решаемые контроллерами на этом уровне можно разделить на две группы:
— локальное управление автоклавом (например, поддержание температуры и давления на заданном уровне);
— сбор данных (например, опрос нескольких датчиков температуры и давления и передача сообщения о параметрах процесса стерилизации в цифровом виде на компьютер технолога).
На консервных предприятиях могут встречаться сочетания этих двух типов задач. На протяжении последних 30 лет техническими средствами уровня контроля служили свободно программируемые логические контроллеры — ПЛК. Однако в настоящее время на этом уровне развернута жесткая конкуренция между ПЛК и промышленными компьютерами общего назначения.
На уровне человеко-машинного интерфейса осуществляется оперативное управление технологическим процессом стерилизации консервной продукции, принимаются тактические решения верхним звеном управления, направленные на поддержание стабильности процесса производства, решаются задачи двусторонней связи стерилизатор — технолог.
По способу организации взаимосвязей между уровнями управления консервным производством, уровнем человеко-машинного интерфейса и уровнем управления стерилизационным оборудованием системы автоматизации подразделяют на две группы:
— SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных);
— DCS (Distributed Control System — распределенные системы управления).
Ведущие производители свободно программируемых логических контроллеров (фирмы Siemens, Allen Bradley, Mitsubishi, AEG Modicon, ОВЕН) ориентируются на использование своей продукции в системах типа SCADA, которые обычно имеют серверную структуру. Диспетчерский узел — рабочее место технолога — осуществляет сбор информации от контроллеров, ее обработку и передачу контроллерам управления автоклавным оборудованием. Этот же узел может выполнять функции операторской станции или быть ее сервером. Техническими средствами, на основе которых реализуют операторские станции, служат промышленные компьютеры.
Однако в ряде случаев экономически целесообразно объединить функции управления стерилизационным оборудованием и человеко-машинного интерфейса оператора-стерилизатора на основе единых аппаратных средств, и тогда неминуемо придется выбирать между промышленным компьютером ПК и программируемым логическим контроллером ПЛК.
Таким образом, современные программируемые логические контроллеры могут использоваться в качестве технического средства сразу на двух уровнях управления цехом стерилизации консервов, и на каждом из них они испытывают все более серьезную конкуренцию со стороны технического обеспечения, программно совместимого с персональными компьютерами общего назначения, которые также получили широкое распространение в консервной отрасли.
Функциональное определение программируемого контроллера, применяемого в задачах автоматизации процессов стерилизации консервной продукции, объединяет четыре класса технических средств автоматизации:
— промышленный компьютер;
— программируемый контроллер;
— программируемый логический контроллер;
— контроллер сбора данных на распределенных производствах.
Для специалистов консервной отрасли характерно использование одной аббревиатуры ПК для средств управления — которое одновременно обозначает и промышленный компьютер и программируемый контроллер. Это не случайно, поскольку они имеют одинаковые особенности:
— средства выполнены на основе микропроцессорной элементной базы и являются микропроцессорными системами;
— средства уже имеют в своем составе устройства сопряжения с объектом, которые выполняют функции гальванической развязки источников дискретного, аналогового сигналов с датчиков температуры, давления, закрытия крышки автоклава, электромагнитной запорной арматуры;
— средства имеют конструктивное специальное исполнение — размещение плат на специальных шасси, покрытие плат специальными составами, применение пыле- и влагонепроницаемых корпусов, рассчитанных на избыточную влажность и температуру окружающей среды и т. д.
Все эти меры обеспечивают работоспособность с высокой надежностью в условиях стерилизационного участка консервного производства, где характерны повышенный уровень электромагнитных помех, воздействия влажной среды, вибрации, высокие температуры, удаленное расположение объекта от средства управления.