Teollisuuden automaatiolaitteita on laaja valikoima. Tietojen hankinta-, lähetys-, heijastus- ja käsittelyprosessin perusteella ne luokitellaan viiteen päätyyppiin: (1) Havaitsemisvälineet; (2) näyttölaitteet; (3) ohjauslaitteet; (4) toimilaitteet; (5) Keskitetyt valvonta- ja ohjauslaitteet.
(I) Ilmaisinlaitteet
Tuotantoprosessien aikana väliaineen lämpötila, paine, virtausnopeus, taso ja muut fyysiset määrät laitteissa ja putkistoissa vaihtelevat jatkuvasti ja muuttuvat jatkuvasti. Ilmaisulaitteita käytetään näiden fyysisten suureiden hetkellisten arvojen mittaamiseen.
Mitattavien prosessiparametrien perusteella ilmaisinlaitteet voidaan luokitella seuraavasti.
1. Lämpötilalaitteet:Yleisiä lämpötilan mittauslaitteita ovat lasilämpömittarit, bimetallilämpömittarit, paine{0}}tyyppiset (bulb) lämpömittarit, lämpötilakytkimet, lämpöparit, vastuslämpötilan ilmaisimet (RTD) sekä säteilylämpömittarit, kuten säteilypyrometrit, optiset pyrometrit ja valosähköiset kolorimetriset pyrometrit.
2. Painelaitteet:Paineenmittauslaitteet havaitsevat paineen, tyhjiön ja paine-eron. Toimintaperiaatteiden perusteella ne sisältävät: - Elastiset painemittarit (joka luokitellaan edelleen elastisten elementtien mukaan: Bourdon-putkimittarit, kalvomittarit, kapselimittarit, painekytkimet jne.); - Anturi--tyyppiset painemittarit (esim. resistiiviset, kapasitiiviset, induktiiviset, Hall{7}}vaikutelmapainemittarit); nestekolonnin painemittarit (esim. U-putki, suora{11}}putki, kalteva{12}}putkipainemittarit); ja korkean-tarkkuuden männän painemittarit, joita käytetään tyypillisesti standardipainemittareiden kalibrointiin.
3. Virtausmittarit:Virtausmittauslaitteita on useita erilaisia, ja tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä ovat kuristuslaitteet, jotka on yhdistetty paine-erovirtauslähettimiin. Yleisiä kuristuslaitteita ovat suutinlevyt, suuttimet ja Venturi-putket. Muita yleisiä virtausmittareita ovat vesimittarit, rotametrit, ovaalivaihteiset virtausmittarit, kohdevirtausmittarit, sähkömagneettiset virtausmittarit, pyörrevirtausmittarit, Annubar-virtausmittarit ja massavirtausmittarit.
4. Tasoinstrumentit:Tasomittarit mittaavat ensisijaisesti väliaineen nestetasoa torneissa, säiliöissä tai astioissa; kahden eri tiheyden omaavan nesteen välinen rajapinta; tai kiinteiden materiaalien tasoa. Yleisimmät nestetasomittarit ovat lasiputkitason mittarit ja lasilevypintamittarit. Muita ovat paine-eron tasomittarit ja kelluvuus{2}}tyyppiset tasomittarit (kuten kelluvuusmittarit, tasokytkimet, uimurikammion tasomittarit, poijun tasomittarit, teräsnauhan pinnankorkeusmittarit ja säiliön tason punnituslaitteet). Kiinteän materiaalin tason havaitsemiseen välineitä ovat resistiiviset tasomittarit, kapasitiiviset tasomittarit, tasokytkimet, paino-tyyppiset tasoilmaisimet, äänihaarukan pinnankorkeusmittarit, ultraäänitason mittarit ja radioaktiivisen tason mittarit.
5. Komponenttianalyysilaitteet:Komponenttianalyysiinstrumentteja käytetään prosessiväliaineen koostumuksen tarkistamiseen ja tiettyjen komponenttien (tai useiden komponenttien koko koostumukseen asti) sisällön määrittämiseen. Toimintaperiaatteiltaan ne sisältävät sähkökemiallisia analysaattoreita (esim. johtavuusmittarit, teolliset pH-mittarit, zirkonianalysaattorit), lämpöanalysaattorit (esim. lämmönjohtavuusanalysaattorit, lämpökemialliset analysaattorit, infrapuna-analysaattorit), magneettianalysaattorit, valosähköiset kolorimetrit, massaspektrometrit ja teollisuuskaasukromatografit.
Kun asennat online-komponenttianalysaattoreita, näytteiden esikäsittelyä tarvitaan yleensä sen varmistamiseksi, että parametrit, kuten näytteen tila, lämpötila, paine ja virtausnopeus, vastaavat laitteen käyttöolosuhteita. Tämä edellyttää putkistojärjestelmää, joka sisältää komponentteja, kuten suodattimia, pölynkerääjiä, kuivausastioita, jäähdyttimiä, rotametrejä, vesitiivisteitä, venttiilejä ja putkia yleistä näytteiden esikäsittelyä varten. Näytteenoton esikäsittelyjärjestelmä (esim. savukaasunäytteet, korkean lämpötilan uunikaasunäytteet, raskasöljyn analyysinäytteet, syövyttävien komponenttien näytteenotto ja ympäristön seurannan näytteenotto) varten on kehittyneempi näytteenoton esikäsittelyjärjestelmä. Tällaisia esivalmistettuja näytteenoton-esikäsittelyjärjestelmiä kutsutaan näytteenoton-esikäsittelyyksiköiksi.
Lisäksi tietyt fyysisten ominaisuuksien mittauslaitteet-kuten kosteusmittarit, kosteusmittarit, tiheysmittarit, pitoisuusmittarit, sameusmittarit ja viskosimetrit- luokitellaan usein komponenttianalyysiinstrumenttien alle.
6. Mekaaniset määrälaitteet:Yleisesti käytettyjä teollisia mekaanisia määrämittareita ovat paksuusmittarit, lämpölaajenemisilmaisimet, jännitysilmaisimet, taipumailmaisimet sekä laitteet akselin tärinän, akselin siirtymän ja pyörimisnopeuden havaitsemiseen pyörivissä koneissa (kuten suuret höyryturbiinit ja kompressorit). Niihin kuuluvat myös punnituslaitteet (esim. elektroniset hihnavaa'at, hihnan poikkeaman ja luiston ilmaisimet, punnitusosoittimet ja punnituspussijärjestelmät).
(II) Näyttölaitteet
Nämä instrumentit on suunniteltu täydentämään ilmaisinlaitteita näyttämällä tai tallentamalla mitattujen parametrien hetkelliset arvot. Esimerkkejä ovat liikkuvat -kelan osoittimet, kuten suhdemittarit ja millivolttimittarit indikointitarkoituksiin, digitaaliset näytöt ja elektroniset potentiometrit tai elektroniset tasapainosillat lämpötilan osoittamiseen tai tallentamiseen (elektroniset potentiometrit ja tasapainosillat voidaan myös yhdistää sähköisten tai pneumaattisten säätimien kanssa yhdistelmäinstrumenttien muodostamiseksi). Lisäksi ne sisältävät summausinstrumentteja, joissa on virtauksen keräämiskyky.
(III) Ohjauslaitteet
Ohjauslaitteet sekä vastaanottavat mittaussignaaleja prosessinilmaisuinstrumenteilta ja lähettimiltä näyttöä varten ja antavat säätösignaaleja toimilaitteiden (toimilaitteiden ja säätöventtiilien) toiminnan ohjaamiseksi muodostaen suljetun -silmukan ohjausjärjestelmän.
Ohjausinstrumentit voidaan luokitella laajasti analogisiin ohjausinstrumentteihin ja digitaalisiin ohjausinstrumentteihin signaalityypin perusteella.
1. Analogisiin ohjausinstrumentteihin kuuluvat perus-asennetut instrumentit, yksikköyhdistelmäinstrumentit (pneumaattiset/sähköiset) ja modulaariset instrumentit.
(1) Yksikköyhdistelmälaitteet jaetaan erillisiksi yksiköiksi niiden toimintojen perusteella ohjausjärjestelmässä. Jokainen yksikkö on olemassa itsenäisesti ja voidaan vapaasti yhdistää erilaisiksi havainnointi- ja säätöjärjestelmiksi, mikä tarjoaa joustavan ja kätevän järjestelmäkonfiguraation. Signaalin siirto yksiköiden välillä käyttää standardoituja analogisia signaaleja. Yksikköyhdistelmäinstrumentteja käytettiin laajalti 1950-luvulta 1970-luvun alkuun. Ne edustavat todella toiminnallisesti hajautettuja instrumentteja, joissa yksi instrumentti suorittaa tietyn vaaditun toiminnon.
On huomattava, että yksikköyhdistelmäinstrumenttien lähetinyksiköt (paitsi lämpötilalähettimet) kuuluvat toiminnallisesti tunnistusinstrumenttien luokkaan.
Yksikköyhdistelmäinstrumentit luokitellaan edelleen pneumaattisiin ja sähköisiin tyyppeihin käyttöenergian lähteensä perusteella.
Pneumaattisten yksiköiden yhdistelmäinstrumentit: Nämä kehittyivät aikaisemmista pneumaattisista instrumenteista. Ne käyttävät 0,14 MPa paineilmaa käyttöenergian lähteenä ja käyttävät 0,02–0,1 MPa paineilmaa standardoituna signaalina. Juuri siksi, että sekä niiden toimintaenergia että signaalin siirto riippuvat paineilmasta, pneumaattiset yksikköinstrumentit tarjoavat luonnostaan räjähdyssuojan, kun niitä käytetään jalostus- ja kemikaalien tuotantolaitoksissa. Niiden haittapuoli on, että pneumaattinen signaalin siirto on yleensä rajoitettu alle 150 metrin etäisyyksille. Kun lähetysetäisyydet ylittävät tämän rajan, esiintyy signaalin etenemisviiveitä, jotka vaikuttavat näytön herkkyyteen ja säätöön.
Pneumaattisten yksikköjen yhdistelmäinstrumentit sisältävät seuraavat yksikköinstrumentit:
a. Lähetinyksiköihin (eli lähettimiin) kuuluvat painelähettimet, paine-erolähettimet, kohde-tyyppiset virtauslähettimet, sisäänrakennetut-aukkolevyn virtauslähettimet, yksi- (tai kaksois-) laippapaine-erolähettimet, sisäiset (tai ulkoiset) kelluvuuslähettimet ja lämpötilalähettimet.
b. Ilmaisuyksiköt, kuten väri-kaistan ilmaisimet, palkkiosoittimet, moni-neulailmaisimet, osoittimet ja summaimet.
c. Ohjausyksiköt, mukaan lukien näyttöohjaimet, tallennusohjaimet, kaskadiohjaimet ja suhteelliset (integraaliset, johdannaiset) ohjaimet.
d. Laskentayksiköt, kuten summaimet, kertoimet, jakajat ja suhdelaskurit.
e. Asetuspisteen yksikköinstrumentit: asetuspisteen säätimet,{1}}aikaohjelmoidut asetuspistesäätimet jne.
f. Apuyksikön instrumentit: Pneumaattiset (Q--tyyppiset) toimilaitteet, manuaaliset/automaattiset vaihtotoimilaitteet, korkean (pienen)-arvon valitsimet, releet, vaihtokytkimet, rajoittimet, suhdeohjaimet, kuormanjakajat, korkean-virtauksen suodatin-säätöventtiilit jne.
Sähköyksiköiden yhdistelmäinstrumentit: Sähköyksiköiden yhdistelmäinstrumentit toimivat tasavirralla. Peruselektroniikkakomponenttien päivitysten ansiosta nämä instrumentit ovat käyneet läpi kolme kehitysvaihetta: tyyppi I (tyhjiöputkipiirit), tyyppi II (transistoripiirit) ja tyyppi III (lineaariset integroidut piirit). Tällä hetkellä tyypit I ja II on poistettu käytöstä, eivätkä ne ole enää käytössä. Tyypin III instrumentteja käytetään edelleen laajalti öljynjalostus- ja kemikaalien tuotantolaitoksissa. Tässä käsitellyt sähköyksiköiden yhdistelmäinstrumentit viittaavat yksinomaan tyyppiin III. Tyypin III instrumentit toimivat DC 24V virtalähteellä. Signaalin siirto valvomon yksittäisten instrumenttien välillä käyttää DC 1–5 V jännitesignaaleja, kun taas valvontahuoneen instrumenttien ja kenttään asennettujen lähettimien, ohjausventtiilien ja toimilaitteiden välinen tiedonsiirto käyttää 4–20 mA tasavirtasignaaleja. Erilaisten räjähdyssuojausvaatimusten täyttämiseksi kentällä-asennetut lähettimet ja niihin liittyvät valvontahuoneen tulo-/lähtöyksiköt (kuten turvasuojat ja suojakaiteet) luokitellaan joko tulenkestäväksi tai luonnostaan vaarattomaksi. Lisäksi teollisuuden tietokoneohjaustekniikan kehityksen vauhdittamana mikroprosessori{16}}pohjaiset älykkäät yksikköinstrumentit ovat ilmaantuneet viime vuosina, ja ne edustavat sähköisten yksikköinstrumenttien uutta sukupolvea.
Sähköyksiköiden yhdistelmäinstrumentit sisältävät seuraavat yksiköt:
a. Lähetinyksiköihin (eli lähettimiin) kuuluvat painelähettimet, paine-erolähettimet, kohde-tyyppiset virtauslähettimet, sisäänrakennetut-aukkolevyn virtauslähettimet, yksi- (tai kaksois-) laippapaine-erolähettimet, sisäiset (tai ulkoiset) kelluvuuslähettimet, lämpötila- tai lämpötila-erolähettimet, älykkäät paine-erolähettimet, älykkäät paine-erolähettimet lähettimet.
b. Näyttöyksikön instrumentit, kuten yhden (kaksois) osoittimen ilmaisimet, värinauhan ilmaisimet, yhden (kaksois) osoittimen hälytykset, yhden (kaksois) kynätallentimet, moni-pisteen ilmaisimet, suhteelliset (neliöjuuren) summaimet jne.
c. Ohjausyksikön instrumentteja ovat osoitusohjaimet, SPC/DDC-varaohjaimet, moni-kanavaventtiilin asennon seurantaohjaimet, erikoistoimintoohjaimet, integraattorit, erottimet jne.
d. Laskentayksikköinstrumentit, kuten summaimet/vähentäjät, kertoimet/jakajat, neliöjuurilaskimet jne.
e. Muunnosyksikköinstrumentteja ovat virtasignaalimuuntimet, pulssi/jännitemuuntimet, taajuus/virtamuuntimet, impedanssimuuntimet, toimintomuuntimet, sähkö/pneumaattiset muuntimet ja pneumaattiset/sähkömuuntimet.
f. Asetuspisteen yksikköinstrumentteja ovat vakiovirran asettimet, suhdeasettimet, prosentuaaliset asettimet, hälytysasettimet, parametriohjelman asettimet ja aikaohjelman asettimet.
g. Apuyksikön instrumentteja ovat sähköiset (D--tyyppiset) toimilaitteet, DDC-toimilaitteet, turvapidikkeet, turvaesteet, tehonjakajat, jännitelaatikot, signaalivalitsimet, isolaattorit, invertterit, elevaattorit, signaalinvaimentimet, signaalin kääntimet, signaalin rajoittimet ja vaihtonopeuden -{3}}valitsimet.
(2) Modulaariset integroidut ohjauslaitteet
Tämä edustaa uutta sarjaa prosessinohjausinstrumenttien, jotka tunnetaan myös nimellä modulaariset integroidut ohjausyksiköt, kehityksessä. Modulaarisen kokoonpanorakenteen ansiosta se mahdollistaa prosessinohjausjärjestelmien joustavan konfiguroinnin. Sisäisesti se käyttää 0-10 V DC-jännitesignaalijärjestelmää ja voi vastaanottaa erilaisia pneumaattisia ja sähköisiä signaaleja (mukaan lukien virta, jännite, koskettimet, pulssit, taajuus, kooderit jne.) kentänilmaisinlaitteista ja anturielementeistä.
Modulaariset integroidut ohjausyksiköt sisältävät seuraavat instrumentit ja komponentit:
a. Tulo-/lähtökomponentit:Tulon muunnosmoduulit, lähdön muunnosmoduulit, pulssimuunnosmoduulit, mV/V-muunnosmoduulit, P/E-muunnosmoduulit, kumulatiiviset tehoohjainmoduulit jne.
b. Signaalinkäsittelykomponentit:Signaalin puskurointikomponentit, releen puskurointikomponentit, signaalin generointikomponentit (kaltevuuskehityskomponentit, ajoituskomponentit jne.), analogiset laskentakomponentit (kerto-/jakokomponentit, neliöjuurikomponentit, yhteenlaskukomponentit, toimintokomponentit, rajoituskomponentit, signaalinvalintakomponentit jne.), summauskomponentit, hälytyskomponentit, logiikkakomponentit.
c. Ohjauskomponentit:PID-komponentit (suhteelliset, integraaliset, johdannaiskomponentit), dynaamiset kompensointikomponentit, seurantakomponentit, moni-lähtöliitännät, ääni{1}}visuaaliset ohjauskomponentit.
d. Apu- ja muut komponentit:Tehonjakokomponentit, signaalinjakelukomponentit, kytkentäkomponentit, asetusarvokomponentit, relekomponentit, valvontakomponentit.
e. Näyttö- ja käyttölaitteet:Yhden (kaksois) osoittimen ilmaisimet, yhden (kaksois) kynätallentimet, kolminkertaiset (nelikynä) tallentimet, trenditallentimet, kädessä pidettävät ohjaimet, ohjausnäytön ohjaimet.
(3) Pohjaan{1}}asennetut ohjauslaitteet
Teollisuuden automaatiolaitteiden kehittyessä paikallisesta havaitsemisesta ja näytöstä keskitettyyn ohjaukseen syntyi mittaus-, näyttö- ja säätötoiminnot integroiva instrumenttityyppi. Kutsumme tätä pohjaan-asennetuksi säätöinstrumentiksi tai yksinkertaisesti pohjaan-asennetuksi instrumentiksi. Esimerkkejä ovat ilmoittavat -tallennussäätimet pneumaattisilla toimilaitteilla ja tietyt paikalliset säätimet, joissa on yksi-toimintosäätö (esim. lämpötilansäätimet, paineensäätimet, paine-erosäätimet, virtaussäätimet). Pohjaan asennetut ohjauslaitteet luokitellaan edelleen teholähteensä mukaan pneumaattisiin ja sähköisiin tyyppeihin.
Itsetoimiset{0}}säätimet ovat paikallisia ohjauslaitteita. Ne ovat saaneet nimensä siitä, että ne käyttävät mitattua väliainetta virtalähteenä, ja siksi niitä kutsutaan myös suoratoimisiksi-säätelijöiksi. Lisäksi, koska ne on integroitu ohjausventtiiliin, itse-toimivia säätimiä kutsutaan myös itsetoimiviksi-säätöventtiileiksi. Yleisiä itsetoimivia-säätimiä ovat itse-toimivat lämpötilansäätimet, itse-toimivat paineensäätimet ja itse{10}}toimivat virtaussäätimet.
2. Digitaaliset ohjauslaitteet
Digitaaliset ohjauslaitteet käsittävät hajautetut ohjausjärjestelmät (DCS), ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC), teollisuusohjaustietokoneet (IPC) ja turvaohjausjärjestelmät (FSC).
1960-luvulla, kun teolliset tuotantoprosessit muuttuivat yhä laajemmiksi ja monimutkaisemmiksi, teollisuusautomaation ohjausjärjestelmiä vaadittiin käsittelemään valtavia tietomääriä, suorittamaan kehittynyttä laskennallista ohjausta, helpottamaan tiedonsiirtoa, mahdollistamaan keskitetty näyttö ja käyttö, saavuttamaan korkeampi-tason ohjaus ja parantamaan ohjaustarkkuutta. Perinteiset analogiset instrumentit eivät enää pystyneet täyttämään näitä vaatimuksia, mikä johti tietokoneohjausjärjestelmien käyttöön, mikä nosti merkittävästi integroidun prosessin ohjauksen tasoa. Ohjaustoimintojen suuri keskittyminen keskitti kuitenkin myös onnettomuusriskin. Jos tietokoneen ohjausjärjestelmä epäonnistuu, ohjaus, valvonta ja toiminta keskeytyvät, mikä vaikuttaa vakavasti tuotantoon ja voi aiheuttaa katastrofaalisia järjestelmänlaajuisia vikoja.
1970-luvun jälkeen suurten-integroitujen piirien ja mikroprosessorien ilmaantuminen sekä ohjaustekniikan, näyttötekniikan, tietokonetekniikan ja viestintätekniikan edistyminen johtivat uusien mikroprosessoreihin ja mikrotietokoneisiin perustuvien prosessinohjausjärjestelmien, kuten hajautetun ohjausjärjestelmän (DCS) kehittämiseen. DCS perii perinteisten analogisten instrumenttien ja tietokoneistettujen ohjausjärjestelmien edut. Samalla kun se säilyttää keskitetyn näytön ja toiminnan sekä keskitetyn hallinnan, se hajauttaa valvontaviranomaisen, mikä parantaa ohjausjärjestelmän turvallisuutta ja luotettavuutta. Tämä saavutetaan jakamalla mikroprosessorit ohjaustoimintojen tai vyöhykkeiden mukaan. Jokainen mikroprosessori{6}}varustettu ohjausasema voi hallita useista kymmeniin silmukoita. Useita ohjausasemia yhdistetään valvomaan koko tuotantoprosessia, mikä toteuttaa hajautetun ohjauksen ja hajauttaa riskejä. Tämän perustan pohjalta valtavia määriä tietoa siirretään tietoliikennekaapeleiden kautta keskusvalvomossa olevaan mikroprosessori{9}}CRT-näyttö- ja käyttöasemaan. Tämä asema näyttää tai tallentaa tiedot keskitetysti. Samanaikaisesti se koordinoituu korkeamman tason tietokoneiden (prosessinhallintatietokoneet ja tuotannonhallintatietokoneet) kanssa tuotantoprosessin keskitetyn seurannan ja hallinnan toteuttamiseksi.
Hajautetut ohjausjärjestelmät mahdollistavat jatkuvan ohjauksen, eräohjauksen (jaksoohjauksen), peräkkäisen ohjauksen, tiedonkeruun ja -käsittelyn sekä edistyneen ohjauksen integroimalla toiminnanhallinnan tiiviisti tuotantoprosessiin. Näissä järjestelmissä on myös itsediagnostiikkaominaisuudet, jotka pystyvät tarkastamaan laitteisto- ja ohjelmistokomponentteja. Vian havaitessaan ne laukaisevat ääni- ja visuaaliset hälytykset ja näyttävät vian tarkan sijainnin.
Tyypillinen hajautettu ohjausjärjestelmä käsittää kenttäohjausasemia, CRT-näyttöoperaattoriasemia, viestintäverkkoja ja oheislaitteita, kuten tulostimia.
Myöhemmissä kehitysvaiheissa hajautettujen ohjausjärjestelmien ohjaus- ja viestintäominaisuudet jalostuivat ja standardoituivat. Ohjaustoimintojensa perusteella ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) syntyivät DCS-järjestelmistä,{1}}jotka keskittyivät ensisijaisesti silmukkaohjaukseen-ja erikoistuivat peräkkäiseen ohjaukseen. PLC:t, jotka alun perin suunniteltiin korvaamaan perinteiset rele{4}}pohjaiset lukittavat hälytysjärjestelmät, käsittelevät sekä tulo- että lähtösignaaleja kytkinsignaaleina. Ne suorittavat logiikka-, sekvenssi-, ajoitus-, laskenta- ja aritmeettisia toimintoja ohjelmiston ohjelmoinnin avulla, mikä tekee niistä sopivia monimutkaisiin lukituksiin. PLC:iden määrittelevä piirre on niiden "ohjelmoitavuus"-ohjausjärjestelmiä voidaan muuttaa yksinkertaisesti muokkaamalla ohjelmaa. Niiden luotettavuus, joustavuus, toimintanopeus ja kapasiteetti monimutkaisissa ohjausjärjestelmissä ylittävät selvästi relepiireillä saavutettavat.
PLC:t ovat kehittyneet nopeasti, ja ne sisältävät analogisia ohjausominaisuuksia, laskentatoimintoja ja jopa ominaisuuksia, kuten CRT-dynaamisen grafiikan näytön, tietokannan hallinnan ja tiedostojen luomisen. Samaan aikaan DCS-järjestelmät ovat omaksuneet PLC:n tekniset ominaisuudet parantaen samalla eräkäsittelyä ja peräkkäisiä ohjaustoimintoja. Tämä toiminnallinen konvergenssi kaventaa DCS:n ja PLC:n välistä eroa hämärtäen niiden rajoja. Kun hajautetut ohjausjärjestelmät kehittyvät edelleen-erityisesti järjestelmän miniatyrisoinnin, älykkäiden kenttälähettimien, standardoitujen kenttäväyloiden, standardoitujen viestintäverkkojen, DCS:n ja PLC:n keskinäisen integroinnin, valvontatietokoneiden ja PC:iden liittämisen DCS-järjestelmiin sekä järjestelmäohjelmistojen jatkojalostamisen,{4}}ne mukautuvat paremmin erilaisiin teknisiin ja taloudellisiin vaatimuksiin ja saavuttavat ylivoimaisia prosessinohjausvaatimuksia.
Fieldbus (FCS) on digitaalinen, sarja-, monipiste-, kaksisuuntainen tietoväylä, joka on asennettu kenttälaitteiden ja valvomoautomaatiolaitteiden väliin. Sen peruskonsepti sisältää suorien yhdestä-yhteen-yhteyksien poistamisen valvomon DCS/PLC-asemien, älykkäiden ohjainten ja kenttäinstrumenttien (kuten lähettimien, ohjausventtiilien, kytkimien) välillä erityisten I/O-kanavien kautta. Sen sijaan nämä laitteet muodostavat yhteyden kenttäväylän nopeaan H2{5}}-kanavaan sarjaliittymiensä kautta. Sitten ne kytkeytyvät H1-kenttäväylään H2/H1-muunnossiltojen kautta, mikä mahdollistaa tiedonsiirron H1- ja H2-kenttäinstrumenttien välillä prosessin valvontaa ja havaitsemista varten.
Koska kenttäväylä muodostaa alimman -tason tietoliikenneverkon, joka yhdistää kenttälaitteita (mukaan lukien kenttälaitteet ja kenttäinstrumentit) ja joka yhdistää sekä kenttäohjaus- että kenttäviestintätoiminnot, sen solmut sisältävät älykkäitä lähettimiä (kuten lämpötila-, paine-, virtaus-, taso-, prosessianalysaattorit jne.) ja älykkäitä toimilaitteita.
Teollisuustietokoneet luokitellaan ohjaus- ja hallintatoimintojensa perusteella automaation perusohjauslaitteisiin ja hallintatietokoneisiin. Perusautomaatiolaitteet muodostavat ensimmäisen tason monitasoisissa ohjausjärjestelmissä, mukaan lukien hajautetut ohjausjärjestelmät (DCS), ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC), suorat digitaaliset ohjauslaitteet (DDC) ja kenttäväyläohjausjärjestelmät (FCS). Prosessinhallintatietokoneet toimivat ylemmän-tason koneina perusautomaatiolaitteille, mikä edustaa monitasoisen ohjauksen toista tasoa. Tuotannonhallintatietokoneita voidaan soveltaa kolmannen ja viidennen tason monitasoisissa ohjausjärjestelmissä.
(IV) Toimilaitteet
Toimilaitteet, jotka tunnetaan myös säätöventtiileinä, koostuvat kahdesta osasta: toimilaitteen mekanismista ja venttiilirungosta. Toimilaitemekanismin teholähteen perusteella ne luokitellaan neljään päätyyppiin: pneumaattiset ohjausventtiilit, sähköiset ohjausventtiilit, hydrauliset ohjausventtiilit ja hybridisäätöventtiilit. Pneumaattiset säätöventtiilit luokitellaan edelleen toimilaitteen tyyppinsä mukaan kalvo-tyyppisiin ohjausventtiileihin, mäntä-säätöventtiileihin ja pitkätahtisiin-säätöventtiileihin.
(V) Keskitetyt valvonta- ja ohjauslaitteet
Keskitetyt valvontalaitteet käyttävät anturielementtejä tai ilmaisimia, jotka näyttävät keskitetysti mitatut muuttujat tai hälytyskosketinsignaalit. Keskitetyt ohjauslaitteet hallitsevat toimilaitteita esiasetettujen ohjelmien mukaan integroimalla sarjan mitattuja muuttuvia signaaleja. Nämä järjestelmät käsittävät erilaisia tiedonkeruuyksiköitä, partioiden valvontajärjestelmiä, signaalihälytyslaitteita, turvailmaisulaitteita, teollisuustelevisio- ja kaukovalvontajärjestelmiä sekä sekvenssiohjausyksiköitä. Keskitetyt valvonta- ja ohjauslaitteet luokitellaan yleensä seuraavasti:
1. Turvallisuusvalvontalaitteet: Näitä ovat palavien kaasujen havaitsemis- ja hälytysjärjestelmät, myrkyllisten kaasujen havaitsemis- ja hälytysjärjestelmät, liekinvartijat, automaattiset sytytysjärjestelmät, paloturvallisuussuojalaitteet, öljyvuodon havaitsemisjärjestelmät ja suuren{1}}vastuksen havaitsemislaitteet.
2. Teolliset televisiojärjestelmät käsittävät kameroita ja apulaitteita (valaistus, huuhtelu, jäähdytyslaitteet, moottoroidut levysoittimet), näytöt ja apulaitteet (operaattorit, jakelijat, kompensaattorit, kytkimet).
3. Kaukosäädinlaitteet vastaanottavat muuttuvia tulosignaaleja, käsittelevät tietoja, näyttävät hälytyksiä visuaalisesti ja antavat ohjaussignaaleja ohjauspäätteeseen.
4. Signaalihälytyslaitteet kattavat eri tyypit, mukaan lukien vilkkuvat signaalihälytykset, älykkäät vilkkuvat hälytyslaitteet ja relepiirin hälytysjärjestelmät.
5. Sekvenssiohjauslaitteita ovat releen lukitussuojajärjestelmät, logiikkavalvontalaitteet, peräkkäiset ohjaimet ja älykkäät sekventiaaliohjaimet.
6. Tiedonkeruu- ja silmukantunnistushälytyslaitteet sisältävät tiedonkeruuyksiköt ja silmukan havaitsemishälytyslaitteet.
(6) Muut automaattiset ohjauslaitteet
Tähän luokkaan kuuluvat ensisijaisesti erityyppiset kojetaulut (kanava-tyyppi, kaappi-tyyppi, runko-tyyppi, paneeli-tyyppi), mittaristot, käyttökonsolit, eristys (suoja)kotelot, virtalähdekotelot jne.
(7) Automaatiomateriaalit
Automaatiomateriaalit viittaavat instrumenttien asennukseen tarvittaviin komponentteihin, jotka kattavat eri tyypit, kuten paineputket (saumattomat teräsputket, ruostumattomat teräsputket, korkeapaineputket, ilmansyöttöputket (galvanoidut teräsputket, messinkiputket), pneumaattiset signaaliputket (kupariputket, kupariputkien kaapelit, nylon-teräsrasian kaapelit) putket, galvanoidut teräsputket), venttiilit, laipat ja liittimet eri putkistojärjestelmiin, sähkölaitteiden materiaalit automaatioon (kaapelit, johdot, kytkentärasiat, sähkölaitteet ja komponentit), instrumenttien kaapelihyllyt, rakenneteräsmateriaalit, kuten kulmarauta ja kanavateräs instrumenttien kiinnikkeiden ja tukien valmistukseen, lämmönjäljityseristysmateriaalit ja korroosionestomateriaalit{1}}.