I. Johdanto
Teollisuusohjausjärjestelmät (ICS) nykyaikaisen teollisuustuotannon ydinosana sen kehitys liittyy läheisesti teollisuusautomaatioprosessiin. Tietotekniikan, viestintätekniikan ja hallintatekniikan jatkuvan edistymisen myötä teollisuusohjausjärjestelmät kokevat ennennäkemättömiä muutoksia, jotka tuovat korkeampaa tehokkuutta, alhaisempia kustannuksia ja parempaa turvallisuutta teollisuustuotannossa. Tässä artikkelissa teollisen ohjausjärjestelmän määritelmä ja ominaisuudet kehitetään yksityiskohtaisesti ja esitetään asiaankuuluvilla lukuilla ja tiedoilla.
II. Teollisuuden valvontajärjestelmän määritelmä
Teollisuusohjausjärjestelmä on liiketoimintaprosessien hallinta- ja valvontajärjestelmä, joka varmistaa teollisuuden infrastruktuurin automatisoidun toiminnan, prosessinhallinnan ja seurannan, joka koostuu erilaisista automaatioohjauskomponenteista ja prosessinohjauskomponenteista reaaliaikaiseen tiedonkeruun ja seurantaan. Sen ydinkomponentteja ovat tiedonkeruu- ja valvontajärjestelmä (SCADA), hajautettu ohjausjärjestelmä (DCS), ohjelmoitavat ohjaimet (PLC), etäpäätteet (RTU), ihmisen ja koneen rajapintalaitteet (HMI) ja niin edelleen, samoin kuin varmistamiseksi että viestintäliitäntätekniikan komponentit.
III. Teollisuuden valvontajärjestelmien ominaisuudet
Korkea luotettavuus
Tuotantoprosessin vakauden ja luotettavuuden teollisuusohjausjärjestelmä vaatii erittäin korkeaa. Järjestelmän suunnittelua, rakentamista, käyttöönottoa ja ylläpitämistä on valvottava tiukasti sen varmistamiseksi, että järjestelmällä on korkea luotettavuus ja vakaus. Käytännössä teollisuusohjausjärjestelmät käyttävät yleensä tarpeetonta suunnittelua, vika-sietämätöntä tekniikkaa ja itsediagnostisia ominaisuuksia järjestelmän luotettavuuden parantamiseksi. Esimerkiksi öljy-, kemian ja muiden toimialojen alueella teollisuusvalvontajärjestelmien on toimitettava vakaasti pitkään, ja kaikki epäonnistumiset voivat johtaa vakaviin seurauksiin. Siksi korkea luotettavuus on yksi teollisuusohjausjärjestelmien perusominaisuuksista.
Reaaliaikainen
Teollisuuden valvontajärjestelmien on hankittava tietoja paikan päällä ja reagoitava siihen ajoissa. Järjestelmän on oltava erittäin reaaliaikainen ja reagoiva, jotta voidaan selviytyä tuotantoprosessin erilaisista muutoksista. Mahdolliset valvontaprosessin viivästykset voivat johtaa arvaamattomiin seurauksiin. Esimerkiksi sähköjärjestelmässä, kun ruudukossa on vika, teollisen ohjausjärjestelmän on katettava vika nopeasti ja palautettava ruudukon normaali toiminta. Siksi reaaliaika on yksi teollisuusohjausjärjestelmien keskeisistä osista.
Laitteiden monimutkaisuus ja tuotekomponenttien vahva kytkentä
Teollisuustuotantolinja on monimutkainen ja valtava verkko, joka sisältää erilaisia optisia, sähkömagneettisia, lämpötila- ja kosteusantureita, mekaanisia laitteita, elektronisia ja sähkölaitteita, ohjauslaitteita, valvontalaitteita ja hätälaitteita. Nämä laitteet liittyvät suuresti toisiinsa, ja moduulien välinen kytkentä on erittäin suuri. Teollisuuslaitteiden käyttäjiä ei ole mahdollista ostaa näitä laitteita ja omaa kokoonpanoa, usein yhtenäisen laitteiden valmistajan toimesta. Tämä täydellisten laitteiden yhtenäinen tarjoaminen tekee järjestelmästä korkean integroitumisen ja vakauden.
Teollisuusprosessin erot
Teknologiasarjan ja valmistustekniikan tärkeimpien teollisuuslaitteiden valmistajat eivät ole yhtenäisiä, eri valmistajien tuottamat laitteet vaihtelevat suuresti. Tämä johtaa teollisuuden valvontajärjestelmiin suunnittelussa ja toteuttamisessa, jotta voidaan ottaa huomioon teollisuusprosessin erot ja erityispiirteet. Siksi teollisuuden valvontajärjestelmien on oltava erittäin joustavia ja muokattavissa olevien toimialojen tarpeiden tyydyttämiseksi.
Verkkoprotokollan monimuotoisuus
Teollisuusohjausjärjestelmät eroavat perinteisistä IT -järjestelmistä, jotka käyttävät yhtenäisiä verkkoprotokollia (esim. TCP/IP), jotka käyttävät teollisuusohjaukseen erityisiä protokollia, mukaan lukien MODBUS, DNP3, PROFINET, CONTROLNET ja muut protokollat. Nämä protokollat on suunniteltu ja toteutettu täysin ottamalla huomioon teollisuusympäristön erityispiirteet ja tarpeet, kuten reaaliaikainen, luotettavuus ja interferenssin vastainen. Siksi teollisen ohjausjärjestelmän on oltava yhteensopivuus ja tukikyky eri verkkoprotokolloille.
Teollisuustuotannon jatkuvuus
Koska teollisuustuotanto sisältää kansallisen infrastruktuurin rakentamisen, kuten öljy, metallin sulatus, sähkövoima, vedensuojelu, ilmailu ja rautatiekuljetus, joka liittyy suoraan ihmisten toimeentuloon. Siksi, kun teollisuusohjausjärjestelmä on kytketty päälle, sitä ei voida helposti keskeyttää. Muutoin se johtaa tuotantomateriaalien, tuotepulan ja sosiaalipalvelujen keskeytyksiin aiheuttaen paniikkia. Tämä vaatii korkean stabiilisuuden ja luotettavuuden teollisuusohjausjärjestelmien sekä hyvän vian palautumisen ja vikasietoisuuden.
Iv. Johtopäätös
Teollisuusohjausjärjestelmä nykyaikaisen teollisuustuotannon, sen korkean luotettavuuden, reaaliaikaisen, laitteiden monimutkaisuuden ja tuotekomponenttien voimakkaan kytkentä, teollisuuden prosessierot, verkkoprotokollan monimuotoisuus ja teollisuuden tuotannon jatkuvuus ja muut ominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman roolin Tuotantoprosessi. Tietotekniikan, viestintätekniikan ja hallintatekniikan jatkuvan kehittämisen myötä teollisuusohjausjärjestelmät kehittyvät edelleen korkeammalle tasolle, mikä lisää mukavuutta ja hyötyä teollisuustuotannossa.