Техника автоматического управления

Наряду с датчиками и исполнительными элементами контроллеры являются центральным компонентом в системах автоматизации. Техника автоматического управления, или промышленные контроллеры, – это устройства, которые управляют, регулируют, контролируют, собирают данные, обмениваются данными и выполняют диагностику. В автоматике под термином „управление“ в более узком смысле понимается влияние на поток материалов или энергии с помощью контура регулирования, в котором обрабатываются различные сигналы. Результат, в свою очередь, влияет на контур регулирования, а входная величина – на управляемую выходную величину.

Важную роль техники автоматического управления в промышленном развитии подчеркивает проект Industry 4.0 федерального правительства и промышленности Германии. Ниже вкратце представлены четыре этапа истории промышленной революции:

• Этап 1 – начало: 1784 год, с внедрением механических ткацких станков, которые особенно благодаря управлению с помощью деревянных перфокарт, а позднее благодаря управлению с помощью вращающихся лент были усовершенствованы до автоматических ткацких станков.
• Этап 2 – начало: 1870 год, с первым применением конвейеров в США (скотобойни Цинциннати), при использовании электрических приводов, которые включались и выключались с помощью соответствующих контакторных и релейных устройств управления.
• Этап 3 – начало: 1969 год, с первыми программируемыми логическими контроллерами американской компании Modicon (тип Modicon 084, изобретатель: Ричард Э. Морли). Они обозначили прорыв в промышленной электронике и информационной технике к массовому методу контроля и автоматизации производства.
• Этап 4 – Industry 4.0. Начало: 2012 год, с разработкой и внедрением так называемых киберфизических систем (англ. cyber-physical system, CPS) для глобально связанного, оптимизированного управления международно организованным производством (интернет вещей). С 2013 года этот пошаговый переход от третьего этапа к четвертому во все большем объеме демонстрируется широкой общественности на ежегодной Ганноверской ярмарке.

В автоматике есть много названий для контроллеров со специальными функциями, например:

В простейшем случае у ПЛК имеются входы и выходы, операционная система и интерфейс, через который загружается прикладная программа. Она задает, какие выходы в зависимости от входов должны переключаться. Подключение ПЛК к машине или установке осуществляется через встроенные датчики и исполнительные элементы.

При этом в качестве датчиков выступают кнопки, инкрементные энкодеры, фотоячейки, конечные выключатели и т. д. В качестве исполнительных элементов используются, например, контакторы, электромагнитные клапаны или модули управления приводом (управление движением, регулирование частоты вращения с контролируемым ускорением/замедлением, контроллеры шаговых двигателей). Состояние отображается различными устройствами индикации или визуализации.

В этом случае управляющая логика (программа) реализуется через соединение реле (контактные устройства управления). Конструкция базируется на реле, которые используются, как правило, для простых задач управления.

ЧПУ применяется в станках (токарных, сверлильных и фрезерных). При этом двоичные числовые коды, заложенные в контроллере, являются образом создаваемой детали (отсюда название „числовое управление“). Система ЧПУ с помощью программного обеспечения преобразует эти координаты в процессы движения для обработки детали.

Эти контроллеры были разработаны специально для промышленных роботов и по логической структуре очень похожи на контроллеры ЧПУ.

В области техники автоматического управления SEW-EURODRIVE уделяет особое внимание локальному регулированию. В зависимости от системы или машины мы объединяем масштабируемое контроллерное оборудование с удобным программным обеспечением для управления движением. При этом комплексная программа управления подходит для различных функций движения – от прямого позиционирования и электронных кулачков до роботизированных кинематических конфигураций.

• Если в сложных процессах движения должны работать несколько осей с приводами разного типа, можно использовать ассортимент контроллерного оборудования SEW-EURODRIVE. В зависимости от применения предлагаются различные решения – от классических шкафных контроллеров до децентрализованных контроллеров, встроенных в преобразователь.
• В области программного обеспечения для контроллеров SEW-EURODRIVE предлагает различные прикладные программные модули, в которых процессы движения различного оборудования – от простых манипуляторов до комбинированных станков – нуждаются всего лишь в параметрировании. Разумеется, эти управляющие программы можно применять и для свободно программируемых движений повышенной сложности.
• К устройствам визуализации относятся, конечно же, соответствующие дисплеи и операторские панели. Эти панели SEW-EURODRIVE предлагает в серии DOP. Для контроллеров MOVI-PLC® мы в качестве опции предлагаем операционную систему Windows как оптимальную основу для решений визуализации на базе контроллера.