Danh mục này bao gồm những gì
Đây là tầng hệ thống phía trên các thiết bị riêng lẻ: các bộ điều khiển thi hành logic, các I/O thu tín hiệu hiện trường, các bộ cách ly và chuyển đổi cho phép những hệ thống khác loại nói chuyện với nhau, và các thiết bị truyền thông mang dữ liệu. Trong khi một chỉ thị bảng đơn lẻ thuộc về Thiết bị đo quá trình, thì một giá các mô-đun I/O thuộc về đây, và ranh giới là cấp thiết bị so với cấp hệ thống.
Việc lựa chọn trong nhóm này bị chi phối bởi tính tương thích chứ không phải bởi hiệu năng. Phần cứng phải khớp với một nền tảng điều khiển đang có, một mạng lưới đang có và một quy trình kỹ thuật đang có, và một thiết bị vượt trội về kỹ thuật nhưng không đáp ứng được điều đó thì không phải là một lựa chọn. Đó là lý do câu hỏi đầu tiên hầu như luôn là cái gì đã được lắp đặt chứ không phải cái gì là cần thiết.
Ràng buộc thứ hai là vòng đời. Phần cứng điều khiển được lắp đặt trong một thập kỷ hoặc hơn và được bảo trì bởi những người không có mặt khi nghiệm thu, nên tài liệu, sự sẵn có của phụ tùng và môi trường lập trình quan trọng không kém bảng đặc tả. Một giao thức được nêu trên một tờ dữ liệu là một lời hứa về khả năng tương tác, và đáng để xác nhận nó có nghĩa gì cho nền tảng cụ thể thay vì giả định.
Loại sản phẩm trong tự động hóa công nghiệp & điều khiển
| Loại sản phẩm | Chức năng | Thường được chỉ định cho |
| Hệ thống PLC | Thi hành logic tất định và các vòng điều khiển trên các đầu vào và đầu ra hiện trường, với môi trường lập trình riêng của nó | Điều khiển máy và quá trình nơi trình tự, các khóa liên động và logic nằm ở một chỗ |
| Bộ điều khiển PID | So sánh một phép đo với một giá trị đặt và dẫn động một đầu ra để khép một vòng duy nhất | Các vòng độc lập, điều khiển gắn trên bảng và dự phòng cho một vòng mà hệ thống chính cũng đảm nhiệm |
| Bộ cách ly tín hiệu | Tách hai mạch về mặt điện ly để một vòng đất không thể mang nhiễu giữa chúng | Bảo vệ một card đầu vào và phá một vòng đất giữa hiện trường và hệ thống điều khiển |
| Bộ chuyển đổi tín hiệu | Chuyển một dạng tín hiệu thành một dạng khác để hai thiết bị có giao diện khác nhau có thể làm việc cùng nhau | Khớp một thiết bị hiện trường vào một đầu vào mong đợi một tín hiệu khác, và đổi dải đo mà không cần thay cảm biến |
| Bộ I/O từ xa | Đưa các điểm đầu vào và đầu ra đến gần hiện trường và truyền chúng về qua một mạng lưới | Các nhà máy phân tán nơi những tuyến cáp dài về một tủ trung tâm là bất khả thi hoặc tốn kém |
| Thiết bị truyền thông công nghiệp | Định tuyến, chuyển đổi hoặc lặp lại lưu lượng mạng công nghiệp giữa các phân đoạn | Xây dựng chính mạng lưới, và nối các phân đoạn được lắp đặt ở những thời điểm khác nhau |
| Thiết bị Modbus | Trao đổi dữ liệu dựa trên thanh ghi qua các liên kết nối tiếp hoặc TCP bằng một giao thức được triển khai rộng rãi | Kết nối các thiết bị và đồng hồ đo vào một bộ điều khiển hay một hệ thống giám sát nơi tính đơn giản quan trọng |
| Thiết bị Ethernet công nghiệp | Mang lưu lượng Ethernet tất định hoặc tiêu chuẩn trên mạng lưới nhà máy | Các mạng lưới nhà máy nơi nhiều giao thức và khối lượng dữ liệu cao hơn phải cùng tồn tại |
Các mô-đun điều khiển và phụ kiện tự động hóa cũng được liệt kê trong nhóm này.
Cách chọn một hệ thống điều khiển
Hiếm khi có một thiết bị đúng duy nhất cho một nhiệm vụ, nhưng luôn có một danh sách rút gọn có thể biện luận được và một loạt câu trả lời loại bỏ phần còn lại. Đây là những câu hỏi quyết định điều đó.
- Cái gì đã được lắp đặt, trước tiên. Nền tảng, mạng lưới và công cụ kỹ thuật đang có quyết định phần lớn câu trả lời ở đây hơn cả bản đặc tả ở bất cứ nơi nào khác trong danh mục này.
- Số lượng và loại I/O cần thiết: đầu vào kỹ thuật số, tương tự, nhiệt độ hay tốc độ cao, cùng với dung lượng dự phòng mà khu vực dự kiến sẽ dùng tới.
- Giao thức và cấu trúc liên kết mà nhà máy đang vận hành, vì một thiết bị nói một giao thức khác sẽ thêm một gateway và một nghĩa vụ bảo trì.
- Việc hệ điều khiển có phải tiếp tục chạy xuyên qua một lỗi hay không, điều này đưa vào các yêu cầu về dự phòng, hành vi watchdog và hành động an toàn khi hỏng.
- Cách lắp và môi trường: dạng ray DIN hay giá rack, tủ hay hiện trường, định mức môi trường xung quanh, rung và mọi yêu cầu về khu vực nguy hiểm.
- Môi trường kỹ thuật: phần mềm lập trình, điều khoản giấy phép, và việc đội ngũ tại chỗ có thể bảo trì mã nguồn thay vì phụ thuộc vào một nhà thầu bên ngoài hay không.
- Tài liệu và ngôn ngữ, bao gồm các bản vẽ, sổ tay và ngôn ngữ mà đội bảo trì thực sự làm việc bằng.
- Vòng đời và phụ tùng: việc nền tảng có còn được hỗ trợ và cung cấp trong suốt vòng đời của nhà máy hay không, và thời gian giao hàng cho một mô-đun thay thế là bao lâu.
- Việc yêu cầu là một lắp đặt mới hay một sự mở rộng của một lắp đặt đang có, vì việc mở rộng mang theo những ràng buộc về tương thích mà một công trình mới không có.
Lần lượt đi qua từng bước chọn
- Xác lập cái gì đã được lắp đặt: nền tảng, mạng lưới, giao thức và phần mềm kỹ thuật đang dùng.
- Viết ra số lượng và loại I/O, bao gồm dung lượng dự phòng chứ không chỉ những gì cần hôm nay.
- Quyết định I/O phải nằm ở đâu về mặt vật lý - tủ trung tâm hay phân tán gần hiện trường - vì điều đó định hình kiến trúc.
- Chọn giao thức và cấu trúc liên kết với thiết kế mạng trong đầu, chứ không phải như một việc nghĩ sau của việc chọn bộ điều khiển.
- Đặt yêu cầu về tính sẵn sàng: việc quá trình có thể dừng hay không, và hệ điều khiển phải làm gì nếu một mô-đun hay một liên kết hỏng.
- Xác nhận môi trường, cách lắp và phân loại khu vực tại mọi điểm phần cứng được lắp đặt.
- Kiểm tra các yêu cầu về kỹ thuật và tài liệu so với những gì đội ngũ tại chỗ thực sự có thể bảo trì.
- Xác nhận vòng đời, phụ tùng và thời gian giao hàng cho các mô-đun thay thế trước khi cam kết với một nền tảng.
So sánh các công nghệ
| Phần tử | Phù hợp nhất với | Giới hạn | Điều nó quyết định |
| PLC dạng gọn | Điều khiển cấp máy với một số lượng I/O có thể được cố định ngay từ đầu | Việc mở rộng bị giới hạn bởi nền tảng, nên những bổ sung về sau có thể buộc phải thay thế chứ không phải mở rộng | Logic, trình tự và các khóa liên động |
| PLC mô-đun với I/O từ xa | Điều khiển cấp nhà máy nơi I/O được phân tán gần các thiết bị hiện trường | Cần một thiết kế mạng, và giao thức được chọn quyết định cái gì có thể được phân tán và ở khoảng cách nào | Kiến trúc điều khiển phân tán |
| Bộ điều khiển PID độc lập | Một vòng duy nhất, hoặc một vòng phải tiếp tục chạy khi hệ thống chính không chạy | Chỗ trên bảng và các quy ước mặt hiển thị, cùng logic hạn chế ngoài chính vòng đó | Một vòng điều khiển |
| Bộ cách ly tín hiệu | Phá các vòng đất và bảo vệ một card đầu vào khỏi quá độ hiện trường | Thêm một bước chuyển đổi, và cấp cách ly phải khớp với việc lắp đặt chứ không phải được giả định | Tính toàn vẹn tín hiệu giữa các mạch |
| Bộ chuyển đổi tín hiệu | Làm cho hai thiết bị có giao diện khác nhau làm việc cùng nhau | Độ chính xác và độ trôi của chính nó đi vào chuỗi đo, nên nó là một phần của độ không đảm bảo chứ không nằm ngoài | Tính tương thích giữa các thiết bị |
| Gateway giao thức | Nối hai mạng lưới không chia sẻ một giao thức | Việc ánh xạ phải được cấu hình và duy trì, và chẩn đoán xuyên qua ranh giới thường bị hạn chế | Khả năng tương tác giữa các mạng lưới |
Thông số cần xác nhận trước khi đặt hàng
Sau khi đã chọn công nghệ, còn lại là danh sách các giá trị mà chỉ nơi lắp đặt mới cung cấp được. Đây là những giá trị làm thay đổi model, giá hoặc thời gian giao hàng:
- Nền tảng đã được lắp đặt, và việc yêu cầu là một sự mở rộng của nó hay một lắp đặt mới.
- Số lượng và loại I/O, cùng dung lượng dự phòng mà dự án mong đợi.
- Giao thức và cấu trúc liên kết mà nhà máy vận hành, và việc có cần một gateway hay một phép chuyển đổi nào không.
- Chính chức năng điều khiển: trình tự, khóa liên động, điều khiển vòng, hay một sự kết hợp.
- Yêu cầu về tính sẵn sàng, bao gồm việc hệ thống phải làm gì nếu một phần của nó hỏng.
- Cách lắp, chỗ trong tủ và môi trường tại mỗi vị trí, bao gồm mọi phân loại khu vực.
- Phần mềm lập trình và kỹ thuật được mong đợi, và ai sẽ bảo trì ứng dụng.
- Các yêu cầu về tài liệu và ngôn ngữ mà khu vực làm việc bằng.
- Kỳ vọng về vòng đời và phương án phụ tùng, bao gồm các mô-đun mà khu vực muốn giữ trong kho.
- Mọi tiêu chuẩn mà việc lắp đặt phải thỏa mãn, và việc khách hàng cuối có một danh sách nhà cung cấp được phê duyệt hay không.
Số liệu được nêu ra, không phải giả định
Thông số thay đổi theo model và ứng dụng, nên không có chỉ tiêu hiệu năng nào được nêu trên trang này. Khi một thông số chưa được ghi nhận cho một model cụ thể, trang sản phẩm nói rõ điều đó thay vì lấp chỗ trống bằng một con số nghe hợp lý. Hãy gửi các giá trị ở trên và chúng tôi sẽ trả về những giá trị mà model được chọn thực sự đáp ứng.
Những thiết bị này được dùng ở đâu