工業(yè)自動化系統(tǒng)中有許多種設備,其中包括PLC控制器、HMI設備、工業(yè)網絡交換機、傳感器以及執(zhí)行器等等。這些設備分別擔當著工業(yè)自動化系統(tǒng)中不同的角色和職責,需要工程師們一一了解和掌握,才能更好地從事工業(yè)自動化系統(tǒng)的相關工作。
PLC控制器
PLC(Programmable Logic Controller)控制器是常用于工業(yè)自動化控制領域的一個控制設備。它是一種特殊的計算機,可以控制和協(xié)調機器和設備的工作,實現自動控制和自動化生產。PLC控制器主要在工業(yè)自動化領域中被廣泛使用,比如生產線控制、機器人控制、儀器儀表控制等。
PLC控制器是基于電路元件、數字電子元件、模擬電子元件、氣動元件以及數控元件等組成的,具有可編程特性,因此可以進行較為復雜的邏輯控制操作。PLC控制器的工作原理是通過讀取輸入信號,經過控制處理后輸出控制信號,控制機器和設備的運轉。PLC控制器的編程語言主要有梯形圖、指令表、功能塊圖等。
HMI設備
HMI(Human Machine Interface)設備是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的另一種常見設備,主要用于向人類操作員提供友好的界面,實現人機交互和控制。HMI設備通常由顯示器、觸摸屏、輸入設備和控制處理器等組成。它可以通過人機界面實現對工業(yè)生產過程的監(jiān)控、參數調節(jié)、報警處理等操作,并將操作員輸入的指令傳遞給PLC控制器進行控制和協(xié)調。
HMI設備與PLC控制器的關系是密不可分的。HMI設備可以接收PLC控制器傳來的數據,并顯示在屏幕上,同時,HMI設備也可向PLC控制器發(fā)送指令實現對機器和設備的控制。HMI設備與PLC控制器之間的通信方式主要有串行通信、以太網通信、CAN總線通信等。
工業(yè)網絡交換機
工業(yè)網絡交換機是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的另一種必備設備,主要用于實現不同工控設備之間的通信。工業(yè)網絡交換機可以理解為是一種多端口網絡設備,可實現各個設備之間的數據傳輸和共享。工業(yè)網絡交換機的主要作用是在工業(yè)自動化系統(tǒng)中實現設備之間的聯網和交換數據,類似于互聯網中的路由器。
工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設備都需要使用相應的網絡協(xié)議才能通信,如以太網、MODBUS、CAN總線等。工業(yè)網絡交換機支持不同的網絡協(xié)議,并可以實現不同協(xié)議之間的轉換,從而使不同設備之間可以實現通信和數據交換。
傳感器與執(zhí)行器
傳感器與執(zhí)行器是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的重要組成部分,它們主要用于實現工業(yè)自動化系統(tǒng)對現實物質的控制和感知。傳感器和執(zhí)行器通常是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的設備,但由于其功能不同,因此它們在系統(tǒng)中所扮演的角色和職責也大不相同。
傳感器是用于捕捉物理量、化學量和生物量等的設備,在工業(yè)自動化系統(tǒng)中廣泛應用于物料監(jiān)測、溫度監(jiān)測、重量監(jiān)測、壓力監(jiān)測、液位監(jiān)測等等。傳感器部署在工業(yè)自動化系統(tǒng)的各個關鍵環(huán)節(jié),可以感知到物理和化學變化,將監(jiān)測到的信息傳輸到PLC控制器或HMI設備中,實現對工業(yè)生產過程的監(jiān)控和控制。
執(zhí)行器則是用于使物理對象產生運動的設備。執(zhí)行器的工作原理基于電動機、氣動機和液壓機等不同的原理,通過將電信號轉化為機械運動,實現對被控對象的控制和調整。執(zhí)行器在工業(yè)自動化系統(tǒng)中廣泛應用于驅動機器和設備的運轉,如馬達、泵、風機、制冷機等等。
總體來說,新入行的技術人員應該了解的這些工控系統(tǒng)設備功能各不相同,相互關聯,相互協(xié)作,因此工程師要從整體去了解工業(yè)自動化系統(tǒng)的運轉和流程,才能更好地解決實際問題,提高工作效率。