工業(yè)自動化系統(tǒng)中有許多種設(shè)備,其中包括PLC控制器、HMI設(shè)備、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機、傳感器以及執(zhí)行器等等。這些設(shè)備分別擔(dān)當(dāng)著工業(yè)自動化系統(tǒng)中不同的角色和職責(zé),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(guān)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(lǐng)域的一個控制設(shè)備。它是一種特殊的計算機,可以控制和協(xié)調(diào)機器和設(shè)備的工作,實現(xiàn)自動控制和自動化生產(chǎn)。PLC控制器主要在工業(yè)自動化領(lǐng)域中被廣泛使用,比如生產(chǎn)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(shù)字電子元件、模擬電子元件、氣動元件以及數(shù)控元件等組成的,具有可編程特性,因此可以進(jìn)行較為復(fù)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(jīng)過控制處理后輸出控制信號,控制機器和設(shè)備的運轉(zhuǎn)。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(shè)備
HMI(Human Machine Interface)設(shè)備是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的另一種常見設(shè)備,主要用于向人類操作員提供友好的界面,實現(xiàn)人機交互和控制。HMI設(shè)備通常由顯示器、觸摸屏、輸入設(shè)備和控制處理器等組成。它可以通過人機界面實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、參數(shù)調(diào)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(jìn)行控制和協(xié)調(diào)。
HMI設(shè)備與PLC控制器的關(guān)系是密不可分的。HMI設(shè)備可以接收PLC控制器傳來的數(shù)據(jù),并顯示在屏幕上,同時,HMI設(shè)備也可向PLC控制器發(fā)送指令實現(xiàn)對機器和設(shè)備的控制。HMI設(shè)備與PLC控制器之間的通信方式主要有串行通信、以太網(wǎng)通信、CAN總線通信等。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的另一種必備設(shè)備,主要用于實現(xiàn)不同工控設(shè)備之間的通信。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機可以理解為是一種多端口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,可實現(xiàn)各個設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和共享。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機的主要作用是在工業(yè)自動化系統(tǒng)中實現(xiàn)設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)和交換數(shù)據(jù),類似于互聯(lián)網(wǎng)中的路由器。
工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設(shè)備都需要使用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議才能通信,如以太網(wǎng)、MODBUS、CAN總線等。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機支持不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,并可以實現(xiàn)不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換,從而使不同設(shè)備之間可以實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)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(xiàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)對現(xiàn)實物質(zhì)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(shè)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(zé)也大不相同。
傳感器是用于捕捉物理量、化學(xué)量和生物量等的設(shè)備,在工業(yè)自動化系統(tǒng)中廣泛應(yīng)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(guān)鍵環(huán)節(jié),可以感知到物理和化學(xué)變化,將監(jiān)測到的信息傳輸?shù)絇LC控制器或HMI設(shè)備中,實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控和控制。
執(zhí)行器則是用于使物理對象產(chǎn)生運動的設(shè)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(zhuǎn)化為機械運動,實現(xiàn)對被控對象的控制和調(diào)整。執(zhí)行器在工業(yè)自動化系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用于驅(qū)動機器和設(shè)備的運轉(zhuǎn),如馬達(dá)、泵、風(fēng)機、制冷機等等。
總體來說,新入行的技術(shù)人員應(yīng)該了解的這些工控系統(tǒng)設(shè)備功能各不相同,相互關(guān)聯(lián),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(zhuǎn)和流程,才能更好地解決實際問題,提高工作效率。