Меню

Наш взгляд!

Автоматика в простых словах.

В современном мире большинство сфер нашей жизни уже немыслимы без автоматизации. Сегодня средства автоматизации можно встретить повсюду от промышленности и сельского хозяйства до здравоохранения и быта.

Зачем это нужно?

Основных причин для внедрения автоматизации три.

  • Экономия
  • Безопасность
  • Лень

Рассмотрим каждую причину в отдельности.

Экономия

Экономический эффект, который достигается от внедрения автоматизации это чаще всего повышение производительности труда и высвобождение рабочих рук под задачи, которые пока ещё не под силу средствам автоматики.

И если внедрение роботов и элементы большой механизации далеко не всем по карману, то средства малой автоматизации всё чаще и чаще можно встретить на предприятиях и в быту. И действительно, зачем отвлекать людей на то, что без труда может выполнить автоматика?

Вот некоторые процессы, которые легко автоматизировать:

  • Контроль и поддержание заданного расхода тепловой и электрической энергии
  • Включение и выключение механизмов в определённое время
  • Контроль и поддержание заданного уровня жидкости
  • Контроль и поддержание заданной температуры
  • Контроль и поддержание заданного давления или перепада давления
  • Контроль и поддержание заданного уровня расхода жидкости или газа
  • Контроль и поддержания заданного уровня освещённости

Порой, вкладывая сравнительно небольшие средства в малую автоматизацию, предприниматели получают немалый экономический эффект.

Безопасность

Элементы современной автоматики успешно спасают от пожаров, затоплений и выхода из строя дорогостоящих приборов и механизмов. При этом надёжность и быстродействие автоматических защит, как правило достаточно высоки.

Современные приборы могут отключить потребителя от питающей сети при обнаружении искрения проводки, утечек тока, задымления, повышении или понижении питающего напряжения, пропадании фазы, перекосе фаз и прочее. А также известить персонал, в том числе дистанционно, о событиях, которые могут привести к нежелательным последствиям, таким как:

Разморозка водяных калориферов или радиаторов отопления из-за перебоев в теплоснабжении

Затопление из-за повреждения магистралей ХВС или ГВС

Затопление грунтовыми или талыми водами

Пожары в следствие неисправности проводки или электроприборов и прочее

Утечка взрывоопасных газов и жидкостей

Перебои с подачей необходимых веществ для жизнеобеспечения или обеспечения непрерывности технологических процессов.

Лень…

Как известно, лень – двигатель прогресса. Это изречение не чуждо и нашей теме.

Кто в наши дни не слышал об умных домах? Умная автоматика не только обезопасит Ваш дом, но и избавит Вас от лишних телодвижений. Нажатием одной кнопки, не вставая с дивана, Вы можете притушить свет, закрыть жалюзи и включить музыку. В настоящее время бюджеты компаний, которые занимаются производством компонентов для автоматизации жилья и офисов, могут исчисляться сотнями миллионов долларов и с каждым годом спрос на бытовую автоматику только растёт.

Как это работает?

Чтобы какие-то устройства работали без участия человека, необходимо, чтобы они хотя бы отдалённо напоминали людей в принципах получения, обработки информации и принятия решений. То есть обладали бы элементарными органами чувств, логикой и органами управления.

Средства автоматизации

Прежде чем говорить о восприятии информации, вспомним, какие вообще бывают виды информации. Итак, будем считать, что есть некоторая двухзначная информация по типу да или нет, ноль или единица, присутствует или отсутствует и тому подобное. Мы можем сказать, проанализировав эту информацию, включено освещение или нет, работает двигатель или его вал неподвижен. Как правило, такой вид информации называют дискретным или принимающим ограниченное число значений.

Если же нам нужно узнать, не только есть ли освещение, но и насколько оно яркое, как быстро вращается вал двигателя или как громко звучит музыка нам нужно анализировать данные, которые принимают неограниченное количество значений. Сигналы, которые несут такую информацию, принято называть аналоговыми.

Нужно также понимать, что точную информацию об уровне звука или яркости и проч. можно передать и с помощью дискретных сигналов, зашифровав её с помощью определённых последовательностей нулей и единиц. Такие сигналы гораздо более устойчивы к воздействию помех и, следовательно, могут быть более достоверны.

Органы чувств

Роль органов чувств в автоматизации играют датчики. Датчики, как и сигналы, бывают дискретными и аналоговыми.

У датчиков для отслеживания дискретных сигналов, как правило, в составе названия присутствует частица –стат. В числе исключений датчики уровня и некоторые другие

  • Термостат
  • Гигростат
  • Прессостат и так далее

Дискретные датчики чаще всего представляют собой сухой контакт, который замыкается или размыкается при достижении определённого порога контролируемого параметра. Контакт, который замыкается, носит название нормально открытый NO. Контакт, который размыкается, называют нормально закрытым NC или иногда нормально замкнутым. Также существуют активные дискретные датчики с выходом типа открытый коллектор.

«Сухой контакт» — термин, означающий отсутствие у такого контакта гальванической связи с цепями электропитания и «землёй». В идеальном виде «сухим контактом» являются контакты обычной механической кнопки или геркона и контакты реле (электромагнитных, оптических). Также в качестве «сухого контакта» могут выступать обычный и концевой выключатели. При подборе дискретных датчиков необходимо руководствоваться рабочим диапазоном, а также допустимым током, который может длительно выдержать сухой контакт.

Аналоговые датчики преобразуют данные в соответствующий уровень тока, сопротивления или напряжения.

При подборе аналоговых датчиков следует учитывать диапазон контролируемых параметров, характеристику или иначе кривую соответствия входного параметра и выходного сигнала.

Более подробную информацию можно прочитать получить здесь.

Логика

Чтобы обработать сигналы, поступающие от датчиков, и принять решение на основании поставленных задач, и уровня этих сигналов необходима логика. Логика бывает релейной и контроллерной.

Релейная логика в чистом виде встречается всё реже и является, по сути, устаревшим типом логики. Реле всё чаще отводится роль исполнительных устройств. Как правило, посредством релейной логики можно решить только простые задачи. Для решения более сложных задач применяют контроллерную логику.

Различают микроконтроллеры и промышленные логические контроллеры далее ПЛК. ПЛК бывают свободно программируемыми и с жёстко прошитой заводской программой. ПЛК также имеют в своём составе исполнительные устройства. Большая часть ПЛК оснащена собственным дисплеем, что делает возможным создание практически любого пользовательского интерфейса удобного и подходящего под определённые задачи.