أتمتة أنظمة التحكم: المستويات والأدوات والميزات والتطبيقات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

أتمتة أنظمة التحكم (ACS) هو نظام معلومات مصمم للتنفيذ الآلي لعمليات الإدارة. وتجدر الإشارة إلى أن إدخال مثل هذه التكنولوجيا يجب أن يكون له ما يبرره من وجهة نظر فنية واقتصادية. في أغلب الأحيان ، يتيح تثبيت مثل هذا النظام تقليل عدد العاملين وزيادة كفاءة الإدارة وتحسين جودة المنشأة.

متطلبات ACS

هناك بعض المتطلبات لأتمتة نظام التحكم

أولاً ، من المهم جدًا أن تكون جميع العناصر متصلة ببعضها البعض ، وأن يكون لها أيضًا اتصال بنظام آلي متصل بنظام التحكم الآلي. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم جدًا هنا أن يتمتع النظام بإمكانية التوسع والتطوير والتحديث. يتم ذلك مع توقع أن تتطور المؤسسة في المستقبل وستكون هناك حاجة إلى نظام أكثر حداثة.

ثانيًا وليس آخرًا ، نظام التحكم الآلييجب أن يتمتع بدرجة كافية من الموثوقية. بمعنى آخر ، يجب أن يكون آمنًا بنسبة 100٪ عند العمل مع المعلمات المحددة في البداية. شرط آخر مهم هو القدرة على التكيف. يجب تكوين النظام بطريقة يمكن أن يتغير في مواجهة المتغيرات المتغيرة. ومع ذلك ، يجب أن يقال هنا أن نطاق التغييرات تتم مناقشته مسبقًا ، قبل تثبيت نظام التحكم الآلي ، وبالتالي يتم إدخال حدود التغييرات هذه في النظام مسبقًا.

يجب أن يوفر نظام التحكم الآلي القدرة على التحكم في عمله. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم جدًا أنه في حالة حدوث عطل ، يمكن للنظام تشخيص والإشارة إلى مكان ونوع وسبب مشكلة معينة. آخر مطلب مهم لنظام التحكم الآلي هو الحماية من التصرفات غير الصحيحة للأفراد. في حالة حدوث تغييرات عرضية أو متعمدة في المعلمات التي يمكن أن تقود الكائن إلى حالة حرجة ، يجب حماية نظام التحكم. تنطبق هذه القاعدة أيضًا في حالة تسريب المعلومات في مكان ما.

أجزاء من البنادق ذاتية الدفع. وظيفية

في الوقت الحاضر ، يمكن تقسيم أي نظام معلومات ، بما في ذلك نظام أتمتة إدارة المؤسسة ، إلى قسمين. الأول وظيفي ، والثاني يوفر. الجزء الأول مسؤول عن جانب الإجراءات التي يتم فيها إنشاء كل نظام على حدة. إن الجمع بين هذه المهام الفردية يخلق جزءًا وظيفيًا من النظام العام.

بعد ذلك ، عليك الانتباه إلى حقيقة أن أي نظام تحكم آلي يجب أن يعملالخطوات التالية:

• يجب جمع ومعالجة وتحليل جميع المعلومات المتعلقة بحالة الكائن ؛
• يجب أن يكون النظام قادرًا على تطوير طرق التحكم عند الحاجة ؛
• يجب أن يكون نظام التحكم الآلي قادرًا أيضًا على نقل إجراءات التحكم إلى العناصر التنفيذية ، وكذلك نقل البيانات إلى المشغل للتحكم ؛
• التنفيذ والتحكم في إجراءات التحكم المطورة يقع أيضًا في نظام التحكم.

توفير جزء من نظام التحكم الآلي. جزء المعلومات

الجزء الكبير الثاني هو توفير. إنه أكثر تعقيدًا إلى حد ما ، وهو مقسم بشروط إلى عدة مجموعات أداء أصغر ، والتي تشمل الأقسام التالية:

• برنامج رياضي ؛
• إعلامي ؛
• تقني ؛
• المنهجية والتنظيمية ؛
• لغوي
• موظفين

يعتمد تشغيل نظام أتمتة إدارة المؤسسة ، أو بالأحرى الجزء الداعم منه ، على حقيقة أنه يجمع معلومات كاملة حول الكائن. استنادًا إلى المعلومات الواردة ، والتي تتضمن بيانات حول التشفير وطرق العنونة وتنسيقات البيانات وما إلى ذلك ، ستعمل ACS. عليك أن تفهم أن كمية كبيرة من المعلومات تتطلب مساحة تخزين. لهذا السبب ، يتم جمع جميع البيانات المستلمة في قواعد بيانات كبيرة ، والتي يتم تخزينها لاحقًا على وسائط الجهاز.

من المهم أن نفهم هنا أنه لتخزين جميع المعلومات من بداية العمل حتى يومنا هذامستحيل لأن هناك الكثير منه. لذلك ، يتم الكتابة فوق جميع البيانات المخزنة على الوسائط بتردد معين ، وهو أمر ضروري للتشغيل العادي للكائن. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كل نظام أتمتة للعمليات على نوع من تخزين البيانات الاحتياطية. من المفترض أن تكون قادرًا على استعادة المعلومات المفقودة في حالة فشل أي جهاز.

الجزء الرياضي

وتجدر الإشارة على الفور إلى أنه الأهم في أي نظام إدارة اليوم. يشتمل جزء البرنامج من هذا النوع على أي برنامج يؤدي جميع المهام المخصصة للنظام ، ويضمن أيضًا التشغيل الطبيعي لمجموعة الوسائل التقنية المستخدمة في هذه المؤسسة بالكامل. الجزء الرياضي هو مجموع جميع الصيغ الرياضية والنماذج والخوارزميات المستخدمة في تشغيل نظام المعلومات.

يجب أن يفي برنامج نظام التحكم في أتمتة العمليات بشكل كامل بأداء جميع الوظائف المطلوبة من كائن الأتمتة. من المهم أن نلاحظ هنا أن جميع هذه الوظائف يتم تنفيذها باستخدام أدوات حسابية. هناك العديد من الخصائص المحددة التي يجب أن يفي بها جزء البرنامج من ACS:

1. الاكتفاء الوظيفي. وهذا يعني أن النظام يجب أن يكون كاملاً.
2. من المهم ألا يكون النظام موثوقًا به فحسب ، بل يحتوي أيضًا على خاصيةالشفاء الذاتي وكذلك تحديد سبب الانهيار
3. يجب أن يتكيف النظام مع المعلمات المتغيرة للكائن.
4. يجب أن يكون من الممكن التعديل إذا لزم الأمر.
5. نمطية البناء ، وكذلك سهولة الاستخدام ، هي أيضًا مكونات مهمة للنظام.

القسم الفني

كل شيء بسيط للغاية هنا. يشمل الدعم الفني توافر جميع الوسائل التقنية اللازمة لضمان أقصى وظائف نظام التحكم الآلي. هذا القسم هو الأكثر تأثراً بتطور تكنولوجيا الكمبيوتر وتكنولوجيا الكمبيوتر. بفضل تطوير هذين المجالين ، أصبح تنوع أدوات القياس التقنية أوسع ، وأصبحوا قادرين على حل مجموعة واسعة من المشاكل.

حاليًا ، يمكن تقسيم الأنظمة والوسائل التقنية للأتمتة والتحكم إلى مجموعتين كبيرتين. المجموعة الأولى هي وسيلة الاتصال ، والثانية هي وسائل التقنية التنظيمية.

هنا من الضروري أن نفهم أن الوسائل التقنية للأتمتة تستخدم في جميع مراحل تشغيل نظام التحكم الآلي ، من تثبيت المعلمات إلى تخزينها ، ومن الممكن أيضًا بمساعدتهم توصيل نظام تحكم كامل في شبكة واحدة. إذا تحدثنا بشكل منفصل عن وسائل الاتصال ، فإنهم ، أولاً وقبل كل شيء ، يلعبون دور مرسلي المعلومات من جهاز إلى آخر. في بعض الحالات النادرة ، يعملون مع أجهزة الكمبيوتر. التكنولوجيا التنظيمية هي جهاز يسمحإجراء عمليات مختلفة باستخدام المعلومات التي تم الحصول عليها مسبقًا.

قاعدة مهمة إلى حد ما هي أن أي وسيلة تقنية لنظام التحكم الآلي ، في حالة حدوث عطل ، يجب استبدالها بأخرى مماثلة دون أي مشاكل ، دون الحاجة إلى إعادة تكوينها.

القسم المنهجي والتنظيمي للنظام

تصميم نظام أتمتة للتحكم يعني وجود قسم منهجي وتنظيمي. هذا الفرع من نظام التحكم الآلي عبارة عن مجموعة من الأساليب والأدوات وبعض المستندات الخاصة التي تحدد إجراءات التشغيل ليس فقط للنظام نفسه ، ولكن أيضًا للموظفين الذين يقومون بصيانته. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا مستندات تنظم إجراءات عمل الأفراد عند التفاعل مع بعضهم البعض. يتضمن هذا أيضًا بعض الأساليب ، ونتيجة لذلك يتم تدريب الأفراد على العمل مع نظام معلومات معين. بمعنى آخر ، هذا قسم لا يؤثر فقط على النظام نفسه ، بل يؤثر أيضًا على العامل البشري.

الغرض الرئيسي من هذا القسم هو الحفاظ على النظام وتشغيله بالإضافة إلى السماح بتطويره إذا لزم الأمر. يمكن إضافة أن هذا القسم يحتوي على تعليمات تتعلق بما يجب على الأفراد القيام به أثناء تشغيل البنادق ذاتية الدفع من أجل الحفاظ على أدائها الطبيعي. كما أنه يخزن الملفات التي تحمل معلومات حول ما يجب القيام به إذا انتقل النظام إلى وضع الطوارئ أو ببساطة لا يعمل كما ينبغي.

اللغويات

القسم الأخير من الجزء الداعم من ACS لغوي. بطبيعة الحال ، هذا النظام عبارة عن مجموعة لغات. يتضمن ذلك لغات الاتصال للموظفين الذين يخدمون نظام أتمتة إدارة الإنتاج ، بالإضافة إلى مستخدميها بأجزاء من النظام نفسه مثل التقنية والإعلامية والرياضية البرنامجية. هناك أيضًا نصوص لجميع المصطلحات والتعريفات التي استخدمتها ACS أثناء عملها.

أثناء التشغيل ، من المهم جدًا أن يتمكن المشغلون من التواصل مع نظام التحكم في الوقت المناسب وبطريقة مريحة. يرجع السبب في ذلك إلى الدعم اللغوي الذي يتحقق من الملاءمة المطلوبة وعدم الغموض والاستقرار لهذا الاتصال. من الضروري فقط أن نضيف هنا أنه من الضروري أن يكون لديك وسائل تقنية تصحح الأخطاء ، إن وجدت ، أثناء الاتصال بين المستخدم ونظام التشغيل الآلي. حتى الآن ، هناك طريقتان مختلفتان للعمل مع ACS.

الطريقة الأولى التي يتم بها تنفيذ عملية إدارة الأتمتة هي تركيب واستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر. سيتم استخدام هذه الأدوات فقط لتبسيط بعض العمليات التي تحدث عند العمل مع المستندات. حتى الآن ، تعتبر هذه الطريقة غير فعالة ، لأنها لا تسمح لك بإطلاق العنان لإمكانات المستوى الحالي لتكنولوجيا الكمبيوتر.

الطريقة الثانية تختلف اختلافًا جوهريًا عن الطريقة الأولى وتكمن في حقيقة أن المؤسسة تنشئ نظام إدارة أتمتة متكاملأشياء. في هذه الحالة ، لا يتم نقل إدارة المستندات إلى الفني فحسب ، بل يتم أيضًا نقل قواعد البيانات والأنظمة الخبيرة وأدوات الاتصال والعديد من الوظائف الأخرى.

المستوى الأدنى والمتوسط من ACS

يمكن تقسيم أي نظام للتحكم في العمليات اليوم بشكل مشروط إلى عدة مستويات. تحتوي أتمتة نظام التحكم حاليًا على ثلاثة مستويات من هذا القبيل.

المستوى الأدنى هو المستشعرات ، وكذلك أجهزة القياس التي تتحكم في الخصائص التي يتم التحكم فيها. بالإضافة إلى ذلك ، يشمل هذا أيضًا المشغلات التي تعتمد عليها قيمة الخصائص. في هذا المستوى ، لا يتم تنفيذ سوى الحد الأدنى من التحكم ، والذي يتكون من مطابقة الإشارة من المستشعر مع إدخال جهاز التحكم. هناك أيضًا تبادل للإشارات التي تولدها هذه الأجهزة مع المشغلات.

المستوى المتوسط التالي هو إدارة المعدات. بمعنى آخر ، توجد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة في خطوة التحكم هذه. هذه المتحكمات PLC قادرة على استقبال إشارات من معدات القياس وكذلك من أجهزة الاستشعار التي تراقب حالة العملية. وفقًا للمعلومات الواردة ، بالإضافة إلى البيانات التي تم تعيينها بواسطة المستخدم ، يولد PLC إشارة تحكم يتم إرسالها إلى المشغل بأمر واضح.

المستوى الأعلى

أتمتة التحكم في الأنظمة التقنية لها أيضًا ثالث أعلىمستوى. هذه المعدات هي المشغل ومحطات الإرسال ومعدات الشبكات والخوادم الصناعية. في هذه المرحلة ، يمارس الشخص السيطرة الكاملة على مسار العمليات التكنولوجية في المنشأة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توفير الاتصال بالمستويين السابقين هنا أيضًا ، مما يسمح لك بجمع أي معلومات ضرورية بنجاح.

في هذه المرحلة ، يتم استخدام HMI ، SCADA. الأول هو واجهة بين الإنسان والآلة ، وبمساعدة المرسل قادر على مراقبة تقدم العمليات التكنولوجية في المنشأة. يتضمن ذلك العديد من الشاشات أو اللوحات الرسومية ، والتي غالبًا ما يتم تثبيتها على خزانات الأتمتة وتهدف فقط إلى عرض معلومات حول الكائن والتقدم المحرز في العملية. من أجل التحكم في معدات الأتمتة ونظام التحكم ، يوجد نظام SCADA ، مما يعني وجود تحكم إشرافي والقدرة على جمع البيانات. بعبارات بسيطة ، تتيح لك هذه الشبكة تثبيت برنامج يمكن تكوينه وتثبيته على أجهزة كمبيوتر المرسلين.

جميع البيانات الأكثر أهمية التي يجمعها PLC في المستوى المتوسط يتم جمعها وحفظها وتصورها باستخدام هذا النظام. يكمن أساس الأتمتة هنا على وجه التحديد ، نظرًا لأن SCADA ليست قادرة على تلقي المعلومات فحسب ، بل يمكنها أيضًا مقارنتها بالمعلومات التي أدخلها المشغل. إذا كان هناك انحراف في أي معلمة عن القيمة المحددة ، يقوم النظام بإعلام المستخدم بذلك عن طريق التنبيه. بعضتمتلك الأنظمة القدرة ليس فقط على التحكم ، ولكن أيضًا على تغيير أي قيم تلقائيًا من أجل إرجاع قيمة تجاوزت الحدود الموضوعة.

أدوات الأتمتة

نظام أتمتة إدارة شؤون الموظفين ، يتم تنفيذ العملية التكنولوجية على حساب الوسائل التقنية للأتمتة ، أو TCA. بمعنى آخر ، هذه هي الأجهزة التي يمكن أن تكون إما أداة فنية في حد ذاتها وتقوم بأي نشاط ، أو أن تكون جزءًا من مجمع برامج الأجهزة.

في أغلب الأحيان ، TCA هو العنصر الأساسي لنظام التشغيل الآلي. يشمل ذلك جميع المعدات التي تلتقط المعلومات وتعالجها وتنقلها. بمساعدة هذه الأدوات ، من الممكن التحكم في الجوانب الآلية لعملية الإنتاج وضبطها ومراقبتها. هناك TCAs التي تتحكم في بعض المعلمات. يمكن أن تكون هذه هي الضغط ، ودرجة الحرارة ، ومستشعرات المستوى ، وأجهزة الاستشعار السعوية ، وأجهزة استشعار الليزر ، وما إلى ذلك. يلي ذلك TSAs المعلوماتية ، وتتمثل مهمتها الرئيسية في نقل المعلومات الواردة من أجهزة الاستشعار. بمعنى آخر ، إنه الرابط بين المستوى الأدنى ومعدات التحكم ذات المستوى الأعلى.

معدات التحكم لديها القدرة على إيقاف عملية الإنتاج كليًا أو جزئيًا حتى يتم التخلص من سبب التوقف. أيضًا ، يمكن لبعض الأنظمة المتقدمة القيام باستكشاف الأخطاء وإصلاحها الخاصة بها. في هذه الحالة ، يشيرون إلى أنظمة التحكم والإدارة ذاتية الشفاء.