Комп’ютерно-інтегровані технології автоматизації

Abstract

Сучасне виробництво неможливо уявити без автоматизованих систем керування, які забезпечують ефективність, точність і надійність технологічних процесів. Автоматизація стала невід’ємною складовою індустріального розвитку, сприяючи зниженню енергоспоживання, підвищенню продуктивності та безпеки праці. Основою цих систем є програмовані логічні контролери (ПЛК), перетворювачі частоти, пристрої плавного пуску та комп’ютерні засоби моніторингу і керування. Програмовані логічні контролери займають центральне місце у системах автоматизації завдяки своїй гнучкості, надійності та простоті у зміні алгоритмів роботи. На відміну від традиційних релейно-контактних схем, ПЛК дозволяють швидко вносити зміни до програм керування без суттєвого втручання у фізичну структуру обладнання. Завдяки використанню стандартних мов програмування, визначених міжнародним стандартом IEC 61131-3, можливим стало створення уніфікованих рішень, зрозумілих фахівцям різних спеціальностей. Важливою складовою сучасних систем керування є перетворювачі частоти, які забезпечують плавне регулювання швидкості обертання електродвигунів, оптимізацію енергоспоживання та підвищення терміну служби обладнання. Перетворювачі серій Altivar Machine та Altivar Process це приклад сучасних інтелектуальних пристроїв, здатних не лише забезпечувати керування двигунами, а й виконувати діагностику, зберігати параметри, обмінюватися даними через мережеві протоколи та інтегруватися у комплексні системи автоматизації. У структурі промислових систем автоматизації значне місце посідають також електропневматичні компоненти, що поєднують електричне керування з пневматичним приводом. Вони широко використовуються у машинобудуванні, харчовій промисловості, сільському господарстві та в інших галузях, де необхідна швидкодія, точність позиціонування та довговічність механізмів. Проектування, налагодження та експлуатація автоматизованих систем вимагають глибоких знань не лише з електротехніки, а й з комп’ютерних технологій, системного аналізу, мікропроцесорної техніки та програмування. Тому сучасна підготовка інженера-автоматника передбачає комплексне вивчення як теоретичних основ, так і практичних аспектів створення систем керування. Опанування методів програмування ПЛК, налаштування перетворювачів частоти, побудови схем керування та роботи з системами SCADA дає змогу майбутнім фахівцям ефективно впроваджувати технології автоматизації у різних галузях виробництва. Застосування програмних засобів для автоматизованого проектування електричних схем (зокрема, SEE Electrical) спрощує розробку технічної документації, скорочує час проєктування і зменшує ймовірність помилок. Навчальний посібник має на меті формування у студентів комплексного уявлення про структуру, принципи роботи та способи програмування сучасних систем автоматизації. Матеріал подано у логічній послідовності, від базових 8 понять до прикладних рішень. В основі викладу лежить поєднання теоретичних положень із практичними прикладами, що дає змогу краще зрозуміти принципи функціонування систем та освоїти навички їхнього налаштування. Посібник орієнтований на студентів технічних спеціальностей, зокрема з галузей автоматизації, електротехніки та комп’ютерно-інтегрованих технологій, а також може бути корисним інженерам-практикам, які займаються проектуванням і впровадженням систем автоматичного керування. Автори висловлюють глибоку подяку докторам технічних наук Е. Алієву, В. Мироненку та В. Горобцю, за велику працю з рецензування навчального посібника і цінні зауваження, які враховано при доопрацюванні.

Modern production is impossible to imagine without automated control systems that ensure the efficiency, accuracy and reliability of technological processes. Automation has become an integral part of industrial development, contributing to reduced energy consumption, increased productivity and occupational safety. These systems are based on programmable logic controllers (PLCs), frequency converters, soft starters and computerised monitoring and control devices. Programmable logic controllers occupy a central place in automation systems due to their flexibility, reliability and ease of changing operating algorithms. Unlike traditional relay-contact circuits, PLCs allow you to quickly make changes to control programs without significantly interfering with the physical structure of the equipment. Thanks to the use of standard programming languages defined by the international standard IEC 61131-3, it has become possible to create unified solutions that are understandable to specialists in various fields. An important component of modern control systems is frequency converters, which ensure smooth regulation of the speed of electric motors, optimisation of energy consumption and increased equipment service life. The Altivar Machine and Altivar Process series converters are examples of modern intelligent devices capable not only of controlling motors, but also of performing diagnostics, storing parameters, exchanging data via network protocols, and integrating into complex automation systems. In the structure of industry