Основы аппаратного обеспечения (АО) автоматизации пивоваренного производства. Функции АО

Ниже мы остановимся на некоторых технических закономерностях и важных компонентах АО - в той мере, насколько это может оказаться полезным для понимания основных принципов действия приборов и систем, с которыми пивовары непосредственно сталкиваются на предприятии.

В связи с этим особый интерес проявляется к двум звеньям, находящимся на разных сторонах цепи управляющей системы: во-первых, к периферийной аппаратуре для управления производственными процессами (КИПиА), которая благодаря своему монтажу в трубопроводах, машинах и аппаратах напрямую контактирует с пивом и моющими средствами в системе CIP и порой требует «ручного» вмешательства или «доброго слова» пивовара, и во-вторых, к системе управления производственными процессами с центральным пультом управления и/или экраном дисплея в качестве операторского терминала, с которого пивовар осуществляет контроль за установкой и управление ею.

Знание принципа работы этих двух конечных звеньев и способа обмена данными через находящийся между ними своего рода «черный ящик», состоящий из кабелей и щитов управления, не только интересно, но и полезно, потому что первый возникающий при ознакомлении страх уменьшается, если знаешь, что все многообразие компонентов КИПиА функционирует в соответствии с несколькими простыми для понимания принципами.

Система управления производственным процессом

Самая сложная часть аппаратных средств -ЭВМ, управляющая производственным процессом, или система управления с программируемым контроллером (СУПК) - в наше время меньше всего нуждается в объяснении, поскольку практически каждый человек регулярно работает на персональном компьютере. Говоря о СУПК, ведут речь все-таки о компьютерах, программа которых составлена на довольно простом «языке», ориентированном на выполнение определенных задач и разработанным в меньшей степени для обработки больших массивов данных, но в большей степени на быструю обработку множества инструкций, входных и выходных сигналов.

Обработка сигналов в СУПК

С внешних устройств в СУПК поступают входные сигналы, а на выходе на исполнительные элементы (в основном клапаны и двигатели, насосы, мешалки и т. д.) направляются управляющие сигналы, выработанные в СУПК. Со входов в СУПК поступает информация о фактическом состоянии установки, которое сопоставляется с заданным состоянием, предписанным программой для каждого этапа технологического процесса в соответствии с функциональным планом.

Задача СУПК заключается в согласовании каждого шага с фактическим и заданным состоянием. Обычно ей это удается - при возникновении отклонений она выдает команды (включает те или иные выходы), которые вызывают изменение в технологическом процессе, а ответный сигнал (входной) подтверждает выполнение команды. Если, например, поступает сигнал на открытие какого-либо клапана, который по программе и выходному сигналу должен быть закрыт, то СУПК не остается ничего иного, как зарегистрировать сбой и отреагировать на него в соответствии с составленной для таких ситуаций программой.

Если зарегистрированный «нелогичный» ответный сигнал противоречит программе, отрабатываемой в данный момент времени, то соответствующая функция блокируется, переключения на следующий этап не происходит и вырабатывается сигнал сбоя (например, требуется помощь или вмешательство оператора, обслуживающего установку).

Если такой «нелогичный» сигнал поступает из зоны, не имеющей отношения к программе, выполняемой в данный момент времени, то он также регистрируется как сигнал сбоя, однако не вызывает последствий для эксплуатации установки до тех пор, пока не произойдет включение соответствующего шага программы.

Общение» пивоваров с СУПК

Пивовар, работающий на центральном пульте управления, реагировать на подобные сбои может по-разному: в идеальном случае он находит ошибку и устраняет ее самостоятельно, что, к примеру, вполне возможно в случае ответного сигнала с клапана. Если он не в состоянии самостоятельно устранить причину неисправности, то для техника сервисной службы будет большим подспорьем, если для целенаправленного поиска неисправности пивовар сможет точно описать состояние установки при появлении сбоя.

Опасная ситуация может возникнуть в том случае, если для устранения сигнала сбоя заданное состояние на периферийном оборудовании восстанавливается вручную или имитируется путем манипулирования сигналом позиционирования. В порядке исключения такие действия допустимы для хорошо знающего установку человека в том случае, если они позволят разрешить критическую ситуацию (например, если требуется завершить выполненную программу мойки танка путем имитирования неисправности датчика опорожнения с целью запуска процесса охлаждения сусла и наполнения танка). Важно лишь, чтобы затем при первом возможном случае причина сбоя была действительно ликвидирована.

В современных системах управления имеется возможность шунтировать отсутствующие условия последовательного включения в процессе выполнения шагов программы, используя функцию управления «безусловное последовательное включение» (т. е. происходит включение следующего шага программы при отсутствии требующегося для этого сигнала), при этом отпадает необходимость выполнения каких-либо действий на внешних устройствах.

Пример: шаг «Вытеснение щелочи водой» не заканчивается, так как не срабатывает измерение электрической проводимости отводимой воды.

Решеннепфипомощи функции «безусловное последовательное включение» с пульта управления запускается переход на шаг «мойка щелочью в режиме циркуляции».

В целях безопасности эту функцию управления необходимо защитить особым кодом.