Steuerungssysteme für die industrielle Automatisierung

Industrielle Automatisierungssteuerungssysteme integrieren Informationsmanagement und automatische Steuerung durch industrielle Steuerungscomputer, Sensoren und lokale Netzwerke und gewährleisten die Datensicherheit durch Authentifizierung.

Hauptkomponenten

Industrielle Automatisierungssteuerungssysteme bestehen aus drei Hauptteilen: Systemen, Hardware und Software. Zu den Schlüsselkomponenten gehören:

1. Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)

SPS sind für industrielle Umgebungen konzipiert und führen Aufgaben wie logische Operationen, sequentielle Steuerung, Zeitsteuerung, Zählung und Arithmetik über digitale oder analoge E/A aus, um verschiedene Arten von Maschinen oder Prozessen zu steuern.

2. Aufsichtskontrolle und Datenerfassung (SCADA)

SCADA-Systeme sind Softwareanwendungen, die Systemstatusinformationen sammeln, Daten verarbeiten und die Fernkommunikation zur Steuerung von Geräten und Bedingungen ermöglichen.

3. Fernwirkterminals (RTU)

RTUs sind spezialisierte modulare Computersteuereinheiten, die für raue Industrieumgebungen und große Kommunikationsentfernungen entwickelt wurden und häufig in SCADA-Systemen eingesetzt werden.

Kommunikationstechnologie

Industrielle Steuerungssysteme nutzen drei Arten der Kommunikation:

• Standard-Kommunikationsbus: Für externe Verbindungen.
• Feldbus: Für die Gerätekommunikation auf Feldebene.
• Lokales Netzwerk (LAN): Für die interne Kommunikation innerhalb des industriellen Steuerungssystems.

Protokolle

Für die Kommunikation innerhalb industrieller Steuerungssysteme werden häufig spezifische Protokolle verwendet. Dazu gehören:

• Feldbusprotokolle: CAN, DeviceNet, Profibus-DP, Profibus-PA.
• Industrielles Ethernet: EtherNet/IP, EtherCAT, HSE, Profinet, EPA, Modbus.
• Industrial Wireless: IEEE 802.11, ZigBee, Rfieldbus.

Diese Protokolle erleichtern die Kommunikation zwischen Feldnetzwerken, Steuernetzwerken und verschiedenen industriellen Steuergeräten.

Wichtige Systeme und Geräte

Zu den beliebten Systemen und Geräten in der industriellen Automatisierungssteuerung gehören:

• Servosysteme: Präzise Steuerung der Winkel- oder Linearposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung.
• Stepper-Systeme: Diskrete Bewegungssteuerung.
• Antriebe mit variabler Frequenz (VFDs): Steuern Sie Motorgeschwindigkeit und Drehmoment durch Variation der Motoreingangsfrequenz und -spannung.
• Sensoren: Erkennen Sie Veränderungen in der Umgebung oder im System.
• Instrumentierung: Prozessvariablen messen und steuern.
• Human-Machine Interfaces (HMIs): Schnittstelle zwischen dem Bediener und der Maschine.
• Distributed Control Systems (DCS): Verteilte Steuerung für komplexe Prozesse.
• Fieldbus Control Systems (FCS): Dezentrale Kommunikationsnetzwerke.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass moderne Steuerungssysteme für die industrielle Automatisierung umfassend sind und verschiedene Technologien integrieren, um die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit in industriellen Prozessen zu verbessern.