Эта статья будет обзорная и начального уровня, для тех, кто только делает свои первые шаги в аквакультуре и не знает ничего. Разрозненной информации очень много и очень трудно сразу разобраться в тонкостях Надеюсь вам помочь избежать ошибок и лишних затрат.
Рынок использования автоматики акваферм хоть и в некотором виде представлен в нашей стране. Но большинство устройств создаются без системного подхода, и многие энтузиасты даже не представляют, что такое промышленная автоматика и изобретают велосипед в меру своего понимания этого вопроса. Пример, есть несколько пацанов которые каким-то образом оказались рядом с кормушками. Они программисты и по модному веянию знакомы с ардурино и немного с робототехникой. Да, они с этим всем могут разработать и даже это будет работать. Будет неплохой функционал. Вы сможете даже иметь, связь, визуализацию и управление удаленно.
Но это не будет промышленным решением, потому что все комплектующие изначально изготовлены без запаса прочности на промышленные условия. Не будет прочности на ту влажность что у вас на ферме. Эти вещи сделаны на использование в идеальных условиях. Нет заранее заложенных алгоритмов на отказоустойчивость. ПЛК (промышленный логический контролер) при сбоях имеет скорость перезагрузки параметров в миллисекундах. С этим никак не может конкурировать ни один компьютер. Ну или вы дошли в развитии фермы до промышленной автоматизации и у вас уже есть масса решений, которые требуют глобальной переделки автоматики. Т.Е. вы будете повторно платить за переделку этапа, который у вас был оплачен. Обновление всё-таки не стройка заново. Да, без ошибок не обойдется, но они не будут настолько глобальны.
Итак, начинаем с самых простых вещей.
Какая бывает автоматика.
Механическая, релейная и программируемая…
Механическая – не стоит всё усложнять… Это промышленность, чем меньше вы сделаете вложений, тем ниже затраты для получения результата. Что бы не латать в высокие матери приведу примеры из обычной жизни примеры механической автоматики. У каждого в квартире есть ванна и унитаз. В ванной есть перелив, его еще некоторые сантехники в моем детстве называли «сторож». Как это работает? Вы забыли выключить воду и когда уровень достигает до отверстия перелива, лишняя вода устремляется в канализацию. Можно конечно говорить, что оно работает не четко и все равно ванна может перелиться. А вот тут еще один момент. В бытовых вещах многие упускают момент наладки и расчетов. Устройства даже механические в промышленности не берутся как готовое решение, в обязательном порядке рассчитываются и проверяются на работоспособность в реальных условиях.
Также работает наполнение водой унитаза. Вы нажали кнопку вода слилась и пока поплавок не всплыл вода наполняет бачок. Нет никакой релейной или другой автоматики, но используете уже не одно десятилетние и сомневаюсь, что будет какие-то новые решения в этом направлении.
Такие решения тоже придаться использовать – первое это снижает стоимость вложений, да и не стоит проверять все параметры постоянно. Скажу больше, я работал с человеком, который обучался и работал на создании и монтаже топливных систем на космических ракетах и о ужас используются банальные поплавки… Так зачем вам на акваферме сервопривод на какой обычный уровень? И поверьте моему опыту, чем больше сложных устройств, тем больше возможных отказов работоспособности.
Релейная автоматика
С развитием электрификации всех сфер жизни общества появляются устройства, работающие на электричестве. Рассвет первых автоматических устройств в механике пришелся с зарождением первых производств, а реле стали появляться на заре 19-го года. Основной принцип работы — это какой-либо датчик посылает при срабатывании электрический сигнал, а в реле срабатывает электромагнитная катушка и уже от вашей потребности либо используется замыкающий контакт, либо размыкающий. Эти контакты называются, НО – нормально открытый, либо НЗ - нормально закрытый. Забегу чуть вперед. Датчики и исполнительные катушки реле в нашей сфере надо выбирать низковольтные это требуют правила ПУЭ и разумный подход к пассивной безопасности. И желательно выбрать какое-то одно напряжение. На заре своего опыта у меня был первый шкаф управления (АСУ ТП) в котором одновременно присутствовало 12,24,100, 220, 380 вольт. О, это был предмет гордости. Но столько лишних преобразователей напряжения, это неразумно и расточительно. Теперь использую 24 вольта на питание сети датчиков и реле, и 220, 380 это на питание исполняющих устройств: моторы, лампы и т.д.
Какие бывают датчики? Герконовые, датчики объема, инфракрасные, вибрационные, метки (Холла), тензодатчики (веса), термодатчики, кондуктометрический, разницы потенциалов и другие. Все он посылают или прерывают (НО, НЗ) управляющий электрический сигнал.
Релейная автоматика используется до сих пор и маловероятно что она сегодня исчезнет. В какой шкаф управления не загляни в нем присутствует и релейная автоматика (аналоговая) и программируемая (ПЛК)
Отдельное место занимают программируемые реле. Это тоже реле, но оно расширено программными возможностями и благодаря чему не приходится использовать дополнительные устройства автоматики. Мы все хоть раз в жизни пользовались автоматическими воротами шлагбаумами или, например, турникеты, вот в них и используется такое реле. Этими устройствами не заканчивается. Такое реле использовал для управления работой барабанного фильтра. Все ограничивается вашим воображением и решаемыми вопросами.
Часто в описаниях пишут, автоматизация по жесткой или гибкой логике. Аналоговая автоматика или жесткая логика – это релейная автоматика.
Программируемая автоматика.
Отличительная особенность для исполнения алгоритма работы используется промышленный логический контроллер (ПЛК, PLC). Для получения обрабатываемых сигналов используются весь тот же спектр датчиков. А сам логический алгоритм обрабатывается контроллером. Отличительная особенность автоматики на ПЛК это значительное снижение затрат на монтаж и сборку шкафа управления - автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП). Релейная автоматика отличается от программируемой именно и трудозатратами на сборку. В моей практике был шкаф для сигнализации критических уровней перелива, потока, датчики протечки. Так вот было принято решение сделать это на жесткой логике. Промежуточных реле 2 вида было 18 штук. 8 кондуктометрических реле, несметное количество кнопок. Каждый контур должен был иметь возможность включения в работу, несколько пожарных ревунов и кнопок сброса их. Также был GSM модуль, отправляющий смс о аварии на несколько номеров. Итак, количество собранных контактов, бросил считать на 3800 штуке. Полностью исключить из системы релейную логику не получится. Но она позволяет решить все требуемые потребности.
Возможность перенастройки алгоритма работы в программируемой логике занимает малое время. У вас есть возможность на компьютере создать или усовершенствовать алгоритм и за несколько секунд не останавливая работу записать новую программу в ПЛК и за миллисекунды запустить, в случае сбоев быстро также откатить систему на старый алгоритм. Также вы можете в среде разработки программы в деморежиме проверить работу, до записи в ПЛК. Также некоторые версии имеют свой экран и возможность прямо с лицевой панели настраивать систему.
В случае релейной логике вам, надо вручную пере подключить все контакты в новой логике. Т.Е. вам надо подойти к шкафу и физически это переделать. Естественно, вам придется остановить весь процесс. Можно конечно и на ходу, но при неудаче вы получите феерическое шоу салютов, дай Бог без жертв.
С развитием технологии изменяется подход к визуализации. Вы можете создать диспетчерскую, в которой будет визуально отображен весь технологический процесс (ТП). Также это все может быть реализовано для просмотра онлайн в облачном сервисе, например. Также есть ПЛК с возможностью подключения к серверу и добавить функцию обработки и хранения данных.
Итак, зная отличительные особенности автоматизации, вы можете принять верное решения для создания своего автоматизированного производства.
Средства автоматизации позволяют снизить количество требуемого персонала, они не ходят в отпуск, не ходят на перекуры, предельно внимательны и собраны, и всегда готовы отреагировать на ситуацию. Хоть и стоят довольно дорого, но это разовое вложение позволяющие многие годы пользоваться результатами.
Синонимы программируемой автоматики в отличии от релейной, жесткой логике, это называют - гибкой логикой.
Рубрикатор