Как изучить автоматизацию

АСУ условно можно разделить на простые и сложные.

Простые обычно строятся на реле и готовых приборах типа таймеров, измерителей-регуляторов и т.п.

Сложные обычно строятся на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК) и SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных).

Последовательность обучения инженера по автоматизации (по разделам) может быть такой (это моё видение, а не обязательная к исполнению инструкция):

1. Электротехника, электропривод и релейная автоматика. На этом этапе следует изучить:
• Основы электротехники.
• Основные виды силовых кабелей и проводов.
• Основные способы управления электроприводом.
• Электромагнитные реле.
• Электромагнитные пускатели, устройства тепловой защиты электродвигателей.
• Электромагнитные клапаны.
• Трансформаторы тока.
• Устройства измерения тока.
• Частотные преобразователи и устройства плавного пуска.
2. САПР и ГОСТ. На этом этапе изучить:
• ГОСТы по проектированию (ЕСКД, а также ГОСТы по автоматизации, особенно в части разработки технических заданий и другой документации).
• CAD-системы (САПР – Системы Автоматизированного Проектирования). В частности – КОМПАС.
• Основные виды схем и чертежей, которые используются при разработке систем автоматизации.
3. Простые АСУ на основе реле и готовых приборов. На этом шаге следует изучить основные технические средства автоматизации (ТСА) и приборы, а также некоторые другие вопросы, такие как:
• Основные стандарты аналоговых сигналов.
• Основные виды датчиков температуры и принципы их действия (термометры сопротивления, термопары, датчики со стандартным аналоговым выходом).
• Основные виды аналоговых датчиков тока (контактные, бесконтактные).
• Основные виды дискретных датчиков и принципы их действия:
• Конечные выключатели
• Бесконтактные (ёмкостные, индуктивные, оптические)
• Датчики уровней жидкости (поплавковые, кондуктометрические)
• Датчики уровней сыпучих материалов (бесконтактные, мембранные, ротационные)
• Реле времени, таймеры.
• Измерители, измерители-регуляторы.
• Программируемые реле.
4. Простые АСУ на основе ПЛК. На этом шаге следует изучить основы создания АСУ с использованием ПЛК:
• Что такое ПЛК.
• Основные принципы построения АСУ с использованием ПЛК.
• Основные производители ПЛК.
• ПЛК производства ОВЕН.
• Средства разработки ПО ПЛК.
• Способы «прошивки» ПЛК.
• Не менее одного языка программирования ПЛК. Начать можно с языка LD.
• Особенности программирования и использования ПЛК ОВЕН.
• Недокументированные возможности и недостатки ПЛК ОВЕН.
• Основные принципы работы интерфейса RS-485:
• Физический уровень
• Логический уровень (уровень протокола)
• Основные протоколы передачи данных (Modbus RTU, Modbus ASCII, ОВЕН).
• Основные виды кабелей для передачи цифровых данных.
• Модули ввода-вывода:
• Аналоговые.
• Дискретные.
• Способы подключения модулей ввода-вывода к ПЛК ОВЕН (RS-485, Ethernet).
• Способы конфигурирования программы ПЛК для работы с модулями ввода-вывода.
5. АСУ средней сложности на основе ПЛК и SCADA. На этом шаге следует изучить основы использования SCADA и продвигаться в направлении программирования ПЛК:
• Что такое SCADA.
• Основные SCADA системы.
• Основные принципы использования SCADA.
• Что такое ОРС-сервер. Установка и настройка ОРС-сервера для связи с ПЛК.
• Создание простых АСУ на основе ПЛК и SCADA:
• Конфигурирование SCADA (без программирования).
• Подключение SCADA к ПЛК через ОРС-сервер.
• Получение данных в SCADA из ПЛК.
• Отправка данных из SCADA в ПЛК.
• Другие языки программирования ПЛК (по возможности ST и FBD).
• Простые панели оператора (например, СМИ1):
• Конфигурирование.
• Способы подключения к ПЛК.
• Способы обмена данными между ПЛК и панелью оператора.
• Конфигурирование панели для обмена данными с ПЛК или другими устройствами.
• Конфигурирование ПЛК для обмена данными с панелью оператора.
6. Распределённые системы на основе нескольких ПЛК, объединённых в сеть, с использованием SCADA, облачных сервисов, дистанционного управления, с развитой аналитикой, отчётами и диагностикой неисправностей.
• Эффективное использование SCADA:
• Изучение языков программирования SCADA
• Работа с базами данных.
• Формирование отчётов и графиков.
• Графики реального времени.
• Диагностика неисправностей, окна сообщений и тревог.
• Разграничение прав доступа пользователей.
• Отправка почтовых сообщений о важных событиях АСУ
• Более глубокое изучение по отдельной программе.
• Объединение ПЛК в сеть. Изучение способов обмена данными через Ethernet как между ПЛК, так и между ПЛК и устройствами ввода-вывода.
• Графические панели оператора (например, СП307, СП310):
• Конфигурирование.
• Способы подключения к ПЛК.
• Способы обмена данными между ПЛК и панелью оператора.
• Конфигурирование панели для обмена данными с ПЛК или другими устройствами.
• Конфигурирование ПЛК для обмена данными с панелью оператора.
• Создание рецептов.
• Работа с внешними накопителями.
• Окна сообщений и тревог.
• Создание макросов на языке Си.
• Более глубокое изучение по отдельной программе.
• Панельные ПЛК (с сенсорной панелью) и более развитые средства разработки.
• GSM-модемы. Отправка СМС-сообщений о важных событиях АСУ.
• Облачные решения и Интернет вещей.
7. Выбор за вами. Как и где вы будете развиваться дальше (в каких направлениях, отраслях промышленности и т.п.) - это уже выберите вы сами, с учётом полученного на предыдущих шагах опыта.

Также очень важно знать стандарты и правила (ГОСТы, СНиПы, НПБ, РД, ПУЭ и др.) для той отрасли промышленности, для которой создаётся АСУ (то есть разрабатываемая АСУ должна соответствовать этим правилам). Кроме того, необходимо знать и выполнять законодательство той страны, для которой создаётся АСУ, и разрабатываемая АСУ также не должна нарушать законодательство.

Вот так примерно вышесказанное будет выглядеть в упрощённой графической форме:

Ну и напоследок несколько пояснений. Выше я говорил о ПЛК и других приборах производства российской компании ОВЕН. Но в вашем случае, разумеется, это может быть другой производитель. Просто я лучше всего знаю оборудование этой компании.

Чтобы пройти весь этот путь потребуются годы обучения и практики. Поэтому путь автоматизатора не лёгок. Но интересен. По всем этим шагам я постараюсь вас провести. Разумеется, на это тоже потребуется время. Каждая статья отнимает у меня не менее, чем полдня. А иногда я трачу на статью несколько дней. Так что новые материалы будут появляться не быстро, но будут однозначно.

Так что подписывайтесь на новости (красная кнопка вверху справа), чтобы ничего не пропустить…