Automatizačné systémy sa nachádzajú na riadiacej úrovni automatizačnej pyramídy, spracovávajú signály zo senzorov a riadia akčné členy. Prenášajú dáta po pyramíde na úroveň riadenia spoločnosti.
Automatizačné systémy sa zvyčajne inštalujú do rozvádzačov a dajú sa namontovať na DIN lištu. Pozostávajú z centrálnej jednotky (1), ktorá komunikuje s pripojovacími modulmi (2 až 8) prostredníctvom systémovej zbernice.
Centrálna jednotka je zodpovedná za riadenie a komunikáciu na vyššej úrovni. V nej sú k dispozícii všetky premenné pripojovacích modulov (napríklad teploty senzorov na analógových vstupoch). V centrálnej procesorovej jednotke sa zvyčajne používa aj PLC, aby sa dali napríklad spracovávať krokové sekvencie.
Automatizačné systémy riadia a monitorujú procesné premenné. Na to je potrebné merať teplotu, tlak, prietok, vlhkosť a ďalšie fyzikálne premenné. Snímače majú často internú elektroniku a nameranú hodnotu vysielajú ako signál 4 až 20 mA. Analógové vstupy automatizačného systému musia byť preto schopné vyhodnocovať aspoň prúdové signály.
Znázornený pripojovací modul (3) má 4 univerzálne vstupy na príjem prúdových signálov (4 až 20 mA), ale je vhodný aj na príjem odporových teplomerov a termočlánkov. Druhý analógový vstupný modul (4) môže prijať 8 odporových teplomerov.
Spravidla sa v systémoch musia zaznamenávať aj binárne signály, ako napríklad stav termostatov, tlakových spínačov a snímačov priblíženia. Na tento účel musí byť k dispozícii aj hardvér (6 + 7).
Automatizačné systémy často ovplyvňujú procesné premenné. Musia byť riadené ohrev, zvlhčovanie a napríklad menič na zmenu rýchlosti motora. Ovládanie sa zvyčajne vykonáva pomocou prúdového signálu (4 až 20 mA), čo znamená, že rozhraniové moduly musia poskytovať analógové výstupy (5).
Pohony sa tiež ovládajú prostredníctvom binárnych výstupov, ako sú reléové výstupy (8) alebo logické výstupy (6 + 7).
Procesné premenné musia byť prítomné na rôznych úrovniach v procesných krokoch (napr. 120 °C, 3 bary alebo 270 l/h). Centrálna jednotka musí určiť zodpovedajúce požadované hodnoty a regulátory musia zabezpečiť, aby boli premenné v systéme regulované riadením ohrievačov, kompresorov a čerpadiel. V mnohých systémoch sú regulátory implementované v PLC – ide potom o takzvané softvérové regulátory. Systém zobrazený tu však má hardvérové regulátory (2). Táto koncepcia má dve výhody: Regulátory regulujú na poslednú požadovanú hodnotu, aj keď PLC zlyhá (vyššia spoľahlivosť procesu); skutočné a požadované hodnoty sa nemusia prenášať medzi PLC a regulátormi v cykle vzorkovacieho času (skrátenie času cyklu zbernice).
Štruktúra znázorneného systému je centralizovaná. Všetky káble senzorov/akčných členov musia byť vedené centrálne do rozvádzacej skrine systému. Predstavte si však subsystém, ktorý sa nachádza približne 50 metrov od rozvádzacej skrine. V tomto scenári vyžadujú analógové senzory/akčné členy najmä veľa kabeláže. Z tohto dôvodu je v mnohých automatizačných systémoch možné umiestniť niektoré pripojovacie moduly do podružného rozvádzača a pripojiť ich k hlavnému systému prostredníctvom systémovej zbernice. Tým sa centrálny automatizačný systém premení na decentralizovaný systém a zníži sa náročnosť kabeláže.
Efektívna automatizácia procesov vyžaduje konzistentné monitorovanie systému, takže systém musí byť zobrazený so všetkými procesnými premennými. Musí byť tiež možné vykonávať zmeny vo vizualizácii, napríklad nastaviť inú požadovanú hodnotu. V príkladovom systéme je vizualizácia nastavená v implementovanom PLC. Všetky koncové zariadenia, ktoré sú v rovnakej sieti ako LAN rozhranie centrálnej jednotky, môžu vyvolať vizualizáciu alebo webový server PLC. Koncovými zariadeniami môžu byť prehliadačové aplikácie alebo webové panely.
Vizualizácia alebo ovládanie by často malo byť možné na celom svete na rôznych koncových zariadeniach. Na tento účel je možné k systému pristupovať v cloudovej aplikácii prostredníctvom počítača alebo smartfónu.
Automatizačný systém má zvyčajne PLC, ktoré je naprogramované v programovacom jazyku, ako je kód CFC alebo ST. Toto prepája signály rozhraniových modulov (ktoré prijímajú signály) a riadi rozhraniové moduly (ktoré majú výstupy). Takto PLC implementuje napríklad sekvenčné riadenie.
Implementácia kompletného automatizačného riešenia je veľmi rozsiahla. Pre zjednodušenie nastavenia existuje pre vzorový systém konfiguračný program, ktorý dokáže vykonať základné nastavenia, ako je prispôsobenie analógových vstupov senzorom a funkcie riadiacich modulov. Projekt sa potom rozšíri pomocou PLC - tu sa používajú vzorové projekty obsahujúce vizualizáciu. Tento postup výrazne znižuje časovú náročnosť nastavenia automatizačného systému.
V mnohých aplikáciách musí byť možné sledovať priebeh procesných premenných, ako je teplota, tlak, vlhkosť atď., počas výrobného procesu. Preto musia byť všetky relevantné premenné zaznamenané a sledovateľné, napríklad pomocou čísla objednávky.
Vzorový systém prenáša zaznamenané namerané hodnoty na server prostredníctvom siete. K serveru je možné pristupovať prostredníctvom prehliadača na všetkých počítačoch v rovnakej sieti, aby bolo možné analyzovať údaje, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Okrem toho musí byť automatizačný systém prístupný pre iné systémy prostredníctvom rozhrania. Vzorový systém preto môže komunikovať prostredníctvom rozhrania LAN (sieť), cez PROFINET alebo cez sériové rozhrania.