Što je industrijska automatizacija? Vrste, razine, prednosti

U ovom ćemo članku vidjeti pregled industrijske automatizacije, koje su prednosti nedostataka industrijske automatizacije, različite vrste sustava automatizacije, različite razine u tipičnoj aplikaciji za industrijsku automatizaciju i mnoge druge. Pregled Uvod Što je industrijska automatizacija? Primjer za razumijevanje Industrijska automatizacijaMotivacija za industrijsku automatizacijuNivoi procesa industrijske automatizacijeRazvodni nivo Razina kontrolePolovna razinaVrste industrijskih automatizacijskih sustava Fiksni automatizacijski sustavProgramirani automatizacijski sustavFleksibilni sustav automatizacijeIntegrirani sustav automatizacijePrednosti i nedostaci industrijske automatizacijePrednosti NedostaciUvod U industrijsku revoluciju koja je u velikoj mjeri napredovala u Velikoj Britaniji, u industrijski napredak bio je značajan napredak kako bi pomogao ljudima s različitim proizvodnim zadacima. Industrijski proizvodni proces sastoji se od niza strojeva kroz koje prolazi kombinacija sirovina kroz i transformirati u konačni proizvod. Ovdje izraz "stroj" može biti bilo što poput motora, bušilice, transportne trake itd. koji spadaju pod elektromehaničke uređaje ili kemijske strojeve poput pećnica, sušilica, kemijskih sustava izgaranja itd. Danas je industrijska automatizacija preuzela proizvodni proces u industriji i vrlo je teško zamisliti proizvodnu liniju bez sustava za automatizaciju. Nekoliko je faktora koji dovode do implementacije sustava automatizacije u industrijsku proizvodnju, poput zahtjeva za visokokvalitetnim proizvodima, velikih očekivanja u pouzdanosti proizvoda, velike količine proizvodnje itd. Što je industrijska automatizacija? Industrijska automatizacija je proces rada strojeva i drugih industrijska oprema uz pomoć digitalnog logičkog programiranja i smanjenje ljudske intervencije u donošenju odluka i ručnom zapovjednom procesu uz pomoć mehanizirane opreme. Gornja definicija definitivno nije jednostavna za razumjeti, ali pokušajmo razumjeti što je industrijska automatizacija uz pomoć malog primjera. Primjer za razumijevanje industrijske automatizacije Razmotrite ručni proces industrijske proizvodnje, gdje operater promatra temperaturu pećnice. Pretpostavimo da je zadatak postići određenu temperaturu i održavati tu temperaturu oko 30 minuta. Dakle, rukovatelj mora prvo podesiti količinu goriva u pećnici upravljanjem ventilom kako bi se temperatura podigla na željenu količinu. Nakon što se postigne potrebna temperatura, mora se održavati stalnim podešavanjem ventila, tj ili povećavati ili smanjivati ​​gorivo ovisno o temperaturi za sljedećih 30 minuta. Sada se, uz industrijsku automatizaciju, cijeli proces vodi bez pomoći operatera. Prvo, u blizini pećnice nalazi se temperaturni senzor koji računalu prijavljuje temperaturu. Sada postoji motorni ventil, koji također kontrolira računalo, za dopremanje goriva u pećnicu. Na temelju očitanja temperature sa senzora, računalo će otvoriti ventil kako bi u početku omogućilo više goriva. Nakon što se postigne željena temperatura, ventil se zatvara. No računalo može otvoriti ili zatvoriti ventil, čak i dopustiti protok najmanje količine goriva, na temelju očitanja temperature. Mjerač vremena u računalu pokazat će nakon što istekne 30 minuta i računalo može potpuno isključiti sustav. Gornji primjer može se činiti nejasnim, ali pomaže u razumijevanju načina na koji se može implementirati tipičan sustav industrijske automatizacije. U gornjem primjeru nema apsolutno nula ljudskih intervencija i cijeli zadatak u potpunosti obavlja sustav automatizacije. Motivacija za industrijsku automatizaciju Izraz automatizacija skovao je inženjer iz Ford Motor Company, koji su bili pioniri u industrijskoj automatizaciji i proizvodnoj liniji za proizvodnju . U početku se proces industrijske proizvodnje temelji na očima, rukama i mozgu radnika, za razliku od suvremenih senzora, aktuatora i računala. Prvotno je implementacija automatizacije u proizvodnom procesu usmjerena na zamjenu ljudskog radnika nezavisni stroj. U početku je ove neovisne strojeve morao koordinirati ljudski nadzornik za nesmetan proizvodni proces. No s tehnološkim razvojem u analognim i digitalnim sustavima upravljanja, mikroprocesorima i PLC -ovima (programabilni logički kontroleri) i raznim senzorima, postalo je vrlo jednostavno sinkronizirati nekoliko neovisne strojeve i procese te postići pravu industrijsku automatizaciju. S porastom industrijske ekonomije, poslovne strategije za industrijsku automatizaciju također su se promijenile tijekom vremena. Danas su osnovni motivi za provedbu industrijske automatizacije: Povećanje proizvodnje Smanjenje troškova, posebno troškova povezanih s ljudima Poboljšanje kvalitete proizvoda Učinkovita uporaba sirovinaSmanjivanje potrošnje energije Povećanje poslovnog profita Postoji nekoliko sekundarnih motiva za korištenje automatizacije u procesu industrijske proizvodnje poput pružanja sigurnog okruženja za operatera, smanjenja zagađenja okoliša itd. Razine procesa industrijske automatizacije Postoji nekoliko načina za opisivanje razina procesa industrijske automatizacije, ali najjednostavniji od svih je sljedeći hijerarhijski trokut s tri razine prikaza tipična aplikacija za industrijsku automatizaciju. Razina supervizora Smještena na vrhu hijerarhije, razina nadzornika obično se sastoji od industrijskog računala, koje je obično dostupno kao stolno računalo ili panel računalo ili računalo sa stalkom. Ova računala rade na standardnim operativnim sustavima sa posebnim softverom, koji dobavljač obično daje za upravljanje industrijskim procesima. Glavna svrha softvera je vizualizacija procesa i parametrizacija. Za komunikaciju se koristi poseban industrijski ethernet, koji može biti Gigabitni LAN ili bilo koja bežična topologija (WLAN). Razina kontroleKontrolna razina je srednja razina u hijerarhiji i to je razina na kojoj se izvršavaju svi programi povezani s automatizacijom. U tu se svrhu općenito koriste programibilni logički kontroleri ili PLC-i koji pružaju računalne mogućnosti u stvarnom vremenu. PLC-ovi se obično implementiraju pomoću 16-bitnih ili 32-bitnih mikrokontrolera i izvode se na vlasničkom operacijskom sustavu kako bi zadovoljili zahtjeve u stvarnom vremenu. PLC -ovi također mogu biti povezani s nekoliko I/O uređaja i mogu komunicirati putem različitih komunikacijskih protokola poput CAN -a. Razina polja Terminalna oprema poput senzora i pokretača kategorizirana je u hijerarhiju na razini polja. Senzori poput temperature, optičkog, tlaka itd. i aktuatori poput motora, ventila, prekidača itd. su povezani s PLC-om putem sabirnice polja, a komunikacija između uređaja na razini polja i njegovog odgovarajućeg PLC-a obično se temelji na vezi od točke do točke. Za komunikaciju se koriste i žičane i bežične mreže, a pomoću ove komunikacije PLC može također dijagnosticiraju i parametriziraju različite komponente. Osim toga, industrijski procesni sustav također zahtijeva dva glavna sustava. To su: Industrijsko napajanjeSigurnost i zaštitaPotrebe napajanja različitih sustava na različitim razinama hijerarhije mogu biti izrazito različite. Na primjer, PLC-i obično rade na 24V DC, dok teški motori rade na jednofaznom ili trofaznom izmjeničnom naponu. Dakle, za rad bez problema potreban je širok raspon odgovarajućeg ulaznog napajanja. Dodatno, trebala bi postojati sigurnost softvera koji se koristi za upravljanje PLC-ovima jer se može lako mijenjati ili oštetiti. S obzirom na sve gore navedene razine i njihove odgovarajuće komponente, tipični sustav industrijske automatizacije imat će sljedeću strukturu. Vrste Sustavi industrijske automatizacije Sada kada smo vidjeli malo o izgledu tipičnog sustava industrijske automatizacije, nastavimo s raspravom o različitim tipovima sustava industrijske automatizacije. Sustavi industrijske automatizacije obično se kategoriziraju u četiri vrste. Fiksni sustav automatizacijeProgramirani sustav automatizacijeFleksibilni sustav automatizacijeIntegrirani sustav automatizacije Fiksni sustav automatizacije U fiksnom sustavu automatizacije proizvodna oprema je fiksirana s fiksnim nizom operacija ili zadataka i rijetko dolazi do promjena u tim operacijama. Fiksni sustav automatizacije obično se koristi u procesima kontinuiranog toka poput transportera i sustava masovne proizvodnje.Programirani sustav automatizacijeU programabilnom sustavu automatizacije, slijed operacija kao i konfiguracija strojeva mogu se promijeniti pomoću elektroničkih kontrola. Ovaj sustav zahtijeva znatnu količinu vremena i truda za reprogramiranje strojeva i obično se koristi u serijskim proizvodnim procesima. Fleksibilan sustav automatizacije Fleksibilni sustav automatizacije obično, uvijek kontroliraju računala i često se primjenjuju tamo gdje se proizvod često razlikuje. CNC strojevi primjer su oklade za ovaj sustav. Kôd koji operater daje računalu jedinstven je za određeni posao i na temelju koda stroj stječe potrebne alate i opremu za proizvodnju. Integrirani sustav automatizacije Integrirani sustav automatizacije je skup neovisnih strojeva, procesa i podataka, svi rade sinkrono pod zapovjedništvom jedinstvenog upravljačkog sustava za implementaciju sustava automatizacije proizvodnog procesa. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), računalno upravljani alati i strojevi, roboti, dizalice i transporteri integrirani su pomoću složenog raspoređivanja i kontrole proizvodnje. Prednosti i nedostaci industrijske automatizacije PrednostiZadatak koji izvode ljudski operateri uključujući dosadne fizičke rad se može lako zamijeniti.Ljudski operateri mogu izbjeći rad u opasnim proizvodnim okruženjima s ekstremnim temperaturama, zagađenjem, opojnim elementima ili radioaktivnim tvarima. Zadaci koji su teški za tipičnog čovjeka mogu se lako obaviti. Ti zadaci uključuju podizanje velikih i velikih tereta, rad s iznimno sitnim predmetima itd. Proizvodnja je uvijek brža i cijena proizvoda je znatno niža (u usporedbi s istim proizvodom koji se proizvodi ručnim upravljanjem). Nekoliko kontrola kvalitete može biti integriran u proizvodni proces kako bi se osigurala dosljednost i ujednačenost.Gospodarstvo industrije može se značajno poboljšati, što ima izravan utjecaj na životni standard.NedostaciGubitak radnih mjesta. Budući da većinu posla obavljaju strojevi, zahtjev za ručnim radom je vrlo mali. Svi se željeni zadaci ne mogu automatizirati pomoću postojeće tehnologije. Na primjer, proizvode nepravilnih oblika i veličina najbolje je ostaviti za ručno sastavljanje. (Čini se da se ovaj trend mijenja s naprednim računalima i algoritmima.) Moguće je koristiti automatizaciju za određene procese, tj.

Ostavite poruku 

Lista Poruka