Hva er Industrial Automation? Typer, nivåer, fordeler

I denne artikkelen vil vi se en oversikt over industriell automatisering, hva er fordelene med ulempene med industriell automatisering, forskjellige typer automatiseringssystemer, forskjellige nivåer i en typisk industriell automatiseringsapplikasjon og mange flere. Oversikt over introduksjon Hva er industriell automatisering? Eksempel å forstå Industriell automatiseringMotivasjon for industriell automatiseringNivåer for industriell automatiseringsprosessSupervisor LevelControl LevelField LevelTypes of Industrial Automation SystemsFixed Automation SystemProgrammable Automation SystemFlexible Automation SystemIntegrated Automation System Fordeler og ulemper ved Industrial Automation Fordeler å hjelpe mennesker med forskjellige produksjonsoppgaver. En industriell produksjonsprosess består av en rekke maskiner, gjennom hvilke en kombinasjon av råvarer går t gjennom og transformere til sluttproduktet. Her kan begrepet "maskin" være alt som en motor, drill, transportbånd, etc. som kommer under elektromekaniske enheter eller kjemiske maskiner som ovner, tørketromler, kjemiske forbrenningssystemer etc. I dag har Industrial Automation overtatt produksjonsprosessen i næringer, og det er veldig vanskelig å forestille seg en produksjonslinje uten automatiseringssystemer. Det er flere faktorer som fører til implementering av automatiseringssystem i industriell produksjon som krav til produkter av høy kvalitet, høye forventninger til produkts pålitelighet, produksjon i store mengder etc. Hva er Industrial Automation? Industrial Automation er en prosess med drift av maskiner og andre industrielt utstyr ved hjelp av digital logisk programmering og redusering av menneskelig inngrep i beslutningstaking og manuell kommandoprosess ved hjelp av mekanisert utstyr. Definisjonen ovenfor er definitivt ikke enkel å forstå, men la oss prøve å forstå hva en industriell automatisering er med hjelp av et lite eksempel. Eksempel for å forstå industriell automatisering Vurder en manuell industriell produksjonsprosess, der en operatør observerer temperaturen i en ovn. Anta at oppgaven er å nå en viss temperatur og opprettholde denne temperaturen i ca. 30 minutter. Så operatøren må først justere mengden drivstoff til ovnen ved å kontrollere en ventil for å øke temperaturen til ønsket mengde. Når nødvendig temperatur er oppnådd, må den opprettholdes ved konstant å justere ventilen dvs. enten øke eller redusere drivstoffet avhengig av temperaturen i de neste 30 minuttene. Nå, med industriell automatisering, blir hele prosessen ivaretatt uten hjelp av en operatør. Først er det en temperatursensor plassert i nærheten av ovnen som rapporterer temperaturen til en datamaskin. Nå er det en motorisert ventil, som også styres av datamaskinen, for at drivstoffet skal tilføres ovnen. Basert på temperaturavlesningene fra sensoren, vil datamaskinen åpne ventilen for å tillate mer drivstoff i begynnelsen. Når ønsket temperatur er oppnådd, stenges ventilen. Men datamaskinen kan åpne eller lukke ventilen, selv for å la den minste mengden drivstoff flyte, basert på temperaturavlesningene. Timeren i datamaskinen indikerer når 30 minutter er oppe og datamaskinen kan slå av systemet helt. Eksemplet ovenfor kan virke uklart, men det hjelper å forstå hvordan et typisk industrielt automatiseringssystem kan implementeres. I eksemplet ovenfor er det absolutt null menneskelige inngrep, og hele oppgaven er fullstendig utført av automatiseringssystemet Motivasjon for industriell automatisering Begrepet automatisering ble laget av en ingeniør fra Ford Motor Company, som var pionerer innen industriell automatisering og produksjon av samlebånd. . I begynnelsen er den industrielle produksjonsprosessen basert på øynene, hendene og hjernen til en arbeider, i motsetning til dagens sensorer, aktuatorer og datamaskiner. Opprinnelig er implementeringen av automatisering i en produksjonsprosess fokusert på å erstatte en menneskelig arbeider med en uavhengig maskin. I utgangspunktet måtte disse uavhengige maskinene koordineres av en menneskelig veileder for en jevn produksjonsprosess, men med teknologisk utvikling i analoge og digitale kontrollsystemer, mikroprosessorer og PLSer (programmerbare logikkontrollere) og forskjellige sensorer, har det blitt veldig enkelt å synkronisere flere uavhengige maskiner og prosesser og oppnå ekte industriell automatisering. Med økningen i industriell økonomi har forretningsstrategiene for industriell automatisering også endret seg over tid. I dag er de grunnleggende motivasjonene for å implementere industriell automasjon: Øke produksjonen Redusere kostnader, spesielt menneskelige kostnader.Forbedre kvaliteten på produktet Effektiv bruk av råvarer Redusere energiforbruket Øke forretningsfortjenesten Det er noen få sekundære motivasjoner for å bruke automatisering i industriell produksjonsprosess. som å gi et trygt miljø for operatøren, redusere miljøforurensningen osv. Nivåer av industriell automatiseringsprosess Det er flere måter å beskrive nivåene til en industriell automatiseringsprosess på, men den enkleste av alt er følgende hierarkiske trekant med trenivårepresentasjon av en typisk Industrial Automation Application.Supervisor LevelSittende øverst i hierarkiet, består veiledernivået vanligvis av en industriell PC, som vanligvis er tilgjengelig som en stasjonær PC eller en Panel PC eller en Rack-montert PC. Disse PC -ene kjøres på standard operativsystemer med en spesiell programvare, vanligvis levert av leverandøren for industriell prosesskontroll. Hovedformålet med programvaren er prosessvisualisering og parameterisering. En spesiell industriell ethernet brukes til kommunikasjon, som kan være Gigabit LAN eller hvilken som helst trådløs topologi (WLAN). Kontrollnivå Kontrollnivået er mellomnivået i hierarkiet, og dette er nivået der alle automatiseringsrelaterte programmer utføres. For dette formålet brukes vanligvis programmerbare logikkontrollere eller PLSer, som gir sanntids databehandlingsevne. PLSer implementeres vanligvis ved hjelp av 16-biters eller 32-biters mikrokontrollere og kjøres på et proprietært operativsystem for å oppfylle sanntidskravene. PLSer kan også kobles til flere I/O -enheter og kan kommunisere gjennom forskjellige kommunikasjonsprotokoller som CAN. Feltnivå Terminalutstyret som sensorer og aktuatorer er kategorisert i feltnivå i hierarkiet. Sensorene som temperatur, optisk, trykk etc. og aktuatorer som motorer, ventiler, brytere etc. er koblet til en PLS gjennom en feltbuss og kommunikasjonen mellom en Field Level-enhet og dens tilsvarende PLS er vanligvis basert på en punkt-til-punkt-forbindelse. Både kablede og trådløse nettverk brukes til kommunikasjon og ved å bruke denne kommunikasjonen kan PLS-en også diagnostisere og parameterisere ulike komponenter. I tillegg krever et industrielt automatiseringsprosesssystem også to hovedsystemer. De er: Industriell strømforsyning Sikkerhet og beskyttelse Strømkravene til forskjellige systemer på forskjellige nivåer i hierarkiet kan være ekstremt forskjellige. For eksempel går PLS-er vanligvis på 24V DC, mens tunge motorer går på enten 1-fase eller 3-faset vekselstrøm. Så det kreves et bredt spekter av riktig inngangsspenning for en problemfri drift. I tillegg bør det være sikkerhet for programvaren som brukes til å kontrollere PLS-er, siden den enkelt kan endres eller ødelegges. Med tanke på alle de ovennevnte nivåene og tilhørende komponenter, vil et typisk Industrial Automation System ha følgende struktur. Nå som vi har sett litt om utformingen av et typisk industrielt automatiseringssystem, la oss gå videre med diskusjonen om de forskjellige typene industrielle automatiseringssystemer. Industrielle automatiseringssystemer er vanligvis kategorisert i fire typer: Fast automatiseringssystem Programmerbart automatiseringssystem Fleksibelt automatiseringssystem Integrert automatiseringssystem Fast automatiseringssystem I et fast automatiseringssystem er produksjonsutstyret fikset med et fast sett med operasjoner eller oppgaver, og det er sjelden endringer i disse operasjonene. Fixed Automation System brukes vanligvis i kontinuerlige flytprosesser som transportører og masseproduksjonssystemer. Programmerbart automatiseringssystem I programmerbart automatiseringssystem kan operasjonssekvensen samt konfigurasjonen av maskinen endres ved hjelp av elektroniske kontroller. Dette systemet krever en betydelig mengde tid og krefter for å omprogrammere maskinene og brukes vanligvis i batchprosessproduksjon. Fleksibelt automatiseringssystem Et fleksibelt automatiseringssystem kontrolleres vanligvis alltid av datamaskiner og implementeres ofte der produktet varierer ofte. CNC -maskiner er et eksempel på dette systemet. Koden gitt av operatøren til datamaskinen er unik for en bestemt jobb og basert på koden skaffer maskinen seg de nødvendige verktøyene og utstyret for produksjonen Integrert automatiseringssystem Et integrert automatiseringssystem er et sett med uavhengige maskiner, prosesser og data, alle jobber synkront under kommando av et enkelt kontrollsystem for å implementere et automatiseringssystem for en produksjonsprosess. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), datastyrte verktøy og maskiner, roboter, kraner og transportører er alle integrert ved hjelp av kompleks planlegging og produksjonskontroll Fordeler og ulemper ved industriell automatisering Fordeler Oppgaven utført av menneskelige operatører som involverer kjedelig fysisk Menneskelige operatører kan unngå å arbeide i farlige produksjonsmiljøer med ekstreme temperaturer, forurensning, berusende elementer eller radioaktive stoffer. Oppgavene som er vanskelige for en typisk menneskelig operatør, kan enkelt utføres. Disse oppgavene inkluderer løfting av tunge og store laster, arbeid med ekstremt små gjenstander etc. Produksjonen er alltid raskere og kostnaden for produktet er betydelig mindre (sammenlignet med det samme produktet som produseres med manuell drift). Flere kvalitetskontroller kan utføres integrert i produksjonsprosessen for å gi konsistens og uniformitet. Industriens økonomi kan forbedres betydelig, noe som har en direkte innvirkning på levestandarden. Ulemper Tap av arbeidsplasser. Siden flertallet av arbeidet utføres av maskiner, er kravet til manuelt arbeid veldig mindre. Alle ønskede oppgaver kan ikke automatiseres ved hjelp av dagens teknologi. For eksempel er det best med produkter med uregelmessige former og størrelser for manuell montering. (Denne trenden ser ut til å være i endring med avanserte datamaskiner og algoritmer.) Det er mulig å bruke automatisering for visse prosesser, dvs.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste