Ce este automatizarea industrială? Tipuri, niveluri, avantaje

În acest articol, vom vedea o prezentare generală a automatizării industriale, care sunt avantajele dezavantajelor automatizării industriale, diferite tipuri de sisteme de automatizare, niveluri diferite într-o aplicație tipică de automatizare industrială și multe altele. Introducere generală Ce este automatizarea industrială? Automatizare industrială Motivare pentru automatizare industrială Niveluri de proces de automatizare industrială Nivel de supraveghere Nivel de control Nivel de câmp Tipuri de sisteme de automatizare industrială Sistem de automatizare fixă ​​Sistem de automatizare programabil Sistem de automatizare flexibil Sistem de automatizare integrat Avantajele și dezavantajele automatizării industriale pentru a ajuta oamenii cu sarcini de producție diferite. Un proces de producție industrială constă din serie de mașini, prin care o combinație de materii prime trece prin transformare în produs final. Aici, termenul „mașină” poate fi ceva ca un motor, burghiu, bandă transportoare etc. care se încadrează sub dispozitive electromecanice sau mașini chimice precum cuptoare, uscătoare, sisteme de ardere chimică etc. Astăzi, Industrial Automation a preluat procesul de producție în industrii și este foarte greu de imaginat o linie de producție fără sisteme de automatizare. Există mai mulți factori care duc la implementarea sistemului de automatizare în producția industrială, cum ar fi cerința de produse de înaltă calitate, așteptări mari în ceea ce privește fiabilitatea produsului, producție cu volum mare etc. Ce este automatizarea industrială? echipamente industriale cu ajutorul programării logice digitale și reducerea intervenției umane în procesul decizional și de comandă manuală cu ajutorul echipamentelor mecanizate. Definiția de mai sus nu este cu siguranță una simplă de înțeles, dar să încercăm să înțelegem cu ce este o ajutorul unui mic exemplu. Exemplu pentru a înțelege automatizarea industrială Luați în considerare un proces manual de producție industrială, în care un operator observă temperatura unui cuptor. Să presupunem că sarcina este să atingeți o anumită temperatură și să mențineți acea temperatură timp de aproximativ 30 de minute. Deci, operatorul trebuie să ajusteze mai întâi cantitatea de combustibil din cuptor controlând o supapă pentru a crește temperatura la cantitatea dorită. Odată ce temperatura necesară este atinsă, aceasta trebuie menținută prin reglarea constantă a supapei, adică fie creșteți, fie reduceți combustibilul în funcție de temperatură pentru următoarele 30 de minute. Acum, cu automatizarea industrială, întregul proces este îngrijit fără ajutorul unui operator. În primul rând, există un senzor de temperatură amplasat lângă cuptor, care raportează temperatura către un computer. Acum, există o supapă motorizată, care este controlată și de computer, pentru combustibilul care trebuie furnizat cuptorului. Pe baza citirilor de temperatură de la senzor, computerul va deschide supapa pentru a permite mai mult combustibil la început. Odată ce temperatura dorită este atinsă, supapa este oprită, dar computerul poate deschide sau închide supapa, chiar și pentru a permite să curgă o cantitate mică de combustibil, pe baza citirilor de temperatură. Cronometrul de pe computer va indica o dată ce au trecut 30 de minute și computerul poate opri complet sistemul. Exemplul de mai sus poate părea vag, dar ajută la înțelegerea modului în care poate fi implementat un sistem de automatizare industrial tipic. În exemplul de mai sus, există absolut zero intervenții umane și întreaga sarcină este realizată complet de sistemul de automatizare. . La început, procesul de producție industrială se bazează pe ochii, mâinile și creierul unui lucrător, spre deosebire de senzorii, actuatorii și calculatoarele moderne. o mașină independentă. Inițial, aceste mașini independente trebuiau coordonate de un supraveghetor uman pentru un proces de producție lin, dar cu evoluțiile tehnologice în sistemele de control analogice și digitale, microprocesoarele și PLC-urile (Controlere logice programabile) și diferiți senzori, a devenit foarte ușor sincronizarea mai multor mașini și procese independente și realizează o adevărată automatizare industrială. Odată cu creșterea economiei industriale, strategiile de afaceri pentru automatizarea industrială s-au schimbat de-a lungul timpului. În zilele noastre, motivațiile fundamentale pentru implementarea automatizării industriale sunt: ​​Creșterea producției Reducerea costurilor, în special a costurilor legate de om Îmbunătățirea calității produsului Utilizarea eficientă a materiilor prime Reducerea consumului de energie Creșterea profiturilor afacerii Există câteva motivații secundare pentru utilizarea automatizării în procesul de producție industrială cum ar fi furnizarea unui mediu sigur pentru operator, reducerea poluării mediului etc. Niveluri ale procesului de automatizare industrială Există mai multe moduri de a descrie nivelurile unui proces de automatizare industrială, dar cel mai simplu dintre toate este următorul triunghi ierarhic de reprezentare pe trei niveluri a unui proces de automatizare industrială. Aplicație tipică de automatizare industrială. Nivelul supraveghetorului Situat în partea de sus a ierarhiei, nivelul supraveghetorului constă de obicei dintr-un PC industrial, care este de obicei disponibil ca un desktop PC sau un Panel PC sau un PC montat pe rack. Aceste PC-uri rulează pe sisteme de operare standard cu un software special, de obicei furnizat de furnizor pentru controlul proceselor industriale. Scopul principal al software-ului este vizualizarea și parametrizarea procesului. Pentru comunicare se utilizează un Ethernet industrial special, care poate fi Gigabit LAN sau orice topologie fără fir (WLAN). Nivel de control Nivelul de control este nivelul mediu din ierarhie și acesta este nivelul în care sunt executate toate programele legate de automatizare. În acest scop, în general, sunt utilizate controlere logice programabile sau PLC-uri, care oferă capacitate de calcul în timp real. PLC-urile sunt de obicei implementate folosind microcontrolere pe 16 biți sau pe 32 de biți și rulează pe un sistem de operare proprietar pentru a îndeplini cerințele în timp real. PLC-urile sunt, de asemenea, capabile să fie interfațate cu mai multe dispozitive I / O și pot comunica prin diferite protocoale de comunicații, cum ar fi CAN. Senzorii precum temperatura, optica, presiunea etc. și actuatoare precum motoare, supape, întrerupătoare etc. sunt interfațate cu un PLC printr-o magistrală de teren și comunicația între un dispozitiv Field Level și PLC-ul său corespunzător se bazează de obicei pe o conexiune punct-la-punct. diagnosticați și parametrați diferite componente. În plus, un sistem de proces industrial de automatizare necesită, de asemenea, două sisteme majore. Acestea sunt: ​​Sursa de alimentare industrială Securitate și protecție Cerințele de energie ale diferitelor sisteme la diferite niveluri ale ierarhiei pot fi extrem de diferite. De exemplu, PLC-urile rulează de obicei pe 24V DC, în timp ce motoarele grele funcționează fie pe AC monofazat, fie trifazat. Deci, este necesară o gamă largă de surse de alimentare adecvate pentru o funcționare fără probleme. În plus, ar trebui să existe securitate pentru software-ul utilizat pentru a controla PLC-urile, deoarece acesta poate fi ușor modificat sau corupt. Având în vedere toate nivelurile menționate mai sus și componentele corespunzătoare, un sistem tipic de automatizare industrială va avea următoarea structură. Sisteme de automatizare industrială Acum, că am văzut puțin despre aspectul unui sistem tipic de automatizare industrială, să continuăm cu discuția diferitelor tipuri de sisteme de automatizare industrială. Sistemele de automatizare industrială sunt de obicei clasificate în patru tipuri: Sistem de automatizare fix Sistem de automatizare programabil Sistem de automatizare flexibil Sistem de automatizare integrat Sistem de automatizare fix Într-un sistem de automatizare fix, echipamentul de producție este fixat cu un set fix de operațiuni sau sarcini și rareori există modificări ale acestor operațiuni. Sistemul de automatizare fix este de obicei utilizat în procese de flux continuu, cum ar fi transportoare și sisteme de producție în masă. Acest sistem necesită o cantitate semnificativă de timp și efort pentru a reprograma mașinile și este utilizat de obicei în procesul de producție în serie. Sistem de automatizare flexibilUn sistem de automatizare flexibil este de obicei, întotdeauna controlat de computere și este adesea implementat acolo unde produsul variază frecvent. Mașinile CNC sunt exemplul de pariu pentru acest sistem. Codul dat de către operator computerului este unic pentru o anumită muncă și pe baza codului, mașina achiziționează instrumentele și echipamentele necesare pentru producție. Sistem de automatizare integratUn sistem de automatizare integrat este un set de mașini, procese și date independente, toate lucrand sincron sub comanda unui singur sistem de control pentru implementarea unui sistem de automatizare a unui proces de productie. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), unelte și mașini controlate de computer, roboți, macarale și transportoare sunt toate integrate utilizând programarea complexă și controlul producției. munca poate fi ușor înlocuită. Operatorii umani pot evita lucrul în medii de producție periculoase, cu temperaturi extreme, poluare, elemente intoxicante sau substanțe radioactive. Sarcinile care sunt dificile pentru un operator uman tipic pot fi realizate cu ușurință. Aceste sarcini includ ridicarea sarcinilor grele și mari, lucrul cu obiecte extrem de mici etc. Producția este întotdeauna mai rapidă și costul produsului este semnificativ mai mic (în comparație cu același produs care este produs cu operare manuală). Se pot efectua mai multe verificări de control al calității. integrate în procesul de producție pentru a oferi consistență și uniformitate.Economia industriei poate fi îmbunătățită semnificativ, ceea ce are un impact direct asupra nivelului de trai.Dezavantaje Pierderea locurilor de muncă. Deoarece cea mai mare parte a muncii este realizată de mașini, necesarul de muncă manuală este foarte mic. Toate sarcinile dorite nu pot fi automatizate folosind tehnologia actuală. De exemplu, produsele cu forme și dimensiuni neregulate sunt cel mai bine lăsate pentru asamblarea manuală. (Această tendință pare să se schimbe cu computerele și algoritmii avansați). Este fezabil să se utilizeze automatizarea pentru anumite procese, adică

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje