Що таке промислова автоматизація? Типи, рівні, переваги

У цій статті ми побачимо огляд промислової автоматизації, які переваги мають недоліки промислової автоматизації, різні типи систем автоматизації, різні рівні в типовому додатку промислової автоматизації та багато іншого. Промислова автоматизація Мотивація для промислової автоматизації Рівні процесу промислової автоматизації Рівень супервізора Рівень контролю Рівень поля Типи систем промислової автоматизації Фіксована система автоматизації Програмована система автоматизації Гнучка система автоматизації Інтегрована система автоматизації Переваги та недоліки промислової автоматизації Переваги Недоліки Впровадження У промислову промислову революцію в промисловий період все частіше розвивалися промислові технології допомагати людям із різними виробничими завданнями. Промисловий виробничий процес складається з серій машин, за допомогою яких поєднується сировина hrough і перетворюється на кінцевий продукт. Тут термін «машина» може бути будь -яким, як двигун, дриль, конвеєрна стрічка тощо. які підпадають під електромеханічні пристрої або хімічні машини, такі як печі, сушарки, системи спалювання хімічних речовин тощо. Сьогодні промислова автоматизація взяла на себе виробничий процес у промисловості, і дуже важко уявити собі виробничу лінію без систем автоматизації. Існує декілька факторів, що призводять до впровадження системи автоматизації у промисловому виробництві, наприклад вимога до високоякісної продукції, високі очікування щодо надійності продукції, великомасштабне виробництво тощо. Що таке промислова автоматизація? Промислова автоматизація-це процес роботи машин та ін. промислове обладнання за допомогою цифрового логічного програмування та зменшення втручання людини у прийняття рішень та ручний командний процес за допомогою механізованого обладнання. Вищевказане визначення, безумовно, не просте для розуміння, але давайте спробуємо зрозуміти, що таке промислова автоматизація За допомогою невеликого прикладу. Приклад розуміння промислової автоматизації Розглянемо ручний процес промислового виробництва, де оператор спостерігає за температурою печі. Припустимо, що завдання полягає в тому, щоб досягти певної температури і підтримувати її приблизно 30 хвилин. Отже, оператор повинен спочатку відрегулювати кількість палива в печі, регулюючи клапан, щоб підвищити температуру до потрібної кількості. Після досягнення необхідної температури її потрібно підтримувати, постійно регулюючи клапан, тобто або збільшувати, або зменшувати паливо в залежності від температури протягом наступних 30 хвилин. Тепер, з промисловою автоматизацією, весь процес проходить без допомоги оператора. По -перше, поруч з духовкою розташований датчик температури, який повідомляє про температуру комп'ютеру. Тепер є моторизований клапан, який також контролюється комп'ютером, для подачі палива до печі. Виходячи з показників температури з датчика, комп'ютер відкриє клапан, щоб спочатку давати більше палива. Після досягнення бажаної температури клапан вимикається. Але комп’ютер може відкрити або закрити клапан, навіть даючи можливість витікати найменшій кількості палива, виходячи з показників температури. Таймер в комп'ютері покаже, як тільки 30 хвилин закінчиться, і комп'ютер може повністю вимкнути систему. Наведений вище приклад може здатися нечітким, але він допомагає зрозуміти, як можна реалізувати типову систему автоматизації промисловості. У наведеному вище прикладі немає абсолютно ніякого людського втручання, і все завдання повністю виконується системою автоматизації. Мотивація промислової автоматизації Термін автоматизація придумав інженер з Ford Motor Company, який був піонером у промисловій автоматизації та виробничій складальній лінії. . Спочатку промисловий виробничий процес базується на очах, руках та мозку працівника, на відміну від сучасних датчиків, приводів та комп’ютерів. Спочатку впровадження автоматизації у виробничий процес зосереджено на заміні працівника людини на незалежна машина. Спочатку ці незалежні машини повинні були координуватися керівником людини для безперебійного виробничого процесу. Але з технологічними досягненнями в аналогових та цифрових системах управління, мікропроцесорами та ПЛК (програмовані логічні контролери) та різними датчиками стало дуже легко синхронізувати кілька незалежних машин та процесів та досягти справжньої промислової автоматизації. Зі зростанням промислової економіки бізнес -стратегії промислової автоматизації також змінювалися з плином часу. Нині основними мотивами впровадження промислової автоматизації є: Збільшення виробництва Зменшення витрат, особливо витрат, пов'язаних з людиною Поліпшення якості продукції Ефективне використання сировини Зменшення споживання енергії Збільшення прибутку бізнесу Існує кілька вторинних мотивів використання автоматизації в процесі промислового виробництва наприклад, забезпечення безпечного середовища для оператора, зменшення забруднення навколишнього середовища тощо. Рівні процесу промислової автоматизації Існує кілька способів описати рівні процесу промислової автоматизації, але найпростішим з усіх є наступний ієрархічний трикутник із трьохрівневого представлення Типовий додаток промислової автоматизації. Рівень супервізора Розташований у верхній частині ієрархії, рівень супервізора зазвичай складається з промислового ПК, який зазвичай доступний як настільний ПК, панельний ПК або ПК, що встановлюється в стійку. Ці ПК працюють на стандартних операційних системах із спеціальним програмним забезпеченням, яке зазвичай надається постачальником для управління промисловими процесами. Основною метою програмного забезпечення є візуалізація процесу та параметризація. Для зв'язку використовується спеціальний промисловий Ethernet, який може бути гігабітною локальною мережею або будь-якою бездротовою топологією (WLAN). Рівень управління Рівень управління-це середній рівень в ієрархії, і це рівень, на якому виконуються всі програми автоматизації. Для цього зазвичай використовуються програмовані логічні контролери або ПЛК, які забезпечують обчислювальні можливості в режимі реального часу. ПЛК зазвичай реалізуються за допомогою 16-розрядних або 32-розрядних мікроконтролерів і працюють на фірмовій операційній системі для задоволення вимог реального часу. ПЛК також можуть бути з'єднані з кількома пристроями вводу -виводу і можуть спілкуватися за допомогою різних протоколів зв'язку, таких як CAN. Датчики, такі як температура, оптика, тиск тощо. та виконавчі механізми, такі як двигуни, клапани, вимикачі тощо. з'єднані з ПЛК через польову шину, а зв'язок між пристроєм Field Field та його відповідним ПЛК зазвичай базується на з'єднанні точка-точка. Обидві дротові та бездротові мережі використовуються для зв'язку, і за допомогою цього зв'язку ПЛК може також діагностувати та параметризувати різні компоненти. Крім того, система промислової автоматизації також вимагає двох основних систем. Це: Промислове джерело живлення Безпека та захист Вимоги до електроенергії різних систем на різних рівнях ієрархії можуть бути надзвичайно різними. Наприклад, ПЛК зазвичай працюють від 24 В постійного струму, тоді як важкі двигуни працюють від однофазного або трифазного змінного струму. Тому для безперебійної роботи потрібен широкий діапазон належного вхідного джерела живлення. Крім того, програмне забезпечення, яке використовується для керування ПЛК, має бути захищеним, оскільки його можна легко змінити або пошкодити. З огляду на всі вищезазначені рівні та відповідні їм компоненти, типова система промислової автоматизації матиме таку структуру. Промислові автоматизовані системи Тепер, коли ми трохи побачили схему розташування типової системи промислової автоматизації, перейдемо до обговорення різних типів систем промислової автоматизації. Системи промислової автоматизації зазвичай класифікуються на чотири типи. Система фіксованої автоматизації. Програмована система автоматизації. Фіксована система автоматизації зазвичай використовується в безперервних потокових процесах, таких як конвеєри та системи масового виробництва. Ця система вимагає значної кількості часу та зусиль для перепрограмування машин і зазвичай використовується у виробництві серійних процесів. Гнучка система автоматизації Гнучка система автоматизації, як правило, завжди контролюється комп’ютерами і часто впроваджується там, де продукт часто змінюється. Прикладом для цієї системи є верстати з ЧПУ. Код, наданий оператором комп'ютеру, є унікальним для конкретної роботи і на основі коду машина набуває необхідних інструментів та обладнання для виробництва. Інтегрована система автоматизації Інтегрована система автоматизації - це набір незалежних машин, процесів та даних, всі працюють синхронно під командою єдиної системи управління для впровадження системи автоматизації виробничого процесу. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), комп'ютерно-керовані інструменти та машини, роботи, крани та конвеєри об'єднані за допомогою складного планування та управління виробництвом. Переваги та недоліки промислової автоматизації. роботу можна легко замінити. Людські оператори можуть уникнути роботи у небезпечних виробничих умовах з екстремальними температурами, забрудненням, п’янкими елементами або радіоактивними речовинами. Завдання, які важкі для звичайного людини-оператора, можна легко виконувати. Ці завдання включають підйом важких і великих вантажів, роботу з надзвичайно крихітними предметами тощо. Виробництво завжди швидше, а вартість виробу значно менша (у порівнянні з тим самим виробом, який виробляється з ручним керуванням). Декілька перевірок контролю якості можуть бути інтегрований у виробничий процес для забезпечення узгодженості та рівномірності.Економіка галузі може бути значно покращена, що безпосередньо впливає на рівень життя.НедолікиВтрата робочих місць. Оскільки більшість робіт виконують машини, вимоги до ручної праці дуже менші. Усі бажані завдання неможливо автоматизувати за сучасними технологіями. Наприклад, вироби з неправильною формою та розміром краще залишити для ручної збірки. (Ця тенденція, здається, змінюється із застосуванням вдосконалених комп’ютерів та алгоритмів). Доцільно використовувати автоматизацію для певного процесу, тобто

Залишити повідомлення 

список повідомлень