Mikä on teollisuusautomaatio? Tyypit, tasot, edut

Tässä artikkelissa näemme yleiskatsauksen teollisesta automaatiosta, mitkä ovat teollisen automaation haittojen edut, erityyppiset automaatiojärjestelmät, eri tasot tyypillisessä teollisessa automaatiosovelluksessa ja paljon muuta. Teollinen automaatioMoottori teollisuusautomaatiota varten Teollisuuden automaatioprosessien tasot Valvojataso Ohjaustaso Kentätaso Teollisuusautomaatiojärjestelmien tyypit Kiinteä automaatiojärjestelmä Ohjelmoitava automaatiojärjestelmä Joustava automaatiojärjestelmä Integroitu automaatiojärjestelmä Teollisen automaation edut ja haitat EdutHaitat EsittelyTeknologian kehittämisen jälkeen auttaa ihmisiä erilaisissa tuotantotehtävissä.Teollinen tuotantoprosessi koostuu konesarjoista, joiden kautta raaka -aineiden yhdistelmä läpi ja muuttua lopulliseksi tuotteeksi. Tässä termi "kone" voi olla mitä tahansa, kuten moottori, pora, kuljetinhihna jne. jotka kuuluvat sähkömekaanisten laitteiden tai kemiallisten koneiden, kuten uunien, kuivausrumpujen, kemiallisten polttojärjestelmien jne. piiriin. Nykyään Industrial Automation on vallannut teollisuuden tuotantoprosessin, ja on erittäin vaikea kuvitella tuotantolinjaa ilman automaatiojärjestelmiä. On olemassa useita tekijöitä, jotka johtavat automaatiojärjestelmän käyttöönottoon teollisessa tuotannossa, kuten vaatimus korkealaatuisista tuotteista, korkeat odotukset tuotteiden luotettavuudesta, suuri volyymituotanto jne. Mikä on teollisuusautomaatio? teolliset laitteet digitaalisen loogisen ohjelmoinnin avulla ja vähentämällä ihmisen osallistumista päätöksentekoon ja manuaaliseen komentoprosessiin koneistettujen laitteiden avulla. Esimerkki teollisen automaation ymmärtämisestä Harkitse manuaalista teollista tuotantoprosessia, jossa käyttäjä tarkkailee uunin lämpötilaa. Oletetaan, että tehtävä on saavuttaa tietty lämpötila ja ylläpitää sitä noin 30 minuutin ajan, joten käyttäjän on ensin säädettävä polttoaineen määrä uuniin säätämällä venttiiliä, joka nostaa lämpötilan haluttuun määrään. Kun tarvittava lämpötila on saavutettu, se on pidettävä yllä säätämällä venttiiliä jatkuvasti lisää tai vähennä polttoainetta lämpötilan mukaan seuraavien 30 minuutin ajan. nyt teollisen automaation avulla koko prosessi hoidetaan ilman käyttäjän apua. Ensinnäkin uunin lähelle on sijoitettu lämpötila-anturi, joka ilmoittaa lämpötilan tietokoneelle. Nyt on moottoroitu venttiili, jota myös tietokone ohjaa, jotta uuniin syötetään polttoainetta. Anturin lämpötilalukemien perusteella tietokone avaa venttiilin päästääkseen lisää polttoainetta alussa. Kun haluttu lämpötila on saavutettu, venttiili sulkeutuu, mutta tietokone voi avata tai sulkea venttiilin jopa pienimmän polttoainemäärän sallimiseksi lämpötilalukemien perusteella. Tietokoneen ajastin ilmaisee, kun 30 minuuttia on kulunut ja tietokone voi sammuttaa järjestelmän kokonaan. Yllä oleva esimerkki saattaa tuntua epämääräiseltä, mutta se auttaa ymmärtämään, miten tyypillinen teollisuusautomaatiojärjestelmä voidaan toteuttaa. Yllä olevassa esimerkissä ihmisen toimenpiteet ovat täysin olemattomia, ja koko tehtävän hoitaa täysin automaatiojärjestelmä. . Alussa teollinen tuotantoprosessi perustuu työntekijän silmiin, käsiin ja aivoihin, toisin kuin nykyajan anturit, toimilaitteet ja tietokoneet. Alunperin automaation toteuttaminen tuotantoprosessissa on keskittynyt korvaamaan ihmistyöntekijä itsenäinen kone. Alun perin nämä itsenäiset koneet oli koordinoitava ihmisen valvojan sujuvan tuotantoprosessin aikaansaamiseksi, mutta analogisten ja digitaalisten ohjausjärjestelmien, mikroprosessorien ja PLC: iden (ohjelmoitavat logiikkaohjaimet) ja erilaisten antureiden teknisen kehityksen myötä useiden synkronointi on tullut erittäin helpoksi. itsenäisiä koneita ja prosesseja ja saavuttaa todellinen teollinen automaatio. Nykyään teollisen automaation toteuttamisen perimmäisiä motiiveja ovat: Tuotannon lisääminen Kustannusten vähentäminen, erityisesti ihmisiin liittyvien kustannusten vähentäminen Tuotteen laadun parantaminen Tehokas raaka-aineiden käyttö Energiankulutuksen vähentäminen Liiketoiminnan voittojen lisääminen On olemassa muutamia toissijaisia ​​syitä käyttää automaatiota teollisessa tuotantoprosessissa kuten turvallisen ympäristön tarjoaminen käyttäjälle, ympäristön saastumisen vähentäminen jne. Teollisuuden automaatioprosessin tasotTeollisuusautomaatioprosessin tasoja voidaan kuvata useilla tavoilla, mutta yksinkertaisin niistä on seuraava hierarkkinen kolmio, jossa on kolme tasoa. tyypillinen teollisen automaation sovellus. Nämä tietokoneet toimivat vakio -käyttöjärjestelmissä, joissa on erityinen ohjelmisto, jonka toimittaja yleensä toimittaa teollisen prosessin hallintaan. Ohjelmiston päätarkoitus on prosessien visualisointi ja parametrointi. Tietoliikenteeseen käytetään erityistä teollista ethernet-verkkoa, joka voi olla Gigabit LAN tai mikä tahansa langaton topologia (WLAN). Tähän tarkoitukseen käytetään yleensä ohjelmoitavia logiikkaohjaimia tai PLC:itä, jotka tarjoavat reaaliaikaisen laskentakyvyn. PLC:t toteutetaan yleensä 16- tai 32-bittisillä mikro-ohjaimilla ja ne toimivat patentoidussa käyttöjärjestelmässä reaaliaikaisten vaatimusten täyttämiseksi. PLC: t voidaan myös liittää useisiin I/O -laitteisiin ja ne voivat kommunikoida eri viestintäprotokollien, kuten CAN: n, avulla. Anturit, kuten lämpötila, optinen, paine jne. ja toimilaitteet, kuten moottorit, venttiilit, kytkimet jne. on liitetty PLC: hen kenttäväylän kautta ja kenttälaitteen ja sitä vastaavan PLC: n välinen tiedonsiirto perustuu yleensä pisteestä-pisteeseen -yhteyteen. myös diagnosoida ja parametroida erilaisia ​​komponentteja.Lisäksi teollinen automaatioprosessijärjestelmä vaatii myös kaksi suurta järjestelmää. Ne ovat: Teollinen virtalähde Turvallisuus ja suojaus Hierarkian eri tasojen eri järjestelmien tehontarpeet voivat olla erittäin erilaisia. Esimerkiksi PLC: t toimivat yleensä 24 V DC: llä ja raskaat moottorit joko 1-tai 3-vaiheisella AC: llä. Lisäksi PLC: iden ohjaamiseen käytettävän ohjelmiston on oltava suojattu, koska sitä voidaan helposti muokata tai vioittaa. Kun otetaan huomioon kaikki edellä mainitut tasot ja niitä vastaavat komponentit, tyypillisellä teollisuusautomaatiojärjestelmällä on seuraava rakenne. Teollisuusautomaatiojärjestelmät Nyt kun olemme nähneet hieman tyypillisen teollisuusautomaatiojärjestelmän ulkoasusta, jatkakaamme keskustelua erilaisista teollisuusautomaatiojärjestelmistä. Teollisuusautomaatiojärjestelmät luokitellaan yleensä neljään tyyppiin Kiinteä automaatiojärjestelmä Ohjelmoitava automaatiojärjestelmä Joustava automaatiojärjestelmä Integroitu automaatiojärjestelmä Kiinteä automaatiojärjestelmä Kiinteässä automaatiojärjestelmässä tuotantolaitteet on kiinnitetty kiinteällä toiminnolla tai tehtävillä, ja näihin toimintoihin tehdään harvoin muutoksia. Kiinteää automaatiojärjestelmää käytetään yleensä jatkuvan virtauksen prosesseissa, kuten kuljettimissa ja massatuotantojärjestelmissä. Tämä järjestelmä vaatii huomattavan paljon aikaa ja vaivaa koneiden uudelleen ohjelmoimiseksi ja sitä käytetään yleensä eräprosessin valmistuksessa. CNC -koneet ovat paras esimerkki tästä järjestelmästä. Käyttäjän tietokoneelle antama koodi on ainutlaatuinen tietylle työlle ja sen perusteella kone hankkii tarvittavat työkalut ja laitteet tuotantoa varten. Integroitu automaatiojärjestelmä kaikki työskentelevät synkronisesti yhden ohjausjärjestelmän alaisuudessa tuotantoprosessin automaatiojärjestelmän toteuttamiseksi. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), tietokoneohjatut työkalut ja koneet, robotit, nosturit ja kuljettimet on kaikki integroitu monimutkaisen aikataulutuksen ja tuotannonohjauksen avulla. Teollisuusautomaation edut ja haitat Edut Ihmisten suorittama työ, johon liittyy työlästä fyysistä työtä Ihminen voi välttää työskentelemästä vaarallisissa tuotantoympäristöissä, joissa on äärimmäisiä lämpötiloja, saastumista, päihteitä tai radioaktiivisia aineita. Näihin tehtäviin kuuluu raskaiden ja suurten kuormien nostaminen, työskentely erittäin pienillä esineillä jne. Tuotanto on aina nopeampaa ja tuotteen kustannukset ovat huomattavasti pienemmät (verrattuna samaan käsikäyttöiseen tuotteeseen). integroitu tuotantoprosessiin johdonmukaisuuden ja yhtenäisyyden aikaansaamiseksi.Alan taloutta voidaan parantaa merkittävästi, mikä vaikuttaa suoraan elintasoon.Haitat Koska suurin osa työstä tehdään koneilla, käsityön tarve on hyvin vähäinen, eikä kaikkia haluttuja tehtäviä voida automatisoida nykytekniikan avulla. Esimerkiksi epäsäännöllisen muotoiset ja -kokoiset tuotteet on parasta jättää manuaaliseen kokoonpanoon. (Tämä suuntaus näyttää muuttuvan kehittyneiden tietokoneiden ja algoritmien avulla.) On mahdollista käyttää automaatiota tietyissä prosesseissa, esim.

Jätä viesti 

viestiluettelo