Automaatio- ja ohjauskysymysten ratkaisemiseksi teollisuus käyttää jatkuvasti muuttuvia tekniikoita ohjausjärjestelmissä tehokkaisiin tuotanto- tai valmistusprosesseihin. Tämä edellyttää korkealaatuisia ja luotettavia ohjausjärjestelmiä. Teollisuuden automaation uudet suuntaukset koskevat uusimpia ohjauslaitteita ja tiedonsiirtoprotokollia kenttälaitteiden, kuten säätöventtiilien ja muiden lopullisten ohjauselementtien, ohjaamiseksi. Joillakin automatisoidussa teollisuudessa käytetyillä älylaitteilla tai instrumenteilla on kyky hallita prosesseja ja myös viestintäominaisuuksia ilman, että ne ovat yhteydessä muihin kenttätason ohjauslaitteisiin, kuten PLC: hin.

Mikä on teollisuusautomaatio?

Teollinen automaatio on erilaisten ohjauslaitteiden, kuten PC: n / PLC: n / DCS: n, käyttö, jota käytetään hallitsemaan alan eri toimintoja ilman ihmisten merkittävää puuttumista ja automaattisen ohjaustehon tarjoamiseen. Teollisuudessa ohjausstrategioissa käytetään joukkoa tekniikoita, jotka on toteutettu halutun suorituskyvyn tai tuotoksen saavuttamiseksi, mikä tekee automaatiojärjestelmästä elintärkeän teollisuudelle.

Automatisoitu prosessi teollisuudessa

Teolliseen automaatioon kuuluu edistyneiden ohjausstrategioiden kuten kaskadiohjausten, nykyaikaisten ohjauslaitteiden PLC: nä käyttö, anturit ja muut instrumentit ohjausmuuttujien havaitsemiseen, signaalinkäsittelylaitteet signaalien liittämiseksi ohjauslaitteisiin, taajuusmuuttajiin ja muihin merkittäviin lopullisiin ohjauslaitteisiin, itsenäisinä tietojenkäsittelyjärjestelmät, viestintäjärjestelmät, hälytysjärjestelmät ja HMI (Human Machine Interface) -järjestelmät.

Automatisoidun teollisuuden tarve

Ohjauskäsikirja

Säännöllisen tai manuaalisen tarkistuksen vähentäminen

Joissakin kriittisissä sovelluksissa prosessimuuttujan säännöllinen tarkistus on välttämätöntä teollisten toimintojen suorittamiseksi. Automaatiolaitteet vähentävät jaksoittaista tai manuaalista käyttöä ja luovat automaattiset työolot.

Tuottavuuden lisääminen

Valmistus- ja muiden tuotantoprosessien automatisointi lisää tuotantonopeutta tuottamalla tuotantoa suuremmalla määrällä tietylle työvoimapanokselle

Alenna tuotantokustannuksia

Automaattisten koneiden ja laitteiden avulla ihmisen toiminta prosessien hallitsemiseksi putoaa äkillisesti. Tämä vähentää investointeja työvoimakustannuksiin ja siten tuotantokustannuksiin.

Tuotteen laadun parantamiseksi

Jatkuva saman työn tekeminen ei välttämättä ole täydellistä kaikissa tapauksissa laatuvaatimusten suhteen ihmisen ponnisteluilla. Automaatiolaitteilla voidaan saada luotettava ja tasainen tuotteiden laatu käyttämällä reaaliaikaisia laitteiden ohjauslaitteita.

Joustavuuden lisäämiseksi

Erilaisten automaatiolaitteiden avulla prosessit hoidetaan yksinkertaisesti ilman monimutkaista ympäristöä etenkin valmistusprosesseissa.

Käyttäjäystävällinen ja parantaa turvallisuutta

Laitteiden tai prosessien käytön monimutkaisuus vähenee teollisen automaation avulla. Se muuttaa operaattorin aseman operaattorina valvontatehtäväksi.

Teollisuuden automaation rakenne

Teollisen automaation rakenne selittää eri toimintatasot, joihin kuuluvat anturitaso, automaation ohjaustaso (yksikkö, solu, prosessinohjaus), valvonnan taso ja yritystaso. Pyramidirakenne osoittaa, että kun nouset kärkeä ylöspäin, tiedot kootaan yhteen ja laskiessaan se hajoaa. Tämä tarkoittaa, että saamme yksityiskohtaiset tiedot tietystä muuttujasta alareunasta. Teollinen automaatio ei tarkoita, että kaikki tasot ovat automatisoituja, kuten yritystasoa ei tarvitse automatisoida.

Automaatiorakenne

Anturitasoa kutsutaan myös prosessikerrokseksi. Se käyttää antureita ja toimilaitteita prosessimuuttujien arvojen saamiseksi jatkuvasti tai säännöllisesti. Ne toimivat teollisten prosessien silminä ja käsivarrina. Jotkut näistä instrumenteista sisältävät pneumaattiset instrumentit, älykkäät instrumentit jne.

Automaation ohjaustaso tai ohjauskerros käyttää teollisia ohjauslaitteita, kuten PC: t / PLC: t / DCS jne. Tämä taso käyttää prosessin ohjaamiseen erilaisia upotettuja prosessoreita, PID-algoritmeja.

Automaatiokerrokset

Valvontataso tai SCADA-kerros saa paljon kanavatietoja ja tallentaa tiedot järjestelmätietokantaan. Se hankkii tietoja erilaisista ohjauslaitteista ja näyttää ne käyttöliittymässä (Human Machine Interface). Se antaa myös hälytyksen prosessin tasojen ja säätömuuttujien osoittamiseksi. Se käyttää erityisiä ohjelmistoja saadakseen data- ja viestintäkäytännöt vuorovaikutukseen kenttälaitteiden kanssa.

“rakentaa keskikanavan kaiutin ”

Yritystaso suorittaa tehtäviä, kuten aikataulut, tilaukset ja myynti, tuotesuunnittelu jne.

Teollisuuden automaatioiden tyypit

Automaatiojärjestelmät luokitellaan neljään perustyyppiin valmistusprosessien joustavuuden ja integraatiotason perusteella. Ne on kuvattu alla.

Kiinteä automaatio

1. Kiinteä automaatio

Tässä suoritettavien toimintojen sekvenssissä laitteiden kokoonpano vahvistaa. Sitä käytetään suurten määrien tuotannossa erillisillä laitteilla. Esimerkkejä tästä automaatiojärjestelmästä ovat automatisoidut kokoonpanolinjat, tislatut prosessit, koneensiirtolinjat.

Ohjelmoitava automaatio

2. Ohjelmoitava automaatio

Tässä toimintosarjaa voidaan muuttaa muuttamalla ohjelmaa. Toimintojen järjestys vaihtelee tuotekokoonpanojen mukaan. Myös uusien tuotteiden ohjelmoitaviin laitteisiin voidaan syöttää uusia ohjelmia. Tämän tyyppistä järjestelmää käytetään panosprosesseissa, teräsvalssaamoissa, teollisuusroboteissa jne.

3. Joustava automaatio

Se on ohjelmoitavan automaation laajennus. Tämä tarjoaa suuremman joustavuuden käsitellä tuotesuunnittelumuunnelmia. Operaattorit voivat antaa komentoja koodien muodossa tietokoneohjelmassa, jos he haluavat muuttaa prosessin järjestystä. Alemman tason laitteet saavat ohjeet toimia kenttätasolla menettämättä tuotantoaikaa. Tämän tyyppistä automaatiota käytetään monikäyttöisten CNC-koneiden, automaattisten ohjattavien ajoneuvojen jne. Valmistuksessa.

Joustava automaatio

4. Integroitu automaatio

Tämän tyyppinen kokonaisjärjestelmä on täysin automatisoitu tietokoneen ohjaamana. Alkaen suunnitteluprosessista lähettämiseen, koko järjestelmä on täysin automatisoitu. Jopa laitteita käsittelevät robotit. Tätä järjestelmää käytetään tietokoneisiin integroiduissa valmistusjärjestelmissä.

Automaatiolaitteet

Automaattiteollisuuden laitteet

Anturit ja toimilaitteet

Anturi tunnistaa eri prosessimuuttujat ja muuntaa ne sähköisiksi tai optisiksi signaaleiksi. Näitä antureita ovat lämpötila, paine, nopeus, virtaus jne.

Toimilaitteet muuttavat sähköiset signaalit mekaanisiksi välineiksi saadakseen hallinnan prosesseista. Näitä ovat releet, magneetit, servomoottorit jne.

Jotkut anturit ja toimilaitteet pystyvät kommunikoimaan älylaitteiden alla olevien teollisuuskenttäväylien kanssa.

Teollisuuden tietokoneet

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) kutsutaan myös teollisuustietokoneiksi, jotka voidaan ohjelmoida suorittamaan tiettyjä ohjaustoimintoja. Se koostuu suorittimesta tai prosessorista, I / O-moduuleista (sekä analogisista että digitaalisista) erilaisten tulo- / lähtölaitteiden ja relemoduulien liittämistä varten. Nämä voivat olla modulaarisia, jotka ovat kiinteitä tai integroituja moduulien laajentamiseksi käytettävissä olevien tulojen perusteella.

PLC: n ohella tavanomaisia tietokoneita käytetään prosessin hallintaan verkossa tai vaihtamalla ohjelmia. PLC: n mukana tulee erillinen ohjelmisto ohjausstrategian ohjelmointiin.

HMI (ihmisen ja koneen rajapinta)

Käyttöliittymän tarjoamat palvelut, kuten tietojen näyttäminen tietokoneen näytöillä ja muilla näytöillä, tulosten kirjaaminen tietokantaan, hälytyssignaalien antaminen jne. Se käyttää tekniikoita, kuten SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ja muita visuaalisia tekniikoita.

Viestintäjärjestelmä

Teollisuudessa monet anturit, toimilaitteet, PC-ohjaimet ja muut ohjauslaitteet ovat maantieteellisesti jakautuneet ja vuorovaikutuksessa toistensa kanssa useiden tietoväylien kautta. Teollisessa automaatiossa käytetään kolmea tyyppistä väylää, eli tehdasväylä, prosessiväylä ja kenttäväylä.

Kenttäväylä on vuorovaikutuksessa kenttäinstrumenttien ja ohjauslaitteiden kanssa, kun taas prosessiväylä yhdistää valvovan tason tietokoneet ohjauslaitteisiin, kuten PLC: t. Tehdasväylä yhdistää organisaation ylemmän tason valvovaan tasoon. Erilaisia protokollia käytetään tiedonsiirtoon, kuten RS-485, profibus, CAN-ohjaus modbus jne.

Kiitos viettämästäsi arvokasta aikaa tämän artikkelin kanssa ja toivon, että olet ymmärtänyt, mitä teollisuusautomaatio on. Tässä on kysymys automaatiosta,