Какво е индустриална автоматизация? Видове, нива, предимства

В тази статия ще видим преглед на индустриалната автоматизация, какви са предимствата на недостатъците на индустриалната автоматизация, различни видове системи за автоматизация, различни нива в типично приложение за индустриална автоматизация и много други. Индустриална автоматизация Мотивация за индустриална автоматизация Нива на процес на индустриална автоматизация Ниво на супервизор Ниво на контрол Ниво на полето Видове системи за промишлена автоматизация Фиксирана система за автоматизация Програмируема система за автоматизация Гъвкава система за автоматизация Интегрирана система за автоматизация Предимства и недостатъци на Индустриалната автоматизация Предимства Недостатъци Внедряването в индустриалната индустрия в индустриалната революция в индустриалната революция, в индустриалната революция, в индустриалната революция, в индустриалната революция, в индустриалната революция, в индустрията на индустрията, индустриалната революция, индустриалната революция, индустриалната революция, еволюирала в индустриална революция, еволюирала значителна индустриална революция, да помогне на хората с различни производствени задачи. Индустриалният производствен процес се състои от поредица машини, чрез които комбинация от суровини преминава през hrough и се трансформира в краен продукт. Тук терминът „машина“ може да бъде нещо като двигател, бормашина, конвейерна лента и т.н. които попадат под електромеханични устройства или химически машини като фурни, сушилни, системи за химическо горене и др. Днес Industrial Automation пое производствения процес в индустриите и е много трудно да си представим производствена линия без системи за автоматизация. Има няколко фактора, които водят до внедряването на система за автоматизация в промишленото производство, като изискване за висококачествени продукти, високи очаквания за надеждност на продуктите, голямо количество производство и др. Какво е индустриална автоматизация? промишлено оборудване с помощта на цифрово логическо програмиране и намаляване на човешката намеса в процеса на вземане на решения и ръчно командване с помощта на механизирано оборудване. Горното определение определено не е лесно за разбиране, но нека се опитаме да разберем какво представлява промишлената автоматизация помощта на малък пример. Пример за разбиране на индустриалната автоматизация Помислете за ръчен процес на промишлено производство, при който оператор наблюдава температурата на фурната. Да приемем, че задачата е да се достигне определена температура и да се поддържа тази температура за около 30 минути, така че операторът първо трябва да регулира количеството гориво във фурната, като контролира вентил, за да повиши температурата до желаното количество. След като се постигне необходимата температура, тя трябва да се поддържа чрез постоянно регулиране на клапана, т.е. или увеличете или намалете горивото в зависимост от температурата за следващите 30 минути. Сега, с индустриална автоматизация, целият процес се извършва без помощта на оператор. Първо, в близост до фурната е поставен температурен сензор, който отчита температурата на компютър. Сега има моторизиран вентил, който също се управлява от компютъра, за подаване на гориво във фурната. Въз основа на показанията на температурата от сензора, компютърът ще отвори клапана, за да позволи повече гориво в началото. След като се достигне желаната температура, вентилът се изключва, но компютърът може да отвори или затвори клапана, дори и да позволи на най -малко количество гориво да тече, въз основа на показанията на температурата. Таймерът в компютъра ще покаже, след като изтекат 30 минути и компютърът може напълно да изключи системата. Горният пример може да изглежда неясен, но помага да се разбере как може да бъде внедрена типична система за индустриална автоматизация. В горния пример има абсолютно нулева човешка намеса и цялата задача се изпълнява изцяло от системата за автоматизация. Мотивация за индустриална автоматизация Терминът автоматизация е измислен от инженер от Ford Motor Company, които са пионери в индустриалната автоматизация и производствената поточна линия . В началото процесът на индустриално производство се основава на очите, ръцете и мозъка на работник, за разлика от съвременните сензори, задвижващи механизми и компютри. независима машина. Първоначално тези независими машини трябваше да бъдат координирани от човешки ръководител за безпроблемен производствен процес.Но с технологичното развитие в аналоговите и цифровите системи за управление, микропроцесорите и PLC (програмируемите логически контролери) и различни сензори стана много лесно да се синхронизират няколко независими машини и процеси и постигане на истинска индустриална автоматизация. С нарастването на индустриалната икономика бизнес стратегиите за индустриална автоматизация също се променят с течение на времето. Сега основните мотиви за внедряване на индустриална автоматизация са: Увеличаване на производството Намаляване на разходите, особено разходи, свързани с човека Подобряване на качеството на продукта Ефективно използване на суровини Намаляване на потреблението на енергия Увеличаване на печалбите от бизнеса Има няколко вторични мотивации за използване на автоматизация в процеса на индустриално производство като осигуряване на безопасна среда за оператора, намаляване на замърсяването на околната среда и др. Нива на процеса на индустриална автоматизация Има няколко начина за описване на нивата на процеса на индустриална автоматизация, но най -простият от всички е следният йерархичен триъгълник с представяне на три нива на типично приложение за индустриална автоматизация. Ниво на супервизор Разположен на върха на йерархията, нивото на надзор обикновено се състои от промишлен компютър, който обикновено се предлага като настолен компютър или панелен компютър или компютър, монтиран в стелаж. Тези компютри работят на стандартни операционни системи със специален софтуер, обикновено предоставен от доставчика за управление на промишлени процеси. Основната цел на софтуера е визуализация на процеса и параметризиране. За комуникация се използва специален промишлен Ethernet, който може да бъде Gigabit LAN или всякаква безжична топология (WLAN). Ниво на управление Нивото на управление е средното ниво в йерархията и това е нивото, където се изпълняват всички свързани с автоматизацията програми. За тази цел обикновено се използват програмируеми логически контролери или PLC, които осигуряват изчислителни възможности в реално време. PLC обикновено се изпълняват с помощта на 16-битови или 32-битови микроконтролери и работят на собствена операционна система, за да отговарят на изискванията в реално време. PLC също могат да бъдат свързани с няколко I/O устройства и могат да комуникират чрез различни комуникационни протоколи като CAN. Ниво на полето. Крайното оборудване като сензори и задвижващи механизми е категоризирано на ниво поле в йерархията. Сензорите като температура, оптика, налягане и др. и задвижващи механизми като двигатели, клапани, ключове и др. са свързани към PLC чрез полева шина и комуникацията между устройство Field Field и съответния му PLC обикновено се основава на връзка от точка до точка. И двете кабелни и безжични мрежи се използват за комуникация и с помощта на тази комуникация PLC може също така диагностицират и параметризират различни компоненти. Освен това системата за индустриална автоматизация също изисква две основни системи. Те са: Промишлено захранване. Сигурност и защита. Изискванията за захранване на различните системи в различните нива на йерархията могат да бъдат изключително различни. Например, PLC обикновено работят на 24V DC, докато тежките двигатели работят на еднофазен или трифазен AC.Така че за безпроблемна работа е необходима широка гама от подходящо входно захранване. Освен това трябва да има сигурност за софтуера, който се използва за управление на PLC, тъй като той може лесно да бъде модифициран или повреден. Като се имат предвид всички гореспоменати нива и съответните им компоненти, типичната система за индустриална автоматизация ще има следната структура. Индустриални системи за автоматизация Сега, когато видяхме малко за оформлението на типична система за индустриална автоматизация, нека продължим с обсъждането на различния тип системи за индустриална автоматизация. Системите за индустриална автоматизация обикновено се категоризират в четири типа. Фиксирана система за автоматизация. Програмируема система за автоматизация. Системата за фиксирана автоматизация обикновено се използва в процеси с непрекъснат поток като конвейери и системи за масово производство. Програмируема система за автоматизация В програмируемата система за автоматизация последователността на операциите, както и конфигурацията на машината могат да се променят с помощта на електронно управление. Тази система изисква значително време и усилия за препрограмиране на машините и обикновено се използва в производството на пакетни процеси. Машините с ЦПУ са най-добрият пример за тази система. Кодът, даден от оператора на компютъра, е уникален за конкретна работа и въз основа на кода машината придобива необходимите инструменти и оборудване за производството. Интегрирана система за автоматизация Интегрираната система за автоматизация е набор от независими машини, процеси и данни, всички работещи синхронно под командването на единна система за управление за внедряване на система за автоматизация на производствен процес. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), компютърно управляеми инструменти и машини, роботи, кранове и конвейери са интегрирани с помощта на сложен график и производствен контрол. работата може лесно да бъде заменена. Човешките оператори могат да избягват работа в опасни производствени среди с екстремни температури, замърсяване, опияняващи елементи или радиоактивни вещества. Задачите, които са трудни за типичния човешки оператор, могат лесно да бъдат изпълнени. Тези задачи включват повдигане на тежки и големи товари, работа с изключително малки предмети и т.н. Производството винаги е по-бързо и цената на продукта е значително по-ниска (в сравнение със същия продукт, който се произвежда с ръчна работа). Могат да се извършват няколко проверки за контрол на качеството интегрирани в производствения процес, за да се осигури последователност и еднородност. Икономиката на индустрията може да бъде значително подобрена, което има пряко въздействие върху стандарта на живот. Недостатъци Загуба на работни места. Тъй като по -голямата част от работата се извършва от машини, изискването за ръчен труд е много по -малко. Всички желани задачи не могат да бъдат автоматизирани с помощта на съвременната технология. Например, продукти с неправилни форми и размери е най -добре да се оставят за ръчно сглобяване. (Тази тенденция изглежда се променя с усъвършенствани компютри и алгоритми.) Възможно е да се използва автоматизация за определен процес, т.е.

Остави съобщение 

Списък на ЛС