Industriel automatisering: Hvad er det? (Grundlæggende & Typer)

På grund af de hurtige fremskridt inden for teknologi har alle industrielle processsystemer, fabrikker, maskiner, testfaciliteter osv. skiftet fra mekanisering til automatisering. Et mekaniseringsystem kræver menneskelig intervention for at operere manuelt drevne maskiner. Da nye og effektive styringsteknologier udviklede sig, blev computeriseret automatiseret styring drevet af behovet for høj præcision, kvalitet, nøjagtighed og ydeevne i industrielle processer.
Automatisering er et skridt ud over mekanisering, der anvender højkontrolenheder for effektiv produktion eller produktionsprocesser.

Hvad er industrielle automatisering

Industrielle automatisering er brugen af styringenheder som PC/PLC/PAC osv. til at kontrollere industrielle processer og maskiner ved at fjerne så meget arbejdskraftintervention som muligt, og erstatte farlige monteringsoperationer med automatiserede. Industriel automatisering er tæt forbundet med kontrolteknik.

Automatisering er et bredt begreb, der anvendes på enhver mekanisme, der bevæger sig af sig selv eller er selvstyrket. Ordet 'automatisering' kommer fra oldgræske ord af Auto (betyder ‘selv’) Matos (betyder ‘bevægende’). I forhold til manuelle systemer giver automatiseringssystemer bedre ydeevne i forhold til præcision, effekt og hastighed af operationer.

I industriel automatiseret styring kan en lang række procesvariable som temperatur, flow, tryk, afstand og væskeniveauer samtidig registreres. Alle disse variable opsamles, behandles og styres af komplekse mikroprocessor-systemer eller PC-baserede datahåndtering-styringer.

Styringssystemer er en vigtig del af et automatiseret system. De forskellige typer lukket loop-kontrolteknikker sikrer, at procesvariabler følger de sætte punkter. Udover denne grundlæggende funktion, anvender automatiserings-systemet forskellige andre funktioner som beregning af sætte punkter for styringssystemer, start eller stop af anlæg, overvågning af systemets ydeevne, udstyrshåndtering, osv. Styringssystemerne kombineret med overvågning, der er tilpasset driftsområdet i industrien, giver et fleksibelt, effektivt og pålideligt productionsystem.

Det automatiserede system kræver specielle dedikerede hardware- og softwareprodukter for at implementere kontrol- og overvågnings-systemer. I de seneste år er der udviklet en række af sådanne produkter fra forskellige leverandører, der tilbyder deres specialiserede software- og hardwareprodukter. Nogle af disse leverandører er Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron osv.

Typer af industrielle automatisering

Industriel automatisering er brugen af computer- og maskinbaserede systemer til at drive de forskellige industrielle operationer på en velkontrolleret måde. Afhængigt af de involverede operationer, er de industrielle automatiserings-systemer primært inddelede i to typer, nemlig processanlægsautomatisering og produktionsautomatisering.

Processanlægsautomatisering

I processindustrierne er produktet resultatet af mange kemiske processer baseret på råmaterialer. Nogle af disse industrier er farmaceutiske, petrokemiske, cementindustri, papirindustri osv. Derfor er det samlede processanlæg automatiseret for at producere høj kvalitet, mere produktiv, høj pålidelig kontrol af de fysiske procesvariable.

Den ovenstående figur viser hierarkiet for processautomatiseringssystemet. Det består af forskellige lag, der repræsenterer vidtrækkende komponenter i et processanlæg.

Niveau 0 eller Anlæg: Dette niveau består af maskiner, der ligger tættest på processerne. Her anvendes sensorer og aktuatorer til at oversætte signaler fra maskiner og fysiske variable for analyseformål og for at producere styringsignal.

Direkte Processkontrol: På dette niveau optager automatiske regulatoren og overvågnings-systemer processinformation fra sensorer og drevet derefter aktuator-systemer. Nogle af opgaverne på dette niveau er-

• Dataindsamling

• Anlægs-overvågning

• Datakontrol

• Åben og lukket loop-kontrol

• Rapportering

Anlægs Overordnet Kontrol: Dette niveau befinder automatisk regulatoren ved at sætte mål eller sætte punkter. Det ser efter kontroludstyr for optimal processkontrol. Nogle af opgaverne på dette niveau er:

• Overvågning af anlægsydeevne

• Optimal processkontrol

• Anlægs koordinering

• Fejlregistrering, osv.

Produktionsplanlægning og Kontrol: Dette niveau løser beslutningsproblemer som ressourceallokering, produktionsmål, vedligeholdelseshåndtering, osv. Opgaverne på dette niveau inkluderer:

• Produktionsudsendelse

• Lagerkontrol

• Produktionsovervågning, produktionsrapportering, osv.

Anlægsledelse: Dette er det højere niveau af processanlægsautomatisering. Det handler mere om kommercielle aktiviteter end tekniske aktiviteter. Opgaverne på dette niveau inkluderer-

• Markeds- og kundeanalyse

• Ordre- og salgsstatistik

• Produktionsplanlægning

• Kapacitets- og ordrebalance, osv.

Produktionsautomatiseringssystem

Produktionsvirksomheder producerer produktet ud af materialer ved hjælp af maskiner/robotter. Nogle af disse produktionsvirksomheder inkluderer tekstil- og tøjindustri, glas- og keramik, fødevarer og drikkevarer, papiroproducerende, osv. Nye tendenser i produktionsystemer har anvendt automatiserings-systemer på hvert trin som materialhåndtering, fremstilling, montering, inspektion og emballering. Med computer-styret kontrol og industrielle robot-systemer bliver produktionsautomatisering meget fleksibel og effektiv.

Figuren nedenfor viser hierarkiet for produktionsautomatiseringssystemet, hvor alle funktionsniveauer er automatiseret ved hjælp af forskellige automatiseringsværktøjer.