Teollinen automaatio: Mikä se on? (Perusteet ja tyypit)

Tehnologian nopean kehityksen vuoksi kaikki teolliset prosessijärjestelmät, tehtaat, koneet, testilaitokset jne. siirtyivät mekaniikasta automaatioon. Mekanismin järjestelmässä tarvitaan ihmisen puuttumista käsinohjattujen koneiden toimittamiseksi. Kun uusia ja tehokkaita ohjausteollisuuden teknologioita kehitettiin, tietokoneistettu automaatioohjaus johti korkean tarkan, laadukkaan, tarkkanäköisen ja suorituskykyisen teollisten prosessien tarpeeseen.
Automaatio on askel eteenpäin mekaniikan verrattuna, joka hyödyntää korkean ohjauskapasiteettisia laitteita tehokkaissa valmistus- tai tuotantoprosesseissa.

Mikä on teollinen automaatio

Teollinen automaatio on ohjauslaitteiden kuten PC/PLC/PAC jne. käyttöä teollisten prosessien ja koneiden hallintaan poistamalla mahdollisimman paljon työvoiman puuttumista ja korvaamalla vaaralliset asennustyöt automatisoiduilla. Teollinen automaatio on läheisesti yhteydessä ohjaustekniikkaan.

Automaatio on laaja termi, jota käytetään mihin tahansa mekanismiin, joka liikkuu itsestään tai ohjaa itseään. Sana 'automaatio' periytyy vanhoista kreikan sanoista Auto (tarkoittaa 'itse') ja Matos (tarkoittaa 'liikkuvuus'). Verrattuna manuaalisiin järjestelmiin automaatiojärjestelmät tarjoavat parempaa suorituskykyä mitattuna tarkkuudella, voimalla ja toimintanopeudella.

Teollisessa automaatiokontrollissa voidaan samanaikaisesti havaita laaja kirjo prosessimuuttujia, kuten lämpötila, virtaus, paine, etäisyys ja nestetasot. Kaikki nämä muuttujat kerätään, käsitellään ja kontrolloidaan monimutkaisten mikroprosessorijärjestelmien tai tietokonepohjaisen datankäsittelykontrollerien avulla.

Ohjausjärjestelmät ovat olennainen osa automaatiojärjestelmää. Erilaiset suljetun silmukan ohjaustehtävät varmistavat, että prosessimuuttujat noudattavat asetuspisteitä. Lisäksi tähän perusfunktioon automaatiojärjestelmä käyttää erilaisia muita toimintoja, kuten ohjausjärjestelmien asetuspisteiden laskenta, laitoksen käynnistys tai sulkeminen, järjestelmän suorituskyvyn seuranta, laitteen aikataulu, jne. Ohjausjärjestelmät yhdessä seurannan kanssa, joka on sovitettu teollisuuden toimintaympäristöön, mahdollistavat joustavan, tehokkaan ja luotettavan tuotantojärjestelmän.

Automaatiojärjestelmässä tarvitaan erityisiä dedikoituja laitteisto- ja ohjelmistotuotteita ohjaus- ja seurantajärjestelmien toteuttamiseksi. Viime vuosina on kehitetty useita tällaisia tuotteita eri toimittajilta, jotka tarjoavat erikoistuneita ohjelmistotuotteita ja laitteistoja. Joitakin näistä toimittajista ovat Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron ja niin edelleen.

Teollisen automaation tyypit

Teollinen automaatio on tietokone- ja koneavusteisten järjestelmien käyttö erilaisten teollisten operaatioiden hallinnassa hyvin kontrolloidulla tavalla. Operaatioiden mukaan teolliset automaatiojärjestelmät jaetaan pääasiassa kahteen tyyppiin, nimittäin prosessitehtaaseen ja valmistukseen.

Prosessitehtaan automaatio

Prosessitehtaissa tuote syntyy useista kemiallisista prosesseista, jotka perustuvat joihinkin raaka-aineisiin. Jotkut näistä teollisuudenaloista ovat farmasianala, öljyteollisuus, sementiteollisuus, paperiteollisuus jne. Näin ollen koko prosessitehtaan automaatiolla pyritään saavuttamaan korkea laatutaso, suurempi tuottavuus, korkeampi luotettavuus prosessimuuttujien fysikaalisessa hallinnassa.

Yllä oleva kuva näyttää prosessiautomaation järjestelmähierrakkeen. Se koostuu erilaisista tasoista, jotka edustavat laajalle levinneitä komponentteja prosessitehtaassa.

Taso 0 tai Tehtaan: Tämä taso koostuu koneista, jotka ovat lähimpänä prosesseja. Tässä anturit ja toimijat käytetään signaalien kääntämiseen koneista ja fysikaalisista muuttujista analyysin ja ohjaussignalien tuottamisen tarkoituksessa.

Suora prosessikontrolli: Tässä tasossa automaattiset ohjaimet ja seurantajärjestelmät hankkivat prosessitiedot antureista ja vastaavasti ajavat toimijajärjestelmiä. Joitakin tämän tason tehtäviä ovat-

• Datakeruu

• Tehtaan seuranta

• Datan tarkistus

• Avoin ja kiinni silmukka ohjaus

• Raportointi

Tehtaan valvontaohjaus: Tämä taso komento automaattisiin ohjaimiin asettamalla tavoitteita tai asetuspisteitä. Se huolehtii ohjauslaitteista optimaalisen prosessikontrollin takaamiseksi. Joitakin tämän tason tehtäviä ovat:

• Tehtaan suorituskyvyn seuranta

• Optimaalinen prosessikontrolli

• Tehtaan koordinointi

• Vika-ilmahdusten tunnistaminen jne.

Tuotannon ajoitus ja ohjaus: Tämä taso ratkaisee päätöksentekoon liittyviä ongelmia, kuten resurssien jakaminen, tuotantotavoitteet, huoltohallinto jne. Tämän tason tehtäviä ovat:

• Tuotannon ajoitus

• Varastohallinto

• Tuotannon valvonta, tuotannon raportointi jne.

Tehtaan hallinto: Tämä on prosessitehtaan automaation korkeampi taso. Siinä käsitellään enemmän kaupallisia aktiviteetteja kuin teknisiä. Tämän tason tehtäviä ovat-

• Markkinointi- ja asiakasanalyysi

• Tilaukset ja myyntitilastot

• Tuotantosuunnittelu

• Kapasiteetin ja tilauksen tasapaino jne.

Valmistusautomaation järjestelmä

Valmistusteollisuudessa tuotteet valmistetaan materiaaleista koneiden/robotien avulla. Jotkut näistä valmistusteollisuuden aloista ovat tekstiili- ja vaatetusala, lasi- ja keramiikkateollisuus, ruoka- ja juomateollisuus, paperiteollisuus jne. Uudet trendit valmistusjärjestelmissä käyttävät automaatiojärjestelmiä jokaisessa vaiheessa, kuten materiaalien käsittely, valmistus, yhdistäminen, tarkastus ja pakkaus. Tietokoneavusteisen ohjaus- ja teollisen robotijärjestelmän avulla valmistus