Automazione industriale: Cos'è? (Nozioni di base e tipi)
A causa dei rapidi progressi tecnologici, tutti i sistemi di elaborazione industriale, le fabbriche, le macchine, le strutture di prova, ecc. sono passati dalla meccanizzazione all'automazione. Un sistema di meccanizzazione richiede l'intervento umano per operare le macchine manovrate manualmente. Con l'evolversi di nuove e efficienti tecnologie di controllo, il controllo automatizzato computerizzato è guidato dalla necessità di alta precisione, qualità, accuratezza e prestazioni dei processi industriali.
L'automazione è un passo oltre la meccanizzazione che utilizza dispositivi a elevata capacità di controllo per processi di produzione o manifattura efficienti.
Cosa è l'Automazione Industriale
L'automazione industriale è l'utilizzo di dispositivi di controllo come PC/PLC/PAC, ecc. per controllare i processi industriali e le macchine, rimuovendo il più possibile l'intervento manuale e sostituendo le operazioni di assemblaggio pericolose con altre automatizzate. L'automazione industriale è strettamente legata all'ingegneria del controllo.
L'automazione è un termine ampio applicato a qualsiasi meccanismo che si muove da solo o è autodeterminato. La parola 'automazione' deriva dalle parole greche antiche Auto (significa 'sé') Matos (significa 'muoversi'). A confronto con i sistemi manuali, i sistemi di automazione offrono prestazioni superiori in termini di precisione, potenza e velocità di funzionamento.
Nel controllo dell'automazione industriale, un gran numero di variabili di processo come temperatura, flusso, pressione, distanza e livelli di liquidi può essere rilevato simultaneamente. Tutte queste variabili vengono acquisite, elaborate e controllate da complessi sistemi a microprocessore o controller basati su PC.
I sistemi di controllo sono una parte essenziale di un sistema di automazione. Le varie tecniche di controllo a circuito chiuso assicurano che le variabili di processo seguano i punti di set. Oltre a questa funzione di base, il sistema di automazione svolge diverse altre funzioni come il calcolo dei punti di set per i sistemi di controllo, l'avvio o lo spegnimento della pianta, il monitoraggio delle prestazioni del sistema, la pianificazione degli strumenti, ecc. I sistemi di controllo combinati con il monitoraggio adattati all'ambiente operativo nell'industria consentono un sistema di produzione flessibile, efficiente e affidabile.
Il sistema automatizzato richiede prodotti hardware e software specializzati per implementare i sistemi di controllo e monitoraggio. Negli ultimi anni, un numero crescente di tali prodotti è stato sviluppato da vari fornitori che offrono i loro prodotti software e hardware specializzati. Alcuni di questi fornitori sono Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron e così via.
Tipi di Automazione Industriale
L'automazione industriale è l'uso di sistemi assistiti da computer e macchinari per gestire le varie operazioni industriali in modo ben controllato. A seconda delle operazioni coinvolte, i sistemi di automazione industriale sono principalmente classificati in due tipi, ovvero l'automazione delle impianti di processo e l'automazione della manifattura.
Automazione degli Impianti di Processo
Nelle industrie di processo, il prodotto risulta da molti processi chimici basati su alcuni materiali grezzi. Alcune di queste industrie includono farmaceutica, petrochimica, cemento, carta, ecc. Pertanto, l'intero impianto di processo viene automatizzato per produrre un controllo fisico delle variabili di processo di alta qualità, più produttivo e ad alto affidamento.
La figura sopra mostra la gerarchia del sistema di automazione del processo. È composta da vari livelli che rappresentano componenti diffusi in un impianto di processo.
Livello 0 o Impianto: Questo livello comprende le macchine più vicine ai processi. In questo, sensori ed attuatori vengono utilizzati per tradurre i segnali dalle macchine e le variabili fisiche per scopi di analisi e per produrre i segnali di controllo.
Controllo Diretto del Processo: In questo livello, i controllori automatici e i sistemi di monitoraggio acquisiscono le informazioni sul processo dai sensori e corrispondentemente pilotano i sistemi di attuatori. Alcune delle attività di questo livello sono-
Acquisizione dati
Monitoraggio dell'impianto
Verifica dei dati
Controllo a ciclo aperto e chiuso
Rapporto
Controllo Supervisore dell'Impianto: Questo livello comanda i controllori automatici impostando gli obiettivi o i punti di set. Si occupa del controllo degli strumenti per un controllo ottimale del processo. Alcune delle attività di questo livello sono:
Monitoraggio delle prestazioni dell'impianto
Controllo ottimale del processo
Coordinamento dell'impianto
Rilevamento di guasti, ecc.
Pianificazione e Controllo della Produzione: Questo livello risolve i problemi decisionali come l'allocazione delle risorse, l'obiettivo di produzione, la gestione della manutenzione, ecc. Le attività di questo livello includono:
Spedizione della produzione
Controllo degli inventari
Supervisione della produzione, reportistica della produzione, ecc.
Gestione dell'Impianto: Questo è il livello superiore dell'automazione dell'impianto di processo. Si occupa più di attività commerciali che tecniche. Le attività di questo livello includono-
Analisi di mercato e clienti
Statistiche sugli ordini e le vendite
Pianificazione della produzione
Bilancio tra capacità e ordini, ecc.
Sistema di Automazione della Manifattura
Le industrie manifatturiere producono prodotti a partire da materiali utilizzando macchine/robot. Alcune di queste industrie manifatturiere includono tessile e abbigliamento, vetro e ceramica, alimenti e bevande, produzione di carta, ecc. Le nuove tendenze nei sistemi di manifattura stanno utilizzando sistemi di automazione a ogni stadio, come la manutentazione dei materiali, la lavorazione, l'assemblaggio, l'ispezione e l'imballaggio. Con i sistemi di controllo assistito da computer e i sistemi robotici industriali, l'automazione della manifattura diventa molto flessibile ed efficiente.
La figura sottostante mostra la gerarchia del sistema di automazione della manifattura, in cui tutti i livelli funzionali sono automatizzati utilizzando diversi strumenti di automazione.
