Industriële automatisering: Wat is het? (Basis & Types)
Door de snelle vooruitgang in technologie zijn alle industriële verwerkingsystemen, fabrieken, machines, testfaciliteiten, enz. overgegaan van mechanisatie naar automatisering. Een mechanisatiesysteem heeft menselijke interventie nodig om de handbediende machines te bedienen. Naarmate nieuwe en efficiëntere controletechnologieën zich ontwikkelden, wordt computerbestuurde automatiseringscontrole gedreven door de behoefte aan hoge nauwkeurigheid, kwaliteit, precisie en prestaties van industriële processen.
Automatisering is een stap verder dan mechanisatie, die gebruik maakt van apparatuur met hoge controlecapaciteit voor efficiënte productieprocessen.
Wat is Industriële Automatisering
Industriële automatisering is het gebruik van besturingssystemen zoals PC's/PLC's/PAC's, enz. om industriële processen en machines te besturen door zoveel mogelijk arbeidsinterventie te verwijderen, en gevaarlijke montageoperaties te vervangen door geautomatiseerde operaties. Industriële automatisering is nauw verbonden met regeltechniek.
Automatisering is een breed begrip dat kan worden toegepast op elk mechanisme dat zichzelf beweegt of zelf bepaalt. Het woord 'automatisering' komt van oude Griekse woorden van Auto (betekent ‘zelf’) Matos (betekent ‘beweging’). In vergelijking met handmatige systemen bieden automatiseringssystemen superieure prestaties qua precisie, kracht en snelheid van werking.
Bij industriële automatiseringscontrole kunnen een groot aantal procesvariabelen zoals temperatuur, stroom, druk, afstand en vloeistofstanden gelijktijdig worden waargenomen. Al deze variabelen worden verzameld, verwerkt en bestuurd door complexe microprocessorsystemen of PC-gebaseerde gegevensverwerkingscontrollers.
Regelsystemen zijn een essentieel onderdeel van een automatiseringssysteem. De verschillende soorten gesloten lus regeltechnieken zorgen ervoor dat de procesvariabelen de ingestelde punten volgen. Daarnaast voert het automatiseringssysteem verschillende andere functies uit, zoals het berekenen van setpoints voor regelsystemen, het opstarten of afsluiten van de installatie, het monitoren van systeemprestaties, het plannen van apparatuur, enz. De regelsystemen in combinatie met monitoring aangepast aan de bedrijfsomgeving in de industrie maken een flexibel, efficiënt en betrouwbaar productiesysteem mogelijk.
Het geautomatiseerde systeem vereist speciale toegewijde hardware- en softwareproducten voor het implementeren van regel- en monitoringsystemen. In recente jaren zijn er tal van dergelijke producten ontwikkeld door verschillende leveranciers die hun gespecialiseerde software- en hardwareproducten aanbieden. Enkele van deze leveranciers zijn Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron, enz.
Soorten Industriële Automatisering
Industriële automatisering is het gebruik van computer- en machineondersteunde systemen om de verschillende industriële operaties op een goed gereguleerde manier uit te voeren. Afhankelijk van de betrokken operaties, worden de industriële automatiseringssystemen hoofdzakelijk ingedeeld in twee categorieën, namelijk procesinstallatieautomatisering en productieautomatisering.
Procesinstallatie Automatisering
In de procesindustrie resulteert het product uit veel chemische processen gebaseerd op grondstoffen. Sommige van deze industrieën zijn farmaceutica, petrochemie, cementindustrie, papierindustrie, enz. Het gehele procesinstallatie is geautomatiseerd om hoge kwaliteit, meer productiviteit en hoge betrouwbare controle van de fysieke procesvariabelen te produceren.
De bovenstaande figuur toont de hiërarchie van het procesautomatiseringssysteem. Het bestaat uit verschillende lagen die de wijdverspreide componenten in een procesinstallatie vertegenwoordigen.
Niveau 0 of Installatie: Dit niveau bestaat uit machines die het dichtst bij de processen staan. Hierin worden sensoren en actuators gebruikt om signalen van de machines en fysieke variabelen te vertalen voor analyse en om de besturingssignalen te produceren.
Directe Procescontrole: Op dit niveau verkrijgen automatische controllers en monitoringsystemen procesinformatie van sensoren en drijven overeenkomstig de actuatorenystemen aan. Enkele taken van dit niveau zijn-
Gegevensverzameling
Installatiemonitoring
Gegevenscontrole
Open- en geslotenluscontrole
Rapportage
Supervisie van de Installatie: Dit niveau commandeert de automatische controllers door doelen of setpoints in te stellen. Het houdt toezicht op de controleapparatuur voor optimale procescontrole. Enkele taken van dit niveau zijn:
Controle van de installatieprestaties
Optimale procescontrole
Coördinatie van de installatie
Detectie van storingen, enz.
Productieplanning en -controle: Dit niveau lost beslissingsproblemen op zoals resourceallocatie, productiedoelstellingen, onderhoudsmanagement, enz. Taken van dit niveau omvatten:
Productieafgifte
Voorraadbeheer
Productietoezicht, productierapportage, enz.
Installatiebeheer: Dit is het hogere niveau van de procesinstallatieautomatisering. Het gaat meer over commerciële activiteiten dan technische activiteiten. Taken van dit niveau omvatten-
Markt- en klantanalyse
Bestel- en verkoopstatistieken
Productieplanning
Capaciteit en balans van bestellingen, enz.
Productieautomatiseringssysteem
De productie-industrieën maken producten van materialen met behulp van machines/robotica. Sommige van deze productie-industrieën omvatten textiel en kleding, glas en keramiek, voedsel en dranken, papierfabrikage, enz. Nieuwe trends in productiesystemen maken gebruik van automatiseringssystemen op elk niveau, zoals materiaalhandhaving, machinerie, assemblage, inspectie en verpakking. Met computergestuurde besturing en industriële robotica wordt productieautomatisering zeer flexibel en efficiënt.
De onderstaande figuur toont de hiërarchie van het productieautomatiseringssysteem, waarbij alle functionele niveaus geautomatiseerd zijn met behulp van verschillende automatiseringstools.
