Automatyzacja przemysłowa: Co to jest? (Podstawy i rodzaje)
W wyniku szybkich postępów technologicznych wszystkie systemy przetwarzania przemysłowego, fabryki, maszyny, obiekty badawcze itp. przeszły od mechanizacji do automatyzacji. System mechanizacji wymaga interwencji człowieka do obsługi maszyn obsługiwanych ręcznie. W miarę jak rozwijały się nowe i bardziej efektywne technologie sterowania, komputerowe sterowanie automatyczne jest napędzane potrzebą wysokiej dokładności, jakości, precyzji i wydajności procesów przemysłowych.
Automatyzacja to krok poza mechanizacją, który korzysta z urządzeń o wysokich możliwościach sterowania do efektywnych procesów produkcyjnych lub produkcyjnych.
Co to jest automatyka przemysłowa
Automatyzacja przemysłowa polega na użyciu urządzeń sterujących takich jak PC/PLC/PAC itp. do sterowania procesami przemysłowymi i maszynami, usuwając jak najwięcej interwencji ludzkiej i zastępując niebezpieczne operacje montażowe zautomatyzowanymi. Automatyzacja przemysłowa jest ściśle związana z inżynierią sterowniczą.
Automatyzacja to szeroki termin stosowany do dowolnego mechanizmu, który porusza się samodzielnie lub jest samodzielnie sterowany. Słowo „automatyzacja” pochodzi od starożytnych greckich słów Auto (oznacza ‘sam’) Matos (oznacza ‘poruszający się’). W porównaniu z systemami manualnymi, systemy automatyczne zapewniają lepszą wydajność pod względem precyzji, mocy i prędkości działania.
W kontroli automatycznej w przemyśle można jednocześnie monitorować wiele zmiennych procesowych, takich jak temperatura, przepływ, ciśnienie, odległość i poziom płynów. Wszystkie te zmienne są nabywane, przetwarzane i kontrolowane przez skomplikowane układy mikroprocesorowe lub sterowniki oparte na PC.
Systemy sterujące są niezbędne częścią systemu automatycznego. Różne techniki sterowania z pętlą zwrotną zapewniają, aby zmienne procesowe podążały za punktami ustawienia. Oprócz tej podstawowej funkcji, system automatyczny wykorzystuje różne inne funkcje, takie jak obliczanie punktów ustawienia dla systemów sterujących, uruchamianie lub zamykanie zakładu, monitorowanie wydajności systemu, planowanie sprzętu itp. Systemy sterujące połączone z monitorowaniem dostosowanym do środowiska pracy w przemyśle umożliwiają elastyczny, efektywny i niezawodny system produkcyjny.
Zautomatyzowany system wymaga specjalistycznych dedykowanych produktów sprzętowych i programowych do implementacji systemów sterowania i monitorowania. W ostatnich latach liczba takich produktów została opracowana przez różnych producentów, którzy oferują swoje specjalistyczne produkty sprzętowe i programowe. Niektórzy z tych producentów to Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron i inni.
Rodzaje automatyki przemysłowej
Automatyzacja przemysłowa to wykorzystanie systemów wspomaganych komputerami i maszynami do prowadzenia różnych operacji przemysłowych w dobrze skontrolowany sposób. W zależności od operacji, systemy automatyzacji przemysłowej są głównie klasyfikowane na dwa typy, czyli automatyzację zakładów przetworczych i automatyzację produkcji.
Automatyzacja zakładów przetworczych
W przemyśle przetwórczym produkt powstaje w wyniku wielu procesów chemicznych opartych na surowcach. Do niektórych z tych branż należą przemysł farmaceutyczny, petrochemiczny, cementowy, papierowy itp. Ostatecznie cały zakład przetwórczy jest zautomatyzowany, aby uzyskać wysoką jakość, większą wydajność i niezawodną kontrolę zmiennych fizycznych procesu.
Powyższy rysunek przedstawia hierarchię systemu automatyzacji procesów. Składa się on z różnych warstw reprezentujących szeroko rozmaite komponenty w zakładzie przetworczym.
Poziom 0 lub Zakład: Ten poziom składa się z maszyn najbliżej procesów. W tym przypadku czujniki i elementy wykonawcze są używane do tłumaczenia sygnałów z maszyn i zmiennych fizycznych w celu analizy i generowania sygnałów sterujących.
Bezpośrednia kontrola procesu: Na tym poziomie automatyczne sterowniki i systemy monitorowania pobierają informacje o procesie z czujników i odpowiednio sterują systemami wykonawczymi. Niektóre zadania tego poziomu to-
Akwenizacja danych
Monitorowanie zakładu
Sprawdzanie danych
Sterowanie otwartą i zamkniętą pętlą
Raportowanie
Nadzorcza kontrola zakładu: Ten poziom komenderuje automatycznymi sterownikami, ustawiając cele lub punkty ustawienia. Nadzoruje urządzenia sterujące dla optymalnej kontroli procesu. Niektóre zadania tego poziomu to:
Monitorowanie wydajności zakładu
Optymalna kontrola procesu
Koordynacja zakładu
Wykrywanie awarii, itp.
Planowanie i kontrola produkcji: Ten poziom rozwiązuje problemy decyzyjne, takie jak alokacja zasobów, cele produkcji, zarządzanie utrzymaniem, itp. Zadania tego poziomu obejmują:
Dyspozycja produkcji
Kontrola zapasów
Nadzór nad produkcją, raportowanie produkcji, itp.
Zarządzanie zakładem: To jest wyższy poziom automatyzacji zakładu przetworczego. Więcej zajmuje się działalnością handlową niż techniczną. Zadania tego poziomu obejmują-
Analiza rynku i klientów
Statystyki zamówień i sprzedaży
Planowanie produkcji
Balansowanie zdolności produkcyjnych i zamówień, itp.
System automatyzacji produkcji
Przemysł produkcyjny tworzy produkty z materiałów przy użyciu maszyn/robotów. Do tych branż produkcyjnych należą tekstylia i odzież, szkło i ceramika, żywność i napoje, produkcja papieru itp. Nowe trendy w systemach produkcyjnych polegają na wykorzystywaniu systemów automatyzacji na każdym etapie, takim jak obsługa materiałów, obróbka, montaż, kontrole i pakowanie. Dzięki komputerowej kontroli i systemom robotów przemysłowych, automatyzacja produkcji staje się bardzo elastyczna i efektywna.
Poniższy rysunek przedstawia hierarchię systemu automatyzacji produkcji, w którym wszystkie funkcjonalne poziomy są zautomatyzowane przy użyciu różnych narzędzi automatyzacji.
