Industrijska avtomatizacija: Kaj je to? (Osnove in vrste)

Zaradi hitrih napredkov v tehnologiji so se vse industrijske procesne sisteme, tovarne, stroji, testne opreme itd. spremenili od mehanizacije na avtomatizacijo. Sistem mehanizacije potrebuje človeško vmešavanje za delovanje ročno upravljanega stroja. S tem, ko so se razvile nove in učinkovite kontrolovalne tehnologije, računalniško nadzirana avtomatizacija postaja pogonjena s potrebo po visoki natančnosti, kakovosti, natančnosti in zmogljivosti industrijskih procesov.
Avtomatizacija je korak naprej od mehanizacije, ki uporablja naprave z visokim kontrolnim sposobnostjo za učinkovito proizvodnjo ali proizvodne procese.

Kaj je industrijska avtomatizacija

Industrijska avtomatizacija je uporaba nadzornovalnih naprav, kot so PC/PLC/PAC itd., za nadzor industrijskih procesov in strojev z odstranitvijo čim več človeškega vmešavanja in zamenjavo nevarnih montažnih operacij z avtomatiziranimi. Industrijska avtomatizacija je tesno povezana z kontrolno inženirstvom.

Avtomatizacija je široko besedo, ki se uporablja za katerega koli mehanizem, ki se samodejno premika ali je samostojno diktiran. Beseda 'avtomatizacija' izvira iz antičnih grških besed Auto (pomeni 'sam') Matos (pomeni 'premikanje'). V primerjavi z ročnimi sistemi avtomatizirani sistemi zagotavljajo boljše zmoglosti glede natančnosti, moči in hitrosti operacij.

V industrijski avtomatizaciji se lahko hkrati zaznajo veliko procesnih spremenljivk, kot so temperatura, pretok, tlak, razdalja in ravni tekočin. Vse te spremenljivke pridobijo, obdelajo in nadzirajo kompleksni mikroprocesorski sistemi ali nadzirni sistemi, bazirani na podatkovni obradi z uporabo računalnikov.

Kontrolni sistemi so ključni del sistema avtomatizacije. Različni tipi zaprtih zank zagotavljajo, da sledijo procesne spremenljivke referenčnim vrednostim. Poleg tega osnovnega funkcionalnega cilja sistem avtomatizacije uporablja različne druge funkcije, kot so izračuni referenčnih vrednosti za kontrolne sisteme, začetek ali konec delovanja tovarne, nadzor zmogljivosti sistema, razporejanje opreme itd. Kontrolni sistemi skupaj s spremljanjem, prilagojenim delovnemu okolju v industriji, omogočajo prilagodljiv, učinkovit in zanesljiv proizvodni sistem.

Avtomatski sistem potrebuje posebne specializirane programske in strojne produkte za implementacijo kontrolnih in nadzornih sistemov. V zadnjih letih je razvilo številne take produkte različnih dobaviteljev, ki ponujajo svoje specializirane programske in strojne produkte. Nekateri od teh dobaviteljev so Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron in druge.

Vrste industrijske avtomatizacije

Industrijska avtomatizacija je uporaba računalniških in strojne opreme za dobro nadzirano delovanje različnih industrijskih operacij. Odvisno od vključenih operacij se industrijski avtomatizacijski sistemi glavno razdelijo na dva tipa, in sicer avtomatizacijo procesne tovarne in avtomatizacijo proizvodnje.

Avtomatizacija procesne tovarne

V procesnih industrijah se produkt izvaja iz mnogih kemijskih procesov, temelječih na nekaterih surovinah. Nekateri od teh industrijskih panog so farmacevtska industrija, petrokemijska industrija, cementna industrija, papirarska industrija itd. Tako je celotna procesna tovarna avtomatizirana za proizvodnjo visoke kakovosti, večjo proizvodnost in visoko zanesljivo kontroliranje fizikalnih procesnih spremenljivk.

Slika zgoraj prikazuje hierarhijo sistema avtomatizacije procesne tovarne. Sestoji iz različnih slojev, ki predstavljajo široko razpršene komponente v procesni tovarni.

Nivo 0 ali Tovarna: Ta nivo vključuje stroje, ki so najbližje procesom. Tu se uporabljajo senzorji in akutatorji za prevedbo signalov iz strojev in fizikalnih spremenljivk za namen analize in ustvarjanja kontrolnih signalov.

Neposredna kontrola procesa: Na tem nivoju avtomatski kontrolerji in nadzorne sistemi pridobivajo informacije o procesu iz senzorjev in ustrezno vodijo sisteme akutatorjev. Nekateri nalogi na tem nivoju so-

• Pridobivanje podatkov

• Nadzor tovarne

• Preverjanje podatkov

• Odprta in zaprta zanka nadzora

• Poročanje

Nadzorna kontrola tovarne: Ta nivo ukazuje avtomatskim kontrolerjem z nastavljanjem ciljev ali referenčnih vrednosti. Skrbi za optimalno nadzorno opremo. Nekateri nalogi na tem nivoju so:

• Nadzor zmogljivosti tovarne

• Optimalni nadzor procesa

• Usklajevanje tovarne

• Odkrivanje odpovedi itd.

Načrtovanje in nadzor proizvodnje: Ta nivo rešuje probleme odločanja, kot so dodelitev virov, cilji proizvodnje, upravljanje vzdrževanja itd. Naloge na tem nivoju vključujejo:

• Izpodbijanje proizvodnje

• Kontrola zalog

• Nadzor proizvodnje, poročanje o proizvodnji itd.

Upravljanje tovarne: To je višji nivo avtomatizacije procesne tovarne. Več se ukvarja z gospodarskimi dejavnostmi kot z tehničnimi. Naloge na tem nivoju vključujejo-

• Analiza trga in strank

• Statistika naročil in prodaje

• Načrtovanje proizvodnje

• Ravnovesje med kapaciteto in naročili itd.

Sistem avtomatizacije proizvodnje

Proizvodninske industrije izdelajo izdelke iz materialov z uporabo strojev/robotik. Nekateri od teh proizvodninskih industrijskih panog vključujejo tekstil in oblačila, steklo in keramiko, hrano in pijače, izdelavo papirja itd. Novi trendi v proizvodninskem sistemu uporabljajo sisteme avtomatizacije na vsaki stopnji, kot so obračunavanje materialov, mašiniranje, montaža, pregled in pakiranje. Z računalniško pomočjo in industrijskimi robotičnimi sistemi postane proizvodninska avtomatizacija zelo prilagodljiva in učinkovita.