Industriell automatisering: Vad är det? (Grundläggande & Typer)
På grund av den snabba teknikutvecklingen har alla industriella processsystem, fabriker, maskiner, testanläggningar osv. övergått från mekanisering till automatisering. Ett mekaniserat system kräver mänsklig inblandning för att driva maskiner som styrs manuellt. När nya och effektiva styrtekniker utvecklades blev datorstyrda automatiseringskontroller drivna av behovet av hög precision, kvalitet, noggrannhet och prestanda i industriförfaranden.
Automatisering är ett steg bortom mekanisering som använder enheter med hög kontrollkapacitet för effektiv tillverkning eller produktion.
Vad är industriell automatisering
Industriell automatisering innefattar användningen av kontrollenheter såsom PC/PLC/PAC etc. för att styra industriella processer och maskiner genom att ta bort så mycket arbetareingripande som möjligt, och ersätta farliga monteringsoperationer med automatiserade. Industriell automatisering är nära kopplad till reglerteknik.
Automatisering är ett allmänt begrepp som appliceras på alla mekanismer som rör sig själva eller är självstyrd. Ordet 'automatisering' härstammar från de antika grekiska orden Auto (betyder 'själv') Matos (betyder 'rörlig'). Jämfört med manuella system ger automatiseringsystem överlägsen prestanda i termer av precision, kraft och hastighet.
I industriell automatiseringsstyrning kan en rad processvariabler som temperatur, flöde, tryck, avstånd och vätskenivå samtidigt registreras. Alla dessa variabler samlas in, bearbetas och regleras av komplexa mikroprocessorer eller datorbaserade datahanteringssystem.
Reglersystem är en viktig del av ett automatiseringsystem. De olika typerna av sluten regleringstekniker säkerställer att processvariablerna följer inställningspunkter. Utöver denna grundläggande funktion använder automatiseringsystem olika andra funktioner som beräkning av inställningspunkter för reglersystem, uppstart eller nedstängning av anläggningen, övervakning av systemprestanda, schemaläggning av utrustning, osv. Reglersystem kombinerade med övervakning anpassad till driftsmiljön i industrin möjliggör ett flexibelt, effektivt och tillförlitligt productionsystem.
Det automatiserade systemet kräver speciell dedikerad hårdvara och mjukvaruprodukter för att implementera regler- och övervakningssystem. Under de senaste åren har ett antal sådana produkter utvecklats av olika leverantörer som erbjuder sina specialiserade mjuk- och hårdvaruprodukter. Några av dessa leverantörer är Siemens, ABB, AB, National Instruments, Omron och så vidare.
Typer av industriell automatisering
Industriell automatisering är användningen av dator- och maskinbaserade system för att utföra olika industriella operationer på ett välkontrollerat sätt. Beroende på de involverade operationerna klassificeras industriella automatiseringssystem huvudsakligen i två typer, nämligen processanläggningsautomatisering och tillverkningsautomatisering.
Processanläggningsautomatisering
I processindustrier resulterar produkten från många kemiska processer baserade på råmaterial. Några av dessa industrier är läkemedel, petrokemikalik, cementindustri, pappersindustri, osv. Således automatiseras det totala processanläggningen för att producera hög kvalitet, mer produktiv, hög tillförlitlig styrning av fysiska processvariabler.
Ovanstående figur visar hierarkin för processautomatiseringssystem. Den består av olika nivåer som representerar olika komponenter i ett processanläggning.
Nivå 0 eller Anläggning: Denna nivå består av maskiner som ligger närmast processerna. Här används sensorer och aktuatorer för att översätta signaler från maskinerna och fysiska variabler för analys och för att producera styrsignalerna.
Direkt Processstyrning: På denna nivå får automatiska reglerare och övervakningssystem processinformation från sensorer och drivs motsvarande aktuatorsystem. Några av uppgifterna på denna nivå är-
Datainsamling
Anläggningsövervakning
Datankontroll
Öppen och sluten loopstyrning
Rapportering
Anläggningsövervakningsstyrning: Denna nivå ger automatiska reglerare riktlinjer genom att ställa in mål eller inställningspunkter. Den ser till att reglerutrustningen fungerar optimalt. Några av uppgifterna på denna nivå är:
Övervakning av anläggningsprestanda
Optimal processstyrning
Anläggningskoordinering
Felidentifiering, etc.
Produktionsplanering och styrning: Denna nivå löser beslutsmässiga problem som resursallokering, produktionsmål, underhållshantering, etc. Uppgifter på denna nivå inkluderar:
Produktionsdispatch
Lagerkontroll
Produktionsbevakning, produktionsrapportering, etc.
Anläggningsförvaltning: Detta är den högre nivån av processanläggningsautomatisering. Den handlar mer om kommersiella aktiviteter än tekniska. Uppgifter på denna nivå inkluderar-
Marknads- och kundanalys
Order- och försäljningsstatistik
Produktionsplanering
Kapacitets- och orderbalans, etc.
Tillverkningsautomatiseringssystem
Tillverkningsindustrin producerar produkter ur material med hjälp av maskiner/robotar. Några av dessa tillverkningsindustrier inkluderar textil och klädesplagg, glas och keramik, livsmedel och drycker, pappersframställning, etc. Nya trender i tillverkningsystem använder automatiseringssystem vid varje skede, såsom materialhantering, maskining, montering, inspektion och förpackning. Med datorstyrda kontroller och industriella robotarsystem blir tillverkningsautomatisering mycket flexibel och effektiv.
Följande figur visar hierarkin för tillverkningsautomatiseringssystem där alla funktionsnivåer automatiseras med hjälp av olika automatiseringss verktyg.
