Vad är industriell automation? Typer, nivåer, fördelar

I den här artikeln kommer vi att se en översikt över industriell automation, vilka är fördelarna med nackdelarna med industriell automation, olika typer av automationssystem, olika nivåer i en typisk industriell automationsapplikation och många fler. Översikt IntroduktionVad är industriell automation?Exempel att förstå Industriell automationMotivation för industriell automation Nivåer för industriell automation ProcessLedarnivå Kontrollnivå Fältnivå Typer av industriella automationssystemFast automationssystemProgrammerbart automationssystemFlexibelt automationssystemIntegrerat automationssystem Fördelar och nackdelar med industriell automationFördelar Nackdelar IntroduktionSedan en omfattande industriell revolution har det alltid funnits en betydande insats av industriell revolution i Storbritannien. att hjälpa människor med olika produktionsuppgifter. En industriell produktionsprocess består av serier av maskiner, genom vilka en kombination av råvaror går t. genomgå och förvandlas till slutprodukten. Här kan termen "maskin" vara allt som en motor, borr, transportband, etc. som hör till elektromekaniska apparater eller kemiska maskiner som ugnar, torktumlare, kemiska förbränningssystem etc. Idag har Industrial Automation tagit över produktionsprocessen i industrier och det är mycket svårt att föreställa sig en produktionslinje utan automationssystem. Det finns flera faktorer som leder till implementeringen av automationssystem i industriell produktion som krav på högkvalitativa produkter, höga förväntningar på produkttillförlitlighet, högvolymproduktion etc.Vad är industriell automation?Industriell automation är en process för drift av maskiner och annat industriell utrustning med hjälp av digital logisk programmering och minska mänskligt ingripande i beslutsfattande och manuell kommandoprocess med hjälp av mekaniserad utrustning. Ovanstående definition är definitivt inte enkel att förstå men låt oss försöka förstå vad en industriell automation är med med hjälp av ett litet exempel. Exempel för att förstå industriell automatisering Överväg en manuell industriell produktionsprocess, där en operatör observerar temperaturen i en ugn. Anta att uppgiften är att nå en viss temperatur och bibehålla den temperaturen i cirka 30 minuter. Så operatören måste först justera mängden bränsle till ugnen genom att kontrollera en ventil för att höja temperaturen till önskad mängd. När den nödvändiga temperaturen har uppnåtts måste den upprätthållas genom att konstant justera ventilen, dvs antingen öka eller minska bränslet beroende på temperaturen under de kommande 30 minuterna. Nu, med industriell automation, sköts hela processen utan hjälp av en operatör. Först finns det en temperatursensor placerad nära ugnen som rapporterar temperaturen till en dator. Nu finns det en motoriserad ventil, som också styrs av datorn, för bränslet som ska tillföras ugnen. Baserat på temperaturavläsningarna från sensorn kommer datorn att öppna ventilen för att tillåta mer bränsle i början. När den önskade temperaturen har uppnåtts stängs ventilen av. Men datorn kan öppna eller stänga ventilen, även för att tillåta en minsta mängd bränsle att flöda, baserat på temperaturavläsningarna. Timern i datorn kommer att indikera när 30 minuter är slut och datorn kan stänga av systemet helt. Exemplet ovan kan verka vagt men det hjälper till att förstå hur ett typiskt industriellt automationssystem kan implementeras. I exemplet ovan finns det absolut noll mänskliga ingrepp och hela uppgiften utförs helt av automationssystemet Motivering för industriell automatisering Termen Automation myntas av en ingenjör från Ford Motor Company, som var pionjärer inom industriell automation och tillverkning av samlingslinje . I början är den industriella produktionsprocessen baserad på en arbetares ögon, händer och hjärna, till skillnad från dagens sensorer, ställdon och datorer. Ursprungligen är implementeringen av automatisering i en produktionsprocess inriktad på att ersätta en mänsklig arbetare med en oberoende maskin. Inledningsvis var dessa oberoende maskiner tvungna att koordineras av en mänsklig handledare för en smidig produktionsprocess. Men med den tekniska utvecklingen inom analoga och digitala styrsystem, mikroprocessorer och PLC:er (Programmable Logic Controllers) och olika sensorer har det blivit mycket enkelt att synkronisera flera oberoende maskiner och processer och uppnå verklig industriell automation. Med uppgången i industriell ekonomi har även affärsstrategierna för industriell automation förändrats över tiden. Nuförtiden är de grundläggande motiven för att implementera industriell automation: Öka produktionen Minska kostnaderna, särskilt de mänskliga relaterade kostnaderna Förbättra kvaliteten på produkten Effektiv användning av råvaror Minska energiförbrukningen Öka företagens vinster Det finns några sekundära motiv för att använda automation i industriell produktionsprocess som att tillhandahålla en säker miljö för operatören, minska miljöföroreningarna, etc. Nivåer av industriell automationsprocessDet finns flera sätt att beskriva nivåerna för en industriell automationsprocess, men det enklaste av allt är följande hierarkiska triangel med trenivårepresentation av en typisk Industrial Automation Application.Supervisor Level.Sittande överst i hierarkin består arbetsledarenivån vanligtvis av en industriell PC, som vanligtvis finns tillgänglig som en stationär PC eller en Panel PC eller en Rackmonterad PC. Dessa datorer körs på standardoperativsystem med en speciell programvara, vanligtvis tillhandahållen av leverantören för industriell processkontroll. Huvudsyftet med mjukvaran är processvisualisering och parametrering. Ett speciellt industriellt ethernet används för kommunikation, vilket kan vara Gigabit LAN eller vilken trådlös topologi som helst (WLAN).KontrollnivåKontrollnivån är mellannivån i hierarkin och detta är nivån där alla automationsrelaterade program körs. För detta ändamål används i allmänhet programmerbara logiska styrenheter eller PLC:er, som ger realtidsberäkningskapacitet. PLC:er implementeras vanligtvis med 16-bitars eller 32-bitars mikrokontroller och körs på ett proprietärt operativsystem för att uppfylla realtidskraven. PLC:er kan också kopplas till flera I/O-enheter och kan kommunicera genom olika kommunikationsprotokoll som CAN. Fältnivå Terminalutrustningen som sensorer och ställdon är kategoriserade i fältnivå i hierarkin. Sensorerna gillar temperatur, optisk, tryck etc. och ställdon som motorer, ventiler, omkopplare etc. är anslutna till en PLC via en fältbuss och kommunikationen mellan en Field Level-enhet och dess motsvarande PLC är vanligtvis baserad på en punkt-till-punkt-anslutning. Både trådbundna och trådlösa nätverk används för kommunikation och med denna kommunikation kan PLC:n även diagnostisera och parametrisera olika komponenter. Dessutom kräver ett industriellt automationsprocesssystem två huvudsystem. De är: Industriell strömförsörjning Säkerhet och skydd Effektkraven för olika system på olika nivåer i hierarkin kan vara extremt olika. Till exempel körs PLC:er vanligtvis på 24V DC, medan tunga motorer körs på antingen 1-fas eller 3-fas AC. Så, ett brett utbud av korrekt ingångsströmförsörjning krävs för en problemfri drift. Dessutom bör det finnas säkerhet för programvaran som används för att styra PLC:erna eftersom den lätt kan modifieras eller skadas. Med tanke på alla ovan nämnda nivåer och deras motsvarande komponenter kommer ett typiskt industriellt automationssystem att ha följande struktur.Typer av Industriella automationssystemNu när vi har sett lite om layouten av ett typiskt industriellt automationssystem, låt oss fortsätta med diskussionen om de olika typerna av industriella automationssystem. Industriella automationssystem kategoriseras vanligtvis i fyra typer.Fast automationssystemProgrammerbart automationssystemFlexibelt automationssystemIntegrerat automationssystemFast automationssystemI ett fast automationssystem är produktionsutrustningen fixerad med en fast uppsättning operationer eller uppgifter och det sker sällan några förändringar av dessa operationer. Fast automationssystem används vanligtvis i kontinuerliga flödesprocesser som transportörer och massproduktionssystem. Programmerbart automationssystemI programmerbart automationssystem kan sekvensen av operationer såväl som konfigurationen av maskineriet ändras med hjälp av elektroniska kontroller. Detta system kräver en betydande mängd tid och ansträngning för att omprogrammera maskinerna och används vanligtvis i batchprocessproduktion.Flexibelt automationssystemEtt flexibelt automationssystem styrs vanligtvis, alltid av datorer och implementeras ofta där produkten varierar ofta. CNC-maskiner är satsningsexemplet för detta system. Koden som ges av operatören till datorn är unik för ett visst jobb och baserat på koden förvärvar maskinen nödvändiga verktyg och utrustning för produktionen Integrerat automatiseringssystem Ett integrerat automatiseringssystem är en uppsättning oberoende maskiner, processer och data, alla arbetar synkront under ledning av ett enda kontrollsystem för att implementera ett automationssystem för en produktionsprocess. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), datorstyrda verktyg och maskiner, robotar, kranar och transportörer är alla integrerade med hjälp av komplex schemaläggning och produktionskontroll. Fördelar och nackdelar med industriell automation. arbete kan enkelt ersättas. Mänskliga operatörer kan undvika att arbeta i farliga produktionsmiljöer med extrema temperaturer, föroreningar, berusande ämnen eller radioaktiva ämnen. De uppgifter som är svåra för en typisk mänsklig operatör kan enkelt utföras. Dessa uppgifter inkluderar lyft av tunga och stora laster, arbete med extremt små föremål etc. Tillverkningen går alltid snabbare och kostnaden för produkten är betydligt lägre (jämfört med samma produkt som tillverkas med manuell drift). Flera kvalitetskontroller kan utföras integrerad i produktionsprocessen för att ge konsekvens och enhetlighet.Industrins ekonomi kan förbättras avsevärt, vilket har en direkt inverkan på levnadsstandarden.NackdelarFörlust av jobb. Eftersom det mesta av arbetet utförs av maskiner är kravet på manuellt arbete mycket mindre. Alla önskade uppgifter kan inte automatiseras med den nuvarande tekniken. Till exempel är produkter med oregelbundna former och storlekar bäst att lämna för manuell montering. (Denna trend verkar förändras med avancerade datorer och algoritmer). Det är möjligt att använda automatisering för vissa processer, dvs.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC