Kas yra pramoninė automatika? Tipai, lygiai, privalumai

Šiame straipsnyje apžvelgsime pramoninės automatikos apžvalgą, kokie yra pramoninės automatikos trūkumų pranašumai, skirtingų tipų automatizavimo sistemos, skirtingi tipinės pramonės automatizavimo programos lygiai ir daug daugiau. Pramonės automatizavimas Pramoninės automatikos motyvacija Pramonės automatikos proceso lygiai Priežiūros lygis Valdymo lygis Lauko lygis Pramonės automatikos sistemų tipai Fiksuota automatikos sistema Programuojama automatikos sistema Lanksti automatikos sistema Integruota automatikos sistema Pramoninės automatikos pranašumai ir trūkumai Privalumai Trūkumai Įvadas padėti žmonėms atlikti įvairias gamybos užduotis. Pramonės gamybos procesą sudaro mašinų serijos, per kurias derinamas žaliavų t ir virsti galutiniu produktu. Čia terminas „mašina“ gali būti bet koks variklis, gręžtuvas, konvejerio juosta ir kt. kurie patenka į elektromechaninius prietaisus ar chemines mašinas, tokias kaip orkaitės, džiovyklės, cheminio degimo sistemos ir kt. Šiandien pramoninė automatika perėmė gamybos procesą pramonės šakose ir labai sunku įsivaizduoti gamybos liniją be automatizavimo sistemų. Yra keletas veiksnių, lemiančių automatizavimo sistemos diegimą pramoninėje gamyboje, pavyzdžiui, aukštos kokybės produktų reikalavimas, dideli lūkesčiai dėl produkto patikimumo, didelės apimties gamyba ir tt Kas yra pramoninė automatizacija? Pramoninė automatizacija yra mašinų ir kt. pramoninė įranga, naudojant skaitmeninį loginį programavimą ir sumažinant žmogaus kišimąsi į sprendimų priėmimą ir rankinio valdymo procesą naudojant mechanizuotą įrangą. Aukščiau pateiktą apibrėžimą tikrai nėra paprasta suprasti, bet pabandykime suprasti, kas yra pramoninė automatika mažo pavyzdžio pagalba.Pramonės automatizavimo supratimo pavyzdysApsvarstykite rankinį pramoninės gamybos procesą, kai operatorius stebi orkaitės temperatūrą. Tarkime, kad užduotis yra pasiekti tam tikrą temperatūrą ir palaikyti tą temperatūrą maždaug 30 minučių. Taigi, operatorius pirmiausia turi sureguliuoti kuro kiekį į orkaitę, valdydamas vožtuvą, kad temperatūra pakiltų iki norimo kiekio. Pasiekus reikiamą temperatūrą, ją reikia palaikyti nuolat reguliuojant vožtuvą, ty 30 minučių padidinkite arba sumažinkite kurą, priklausomai nuo temperatūros. Dabar, naudojant pramoninę automatiką, visu procesu pasirūpinama be operatoriaus pagalbos. Pirma, šalia orkaitės yra temperatūros jutiklis, kuris kompiuteriui praneša apie temperatūrą. Dabar yra variklis, kurį taip pat valdo kompiuteris, kurui tiekti į orkaitę. Remdamasis jutiklio temperatūros rodmenimis, kompiuteris atidarys vožtuvą, kad pradžioje būtų daugiau degalų. Pasiekus norimą temperatūrą, vožtuvas uždaromas. Tačiau kompiuteris gali atidaryti arba uždaryti vožtuvą, net ir tam, kad tekėtų mažiausias degalų kiekis, atsižvelgiant į temperatūros rodmenis. Laikmatis kompiuteryje parodys, kai baigsis 30 minučių ir kompiuteris gali visiškai išjungti sistemą. Pirmiau pateiktas pavyzdys gali atrodyti neaiškus, tačiau tai padeda suprasti, kaip galima įdiegti tipinę pramoninės automatikos sistemą. Aukščiau pateiktame pavyzdyje nėra absoliučiai nulio žmogaus įsikišimo, o visą užduotį visiškai atlieka automatizavimo sistema. Pramonės automatizavimo motyvas Terminą automatizavimas sugalvojo Ford Motor Company inžinierius, kuris buvo pramonės automatizavimo ir gamybos surinkimo linijos pradininkai. . Iš pradžių pramoninės gamybos procesas grindžiamas darbuotojo akimis, rankomis ir smegenimis, priešingai nei šiuolaikiniai jutikliai, pavaros ir kompiuteriai. Iš pradžių automatizavimas gamybos procese yra nukreiptas į žmogaus darbuotojo pakeitimą nepriklausoma mašina. Iš pradžių šias nepriklausomas mašinas turėjo koordinuoti žmogaus vadovas, kad gamybos procesas vyktų sklandžiai. Tačiau dėl technologinių pokyčių analoginėse ir skaitmeninėse valdymo sistemose, mikroprocesoriuose ir PLC (programuojamuose loginiuose valdikliuose) bei įvairiuose jutikliuose tapo labai paprasta sinchronizuoti kelis nepriklausomas mašinas ir procesus ir pasiekti tikrą pramonės automatizavimą. Didėjant pramonės ekonomikai, laikui bėgant pasikeitė ir pramonės automatizavimo verslo strategijos. Šiais laikais pagrindiniai motyvai diegti pramoninę automatiką yra šie: Padidinti gamybą Mažinti sąnaudas, ypač susijusias su žmonėmis, gerinti gaminio kokybę Efektyvus žaliavų naudojimas Sumažinti energijos suvartojimą Didinti verslo pelną Yra keletas antrinių motyvų naudoti automatizavimą pramoninės gamybos procese. Pramonės automatizavimo proceso lygiai Yra keletas būdų, kaip apibūdinti pramonės automatizavimo proceso lygius, tačiau paprasčiausias iš jų yra šis trijų lygių hierarchinis trikampis. tipiška pramoninės automatikos programa. Prižiūrėtojo lygis Sėdėdamas hierarchijos viršuje, prižiūrėtojo lygmenį paprastai sudaro pramoninis kompiuteris, kuris paprastai yra prieinamas kaip stalinis kompiuteris, skydinis arba prie stovo pritvirtintas kompiuteris. Šie kompiuteriai veikia standartinėse operacinėse sistemose su specialia programine įranga, kurią paprastai tiekia pramoninių procesų valdytojas. Pagrindinis programinės įrangos tikslas yra proceso vizualizacija ir parametrų nustatymas. Ryšiui naudojamas specialus pramoninis eternetas, kuris gali būti gigabitinis LAN arba bet kokia bevielė topologija (WLAN). Valdymo lygisValdymo lygis yra vidurinis hierarchijos lygis ir tai lygis, kuriame vykdomos visos su automatizavimu susijusios programos. Paprastai šiam tikslui naudojami programuojami loginiai valdikliai arba PLC, kurie suteikia realaus laiko skaičiavimo galimybes. PLC paprastai diegiami naudojant 16 bitų arba 32 bitų mikrovaldiklius ir veikia patentuotoje operacinėje sistemoje, kad atitiktų realaus laiko reikalavimus. PLC taip pat gali būti susieti su keliais įvesties/išvesties įrenginiais ir gali bendrauti įvairiais ryšio protokolais, pvz., CAN. Lauko lygisGalinė įranga, pvz., jutikliai ir pavaros, hierarchijoje yra suskirstyti į lauko lygį. Jutikliai, tokie kaip temperatūra, optika, slėgis ir kt. ir pavaros, pvz., varikliai, vožtuvai, jungikliai ir kt. yra sujungtos su PLC per lauko magistralę, o ryšys tarp lauko lygio įrenginio ir atitinkamo PLC paprastai grindžiamas tiesioginiu ryšiu. Tiek laidiniai, tiek belaidžiai tinklai naudojami ryšiui ir naudojant šį ryšį, PLC gali taip pat diagnozuoti ir parametruoti įvairius komponentus.Be to, pramoninės automatikos procesų sistemai taip pat reikalingos dvi pagrindinės sistemos. Jie yra: Pramoninis energijos tiekimas Pvz., PLC paprastai veikia 24 V nuolatinės srovės, o sunkieji varikliai-1 arba 3 fazių kintamosios srovės. Taigi, norint užtikrinti nepriekaištingą veikimą, reikia plataus tinkamo įvesties maitinimo šaltinio. Be to, programinei įrangai, naudojamai valdant PLC, turėtų būti užtikrintas saugumas, nes ją galima lengvai modifikuoti ar sugadinti. Atsižvelgiant į visus aukščiau paminėtus lygius ir atitinkamus komponentus, tipinė pramoninės automatikos sistema turės tokią struktūrą. Dabar, kai šiek tiek pamatėme tipiškos pramoninės automatikos sistemos išdėstymą, tęskime diskusiją apie skirtingų tipų pramonės automatikos sistemas. Pramoninės automatikos sistemos paprastai yra suskirstytos į keturias rūšis. Fiksuota automatikos sistema Programuojama automatizavimo sistema Lanksti automatikos sistema Integruota automatikos sistema Fiksuota automatikos sistema Fiksuotoje automatizavimo sistemoje gamybos įranga yra fiksuojama su fiksuotu operacijų ar užduočių rinkiniu ir retai atliekami šių operacijų pakeitimai. Fiksuota automatizavimo sistema dažniausiai naudojama nepertraukiamo srauto procesuose, tokiuose kaip konvejeriai ir masinės gamybos sistemos.Programuojama automatizavimo sistemaProgramuojamoje automatizavimo sistemoje operacijų seka bei mechanizmų konfigūracija gali būti keičiama naudojant elektroninius valdiklius. Ši sistema reikalauja daug laiko ir pastangų, kad perprogramuotų mašinas ir paprastai naudojama serijinio proceso gamyboje. Lanksti automatikos sistema Lanksčią automatikos sistemą paprastai visada valdo kompiuteriai ir ji dažnai diegiama ten, kur produktas dažnai skiriasi. CNC staklės yra lažybų pavyzdys šiai sistemai. Operatoriaus kompiuteriui suteiktas kodas yra unikalus konkrečiam darbui ir, remdamasis kodu, mašina įsigyja gamybai būtinus įrankius ir įrangą. Integruota automatikos sistema Integruota automatizavimo sistema yra nepriklausomų mašinų, procesų ir duomenų rinkinys, visi sinchroniškai dirba vadovaujant vienai valdymo sistemai, kad būtų įdiegta gamybos proceso automatizavimo sistema. CAD (kompiuterinis dizainas), CAM (kompiuterinė gamyba), kompiuteriu valdomi įrankiai ir mašinos, robotai, kranai ir konvejeriai yra integruoti naudojant sudėtingą planavimą ir gamybos valdymą. Pramoninės automatikos pranašumai ir trūkumai Privalumai darbą galima lengvai pakeisti. Žmogus operatorius gali vengti dirbti pavojingoje gamybos aplinkoje, kurioje yra ekstremali temperatūra, tarša, svaiginantys elementai ar radioaktyviosios medžiagos. Tipiniam žmogui operatoriui sunkiai atliekamos užduotys gali būti lengvai atliekamos. Šios užduotys apima sunkių ir didelių krovinių kėlimą, darbą su labai mažais daiktais ir pan. Gamyba visada yra greitesnė, o produkto kaina yra žymiai mažesnė (palyginti su tuo pačiu produktu, kuris gaminamas rankiniu būdu). Gali būti atliekami keli kokybės kontrolės patikrinimai integruoti į gamybos procesą, kad būtų užtikrintas nuoseklumas ir vienodumas. Pramonės ekonomika gali būti žymiai pagerinta, o tai daro tiesioginį poveikį gyvenimo lygiui. Trūkumai Darbo vietų praradimas. Kadangi didžiąją darbo dalį atlieka mašinos, rankų darbo poreikis yra labai mažas. Visos norimos užduotys negali būti automatizuotos naudojant dabartines technologijas. Pavyzdžiui, netaisyklingos formos ir dydžio gaminius geriausia palikti rankiniam surinkimui. (Atrodo, kad ši tendencija keičiasi naudojant pažangius kompiuterius ir algoritmus.) Tam tikram procesui įmanoma naudoti automatizavimą, t.

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas