Kas ir rūpnieciskā automatizācija? Veidi, līmeņi, priekšrocības

Šajā rakstā mēs redzēsim rūpnieciskās automatizācijas pārskatu, kādas ir rūpnieciskās automatizācijas trūkumu priekšrocības, dažāda veida automatizācijas sistēmas, dažādi līmeņi tipiskā rūpnieciskās automatizācijas lietojumprogrammā un daudz ko citu. Īss ievadsKas ir rūpnieciskā automatizācija?Izpratnes piemērs Rūpniecības automatizācijaMotivācija rūpnieciskajai automatizācijaiRūpnieciskās automatizācijas procesa līmeņiUzraudzītāja līmenisKontroles līmenisLauku līmeņi Rūpnieciskās automatizācijas sistēmu veidiFiksētā automatizācijas sistēmaProgramējamā automatizācijas sistēma Elastīga automatizācijas sistēmaIntegrēta automatizācijas sistēmaIndustriālās automatizācijas priekšrocības un trūkumi vienmēr ir rūpnieciskās automatizācijas piepūles attīstība, sarežģītības periodsPriekšrocībasTrūkumiLielbritānija lai palīdzētu cilvēkiem ar dažādiem ražošanas uzdevumiem.Rūpnieciskās ražošanas process sastāv no mašīnu sērijām, caur kurām iziet izejvielu kombinācija cauri un pārvērsties galaproduktā. Šeit termins “mašīna” var būt jebkas, piemēram, motors, urbis, konveijera lente utt. Uz kurām attiecas elektromehāniskās ierīces vai ķīmiskās iekārtas, piemēram, krāsnis, žāvētāji, ķīmiskās sadedzināšanas sistēmas utt. Mūsdienās rūpnieciskā automatizācija ir pārņēmusi ražošanas procesu nozarēs, un ir ļoti grūti iedomāties ražošanas līniju bez automatizācijas sistēmām. Ir vairāki faktori, kas noved pie automatizācijas sistēmas ieviešanas rūpnieciskajā ražošanā, piemēram, prasības pēc augstas kvalitātes produktiem, lielas cerības uz produktu uzticamību, liela apjoma ražošanu utt. Kas ir rūpnieciskā automatizācija? Rūpnieciskā automatizācija ir mašīnu un citu darbību process. rūpnieciskās iekārtas ar digitālās loģiskās programmēšanas palīdzību un samazinot cilvēka iejaukšanos lēmumu pieņemšanā un manuālās vadības procesā ar mehanizēto iekārtu palīdzību. Iepriekš minētā definīcija noteikti nav vienkārši saprotama, taču mēģināsim saprast, kas ir rūpnieciskā automatizācija. neliela piemēra palīdzība.Piemērs rūpnieciskās automatizācijas izpratneiApsveriet manuālu rūpnieciskās ražošanas procesu, kurā operators novēro krāsns temperatūru. Pieņemsim, ka uzdevums ir sasniegt noteiktu temperatūru un uzturēt šo temperatūru aptuveni 30 minūtes. Tātad operatoram vispirms ir jāpielāgo cepeškrāsns degvielas daudzums, kontrolējot vārstu, lai temperatūra paaugstinātu līdz vajadzīgajam līmenim. Kad vajadzīgā temperatūra ir sasniegta, tā ir jāuztur, pastāvīgi regulējot vārstu, ti vai nu palieliniet vai samaziniet degvielu atkarībā no temperatūras nākamajām 30 minūtēm. Tagad, izmantojot rūpniecisko automatizāciju, viss process tiek veikts bez operatora palīdzības. Pirmkārt, pie cepeškrāsns ir novietots temperatūras sensors, kas ziņo par temperatūru datoram. Tagad ir motorizēts vārsts, kuru arī kontrolē dators, lai degviela tiktu piegādāta cepeškrāsnī. Pamatojoties uz temperatūras rādījumiem no sensora, dators atvērs vārstu, lai sākumā ievadītu vairāk degvielas. Kad ir sasniegta vēlamā temperatūra, vārsts tiek izslēgts. Taču dators var atvērt vai aizvērt vārstu, pat lai ļautu plūst vismazākajam degvielas daudzumam, pamatojoties uz temperatūras rādījumiem. Taimeris datorā rādīs, kad ir pagājušas 30 minūtes, un dators var pilnībā izslēgt sistēmu. Iepriekš minētais piemērs var šķist neskaidrs, taču tas palīdz saprast, kā var ieviest tipisku rūpnieciskās automatizācijas sistēmu. Iepriekš minētajā piemērā cilvēka iejaukšanās ir absolūti nulle, un visu uzdevumu pilnībā veic automatizācijas sistēma. Rūpnieciskās automatizācijas motivācija Terminu automatizācija ir ieviesis Ford Motor Company inženieris, kurš bija rūpnieciskās automatizācijas un ražošanas montāžas līnijas pionieri. . Iesākumā rūpnieciskās ražošanas procesa pamatā ir strādnieka acis, rokas un smadzenes, atšķirībā no mūsdienu sensoriem, izpildmehānismiem un datoriem. Sākotnēji automatizācijas ieviešana ražošanas procesā ir vērsta uz cilvēka aizvietošanu ar strādnieku. neatkarīga mašīna. Sākotnēji šīs neatkarīgās iekārtas bija jākoordinē cilvēka vadītājam, lai nodrošinātu vienmērīgu ražošanas procesu. Taču līdz ar analogo un digitālo vadības sistēmu, mikroprocesoru un PLC (Programmable Logic Controllers) un dažādu sensoru tehnoloģiju attīstību ir kļuvis ļoti viegli sinhronizēt vairākus neatkarīgas mašīnas un procesus un panākt patiesu rūpniecisko automatizāciju. Līdz ar rūpniecības ekonomikas pieaugumu laika gaitā ir mainījušās arī rūpnieciskās automatizācijas biznesa stratēģijas. Mūsdienās rūpnieciskās automatizācijas ieviešanas pamatmotivācija ir: palielināt ražošanu; samazināt izmaksas, jo īpaši ar cilvēku saistītās izmaksas; uzlabot produkta kvalitāti; izejmateriālu efektīva izmantošana; samazināt enerģijas patēriņu; palielināt uzņēmuma peļņu. Ir dažas sekundāras motivācijas automatizācijas izmantošanai rūpnieciskās ražošanas procesā. piemēram, drošas vides nodrošināšana operatoram, vides piesārņojuma samazināšana utt.Rūpnieciskās automatizācijas procesa līmeņiIr vairāki veidi, kā aprakstīt rūpnieciskās automatizācijas procesa līmeņus, taču vienkāršākais no visiem ir šāds hierarhiskais trīsstūris ar trīs līmeņu attēlojumu. tipiska industriālās automatizācijas lietojumprogramma. Pārrauga līmenis Atrodoties hierarhijas augšgalā, uzrauga līmeni parasti veido industriālais dators, kas parasti ir pieejams kā galddators vai paneļa dators vai statīva dators. Šie datori darbojas standarta operētājsistēmās ar speciālu programmatūru, ko parasti nodrošina piegādātājs rūpniecisko procesu kontrolei. Programmatūras galvenais mērķis ir procesu vizualizācija un parametru noteikšana. Komunikācijai tiek izmantots īpašs industriālais Ethernet tīkls, kas var būt Gigabit LAN vai jebkura bezvadu topoloģija (WLAN).Vadības līmenisVadības līmenis ir hierarhijas vidējais līmenis, un tas ir līmenis, kurā tiek izpildītas visas ar automatizāciju saistītās programmas. Šim nolūkam parasti tiek izmantoti programmējamie loģiskie kontrolleri vai PLC, kas nodrošina reāllaika skaitļošanas iespējas. PLC parasti tiek ieviesti, izmantojot 16 bitu vai 32 bitu mikrokontrollerus, un tie darbojas ar patentētu operētājsistēmu, lai atbilstu reāllaika prasībām. PLC var būt arī savienoti ar vairākām I/O ierīcēm un var sazināties, izmantojot dažādus sakaru protokolus, piemēram, CAN. Lauka līmenis Termināļa iekārtas, piemēram, sensori un izpildmehānismi, hierarhijā ir iedalīti lauka līmenī. Tādi sensori kā temperatūra, optiskais, spiediens utt. un izpildmehānismi, piemēram, motori, vārsti, slēdži utt. ir savienoti ar PLC, izmantojot lauka kopni, un saziņa starp lauka līmeņa ierīci un tai atbilstošo PLC parasti ir balstīta uz savienojumu starp punktu. Saziņai tiek izmantoti gan vadu, gan bezvadu tīkli, un, izmantojot šo saziņu, PLC var arī diagnosticēt un parametrizēt dažādus komponentus. Turklāt rūpnieciskās automatizācijas procesa sistēmai ir nepieciešamas arī divas lielas sistēmas. Tās ir: Rūpnieciskais barošanas avotsDrošība un aizsardzība Dažādu sistēmu jaudas prasības dažādos hierarhijas līmeņos var būt ļoti atšķirīgas. Piemēram, PLC parasti darbojas ar 24 V līdzstrāvu, savukārt smagie motori darbojas ar 1 fāzes vai 3 fāzu maiņstrāvu. Tātad, lai darbība būtu bez traucējumiem, ir nepieciešams plašs pareizas ievades barošanas avota klāsts. Turklāt programmatūrai, ko izmanto, lai kontrolētu PLC, ir jānodrošina drošība, jo to var viegli modificēt vai sabojāt.Ņemot vērā visus iepriekšminētos līmeņus un to atbilstošās sastāvdaļas, tipiskai rūpnieciskās automatizācijas sistēmai būs šāda struktūra. Rūpnieciskās automatizācijas sistēmasTagad, kad esam mazliet redzējuši tipiskas rūpnieciskās automatizācijas sistēmas izkārtojumu, turpināsim diskusiju par dažāda veida rūpnieciskās automatizācijas sistēmām. Rūpnieciskās automatizācijas sistēmas parasti iedala četros veidos.Fiksētā automatizācijas sistēmaProgramējamā automatizācijas sistēmaElastīgā automatizācijas sistēmaIntegrētā automatizācijas sistēmaFiksētā automatizācijas sistēma Fiksētā automatizācijas sistēmā ražošanas iekārtas tiek fiksētas ar fiksētu darbību vai uzdevumu kopumu, un šajās darbībās reti tiek veiktas izmaiņas. Fiksēto automatizācijas sistēmu parasti izmanto nepārtrauktas plūsmas procesos, piemēram, konveijeros un masveida ražošanas sistēmās. Programmējamā automatizācijas sistēma Programmējamā automatizācijas sistēmā darbību secību, kā arī iekārtas konfigurāciju var mainīt, izmantojot elektroniskās vadības ierīces. Šī sistēma prasa ievērojamu laiku un pūles, lai pārprogrammētu mašīnas, un to parasti izmanto sērijveida ražošanā. Elastīgā automatizācijas sistēma Elastīgo automatizācijas sistēmu parasti vienmēr kontrolē datori, un to bieži īsteno, ja produkts bieži mainās. CNC mašīnas ir šīs sistēmas derības piemērs. Kods, ko operators piešķir datoram, ir unikāls konkrētam darbam, un, pamatojoties uz kodu, iekārta iegūst ražošanai nepieciešamos rīkus un aprīkojumu.Integrētā automatizācijas sistēmaIntegrētā automatizācijas sistēma ir neatkarīgu iekārtu, procesu un datu kopums, visi strādā sinhroni vienas vadības sistēmas vadībā, lai ieviestu ražošanas procesa automatizācijas sistēmu. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), datorvadīti instrumenti un mašīnas, roboti, celtņi un konveijeri ir integrēti, izmantojot sarežģītu plānošanu un ražošanas kontroli.Rūpnieciskās automatizācijas priekšrocības un trūkumi PriekšrocībasUzdevums, ko veic operatori, kas saistīti ar garlaicīgu fizisko slodzi. darbu var viegli nomainīt. Cilvēku operatori var izvairīties no darba bīstamā ražošanas vidē ar ekstremālām temperatūrām, piesārņojumu, apreibinošiem elementiem vai radioaktīvām vielām. Uzdevumus, kas ir sarežģīti tipiskam operatoram, var viegli veikt. Šie uzdevumi ietver smagu un lielu kravu celšanu, darbu ar ļoti maziem priekšmetiem utt. Ražošana vienmēr ir ātrāka un produkta izmaksas ir ievērojami zemākas (salīdzinot ar to pašu produktu, kas tiek ražots ar manuālu darbību). Var veikt vairākas kvalitātes kontroles pārbaudes. integrēts ražošanas procesā, lai nodrošinātu konsekvenci un vienveidību.Nozares ekonomiku var būtiski uzlabot, kas tieši ietekmē dzīves līmeni.TrūkumiDarbavietu zaudēšana. Tā kā lielāko daļu darba veic mašīnas, roku darba nepieciešamība ir ļoti maza. Visus vēlamos uzdevumus nevar automatizēt, izmantojot pašreizējās tehnoloģijas. Piemēram, izstrādājumus ar neregulāru formu un izmēriem vislabāk atstāt manuālai montāžai. (Šķiet, ka šī tendence mainās ar moderniem datoriem un algoritmiem). Ir iespējams izmantot automatizāciju noteiktiem procesiem, piemēram,

Atstāj ziņu 

Message saraksts