Pregled industrijske avtomatizacije - potrebe, struktura, vrste in tehnologije

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Da bi rešili vprašanja avtomatizacije in nadzora, industrije uporabljajo nenehno spreminjajoče se tehnologije v nadzornih sistemih za učinkovito proizvodnjo ali proizvodne procese. Za to so potrebni visokokakovostni in zanesljivi nadzorni sistemi. Novi trendi v industrijski avtomatizaciji se ukvarjajo z najnovejšimi krmilnimi napravami in komunikacijskimi protokoli za nadzor terenskih naprav, kot so regulacijski ventili in drugi končni krmilni elementi. Nekatere pametne naprave ali instrumenti, ki se uporabljajo v avtomatizirani industriji, lahko nadzorujejo procese in tudi komunikacijske zmogljivosti brez povezave z drugimi nadzornimi napravami na ravni polja, kot so PLC-ji.

Kaj je industrijska avtomatizacija?

Industrijska avtomatizacija je uporaba različnih krmilnih naprav, kot so osebni računalniki / PLC-ji / DCS, ki se uporabljajo za nadzor nad različnimi operacijami v industriji brez večjega posredovanja ljudi in za zagotavljanje samodejnega delovanja nadzora. V panogah nadzorne strategije uporabljajo nabor tehnologij, ki se izvajajo, da dosežejo želeno zmogljivost ali izhod, zato je sistem avtomatizacije najpomembnejši za industrijo.




Avtomatiziran proces v industriji

Avtomatiziran proces v industriji

Industrijska avtomatizacija vključuje uporabo naprednih nadzornih strategij, kot so kaskadne kontrole, sodobne krmilne naprave kot PLC, senzorji in drugi instrumenti za zaznavanje krmilnih spremenljivk, oprema za kondicioniranje signala za povezavo signalov s krmilnimi napravami, pogoni in drugimi pomembnimi končnimi krmilnimi napravami, samostojna računalniški sistemi, komunikacijski sistemi, alarmi in sistemi HMI (Human Machine Interface).



Potreba po avtomatizirani industriji

Nadzorni priročnik

Nadzorni priročnik

  • Za zmanjšanje periodičnega ali ročnega preverjanja

V nekaterih kritičnih aplikacijah je za izvajanje industrijskih operacij potrebno periodično preverjanje spremenljivke procesa. Oprema za avtomatizacijo zmanjša redne ali ročne operacije in vzpostavi samodejne delovne pogoje.

  • Za povečanje produktivnosti

Avtomatizacija proizvodnih in drugih proizvodnih procesov poveča stopnjo proizvodnje tako, da proizvede večjo količino za določen vložek dela

  • Zmanjšajte proizvodne stroške

Z uporabo avtomatskih strojev in opreme človekova intervencija za nadzor procesov nenadoma pade. To zmanjšuje naložbo v stroške dela in s tem proizvodne stroške.


  • Za izboljšanje kakovosti izdelkov

Neprekinjeno opravljanje istega dela morda ni popolno v vseh primerih v smislu specifikacij kakovosti s človeškimi prizadevanji. Z opremo za avtomatizacijo lahko z uporabo naprav za nadzor strojne opreme v realnem času dosežemo zanesljivo in enotno kakovost izdelkov.

  • Za povečanje prilagodljivosti

Z različno uporabo opreme za avtomatizacijo se obdeluje preprosto, ne da bi pri tem nastalo zapleteno okolje, zlasti v proizvodnih procesih.

  • Operater prijazen in izboljšuje varnost

Kompleksnost upravljanja opreme ali procesov se zmanjša z industrijsko avtomatizacijo. Položaj operaterja kot operaterja spremeni v nadzorno vlogo.

Struktura industrijske avtomatizacije

Struktura industrijske avtomatizacije pojasnjuje različne ravni delovanja. Sem spadajo raven senzorja, raven nadzora avtomatizacije (enota, celica, krmiljenje procesov), raven nadzora in raven podjetja. Piramidna struktura kaže, da se informacije, ko greste navzgor, zbirajo in medtem ko se spušča, se raztopi. To pomeni, da bomo na dnu dobili podrobne informacije za določeno spremenljivko. Industrijska avtomatizacija ne pomeni, da so vse ravni avtomatizirane, tako kot ni treba avtomatizirati ravni podjetja.

Struktura avtomatizacije

Struktura avtomatizacije

Raven senzorja se imenuje tudi procesna plast. S senzorji in aktuatorji neprekinjeno ali periodično pridobiva vrednosti procesnih spremenljivk. Ti delujejo kot oči in roke industrijskih procesov. Nekateri od teh instrumentov vključujejo pnevmatike, pametne instrumente itd.

Raven za avtomatizacijo ali krmilna plast uporablja industrijske krmilne naprave, kot so osebni računalniki / PLC-ji / DCS itd. Ta raven uporablja različne vdelane procesorje, PID algoritme za nadzor procesa.

Plasti za avtomatizacijo

Plasti za avtomatizacijo

Nadzor ravni ali SCADA plast dobi veliko informacij o kanalih in podatke shrani v sistemsko bazo podatkov. Podatke pridobiva iz različnih krmilnih naprav in jih prikazuje na HMI (Human Machine Interface). Prav tako daje alarm, ki označuje ravni procesa in nadzorne spremenljivke. Uporablja posebno programsko opremo za pridobivanje podatkovnih in komunikacijskih protokolov za interakcijo s terenskimi napravami.

Na ravni podjetja se izvajajo naloge, kot so razporejanje, naročila in prodaja, načrtovanje izdelkov itd.

Vrste industrijske avtomatizacije

Avtomatizacijski sistemi so razvrščeni v štiri osnovne tipe glede na prilagodljivost in stopnjo vključenosti v proizvodne procese. Ti so opisani spodaj.

Fiksna avtomatizacija

Fiksna avtomatizacija

1. Fiksna avtomatizacija

V tem zaporedju operacij, ki jih je treba izvesti, so določene s konfiguracijo opreme. Uporablja se v veliki količini proizvodnje z namensko opremo. Primeri tega sistema za avtomatizacijo so avtomatizirane montažne linije, destilirani proces, strojni prenosniki.

Programabilna avtomatizacija

Programabilna avtomatizacija

2. Programabilna avtomatizacija

Pri tem lahko zaporedje operacij spremenite s spremembo programa. Zaporedje operacij je različno glede na različne konfiguracije izdelkov. V programe, ki jih je mogoče programirati za nove izdelke, je mogoče vnesti tudi nove programe. Ta vrsta sistema se uporablja v šaržnih postopkih, valjarnah jekla, industrijskih robotih itd.

3. Prilagodljiva avtomatizacija

Je podaljšek programabilne avtomatizacije. To ponuja večjo prilagodljivost pri obravnavi različic oblikovanja izdelkov. Operaterji lahko v računalniškem programu dajo ukaze v obliki kod, če želijo spremeniti zaporedje postopka. Oprema na nižji ravni prejme navodila za delovanje na terenu, ne da bi pri tem izgubila čas izdelave. Ta vrsta avtomatizacije se uporablja v proizvodnji večnamenskih CNC strojev, avtomatsko vodenih vozil itd.

Prilagodljiva avtomatizacija

Prilagodljiva avtomatizacija

4. Integrirana avtomatizacija

Pri tej vrsti je celoten sistem popolnoma avtomatiziran pod računalniškim nadzorom. Od postopka načrtovanja do odpreme je celoten sistem popolnoma avtomatiziran. Tudi z opremo se ukvarjajo roboti. Ta sistem se uporablja v računalniško integriranih proizvodnih sistemih.

Oprema za avtomatizacijo

Oprema avtomatizirane industrije

Oprema avtomatizirane industrije

  • Senzorji in aktuatorji

Senzor zazna različne procesne spremenljivke in jih pretvori v električne ali optične signale. Ti senzorji vključujejo temperaturo, tlak, hitrost, pretok itd.

Pogoni pretvorijo električne signale v mehanska sredstva, da pridobijo nadzor nad procesi. Sem spadajo releji, magneti, servomotorji itd.

Nekateri senzorji in aktuatorji lahko komunicirajo z industrijskimi terenskimi komunikacijskimi vodili, ki spadajo pod pametne naprave.

  • Industrijski računalniki

Programabilni logični krmilniki (PLC-ji) imenovani tudi industrijski računalniki, ki jih je mogoče programirati za izvajanje nekaterih nadzornih funkcij. Sestavljen je iz CPU ali procesorja, V / I modulov (tako analognih kot digitalnih) za povezavo različnih vhodno / izhodnih naprav in relejskih modulov. Ti so lahko modularni, ki so fiksnega tipa ali integrirani tipi za razširitev modulov na podlagi razpoložljivih vhodov.

Skupaj s PLC-ji se običajni osebni računalniki uporabljajo za nadzor procesa prek spleta ali s spreminjanjem programov. PLC je opremljen z namensko programsko opremo za programiranje nadzorne strategije.

  • HMI (vmesnik človek-stroj)

HMI ponuja zmogljivosti, kot so prikaz informacij na računalniških zaslonih in drugih zaslonih, beleženje rezultatov v zbirko podatkov, oddajanje alarma itd. Uporablja tehnologije, kot so SCADA (nadzorni nadzor in pridobivanje podatkov) in druge tehnologije, ki temeljijo na vizualu.

  • Komunikacijski sistem

V industriji so številni senzorji, aktuatorji, krmilniki osebnih računalnikov in druge krmilne naprave geografsko porazdeljeni in medsebojno delujejo prek več podatkovnih vodilov. V industrijski avtomatizaciji se uporabljajo trije tipi avtobusov, to so tovarniški vodili, procesni vodili in poljski vodili.

Field bus deluje med poljskimi instrumenti in krmilnimi napravami, medtem ko procesno vodilo povezuje nadzorne nivojske računalnike z nadzornimi napravami, kot so PLC-ji. Tovarniški vodnik povezuje višjo raven organizacije z nadzorno ravnjo. Za komunikacije se uporabljajo različni protokoli, kot so RS-485, profibus, CAN control modbus itd.

Zahvaljujemo se vam za vaš dragoceni čas s tem člankom in upam, da ste razumeli, kaj je industrijska avtomatizacija. Tukaj je vprašanje za vas glede avtomatizacije,

Kaj je umetna inteligenca?

Odgovor: Prosimo, pustite svoje odgovore v spodnjem oddelku za komentarje.

Foto: