Общ преглед на индустриалната автоматизация - нужда, структура, видове и технологии

Общ преглед на индустриалната автоматизация - нужда, структура, видове и технологии

За да разрешат проблемите с автоматизацията и контрола, индустриите използват постоянно променящите се технологии в системите за управление за ефективно производство или производствени процеси. Това изисква висококачествени и надеждни системи за контрол. Новите тенденции в индустриалната автоматизация се занимават с най-новите контролни устройства и комуникационни протоколи за управление на полеви устройства като контролни клапани и други крайни контролни елементи. Някои от интелигентните устройства или инструменти, използвани в автоматизираната индустрия, имат способността да контролират процесите, а също и комуникационни възможности, без да се свързват с други устройства за контрол на ниво поле като PLC.



Какво е индустриална автоматизация?

Индустриалната автоматизация е използването на различни контролни устройства като PC / PLC’s / DCS, използвани за контрол върху различни операции в дадена индустрия без значителна намеса от страна на хората и за осигуряване на ефективност на автоматичния контрол. В индустриите стратегиите за контрол използват набор от технологии, които се прилагат, за да получат желаната производителност или резултат, което прави системата за автоматизация най-важна за индустриите.


Автоматизиран процес в индустриите

Автоматизиран процес в индустриите





Индустриалната автоматизация включва използване на усъвършенствани стратегии за управление като каскадни контроли, модерни контролни хардуерни устройства като PLC, сензори и други инструменти за засичане на управляващите променливи, оборудване за кондициониране на сигнала за свързване на сигналите към управляващите устройства, задвижвания и други значими крайни контролни устройства, самостоятелни изчислителни системи, комуникационни системи, алармени и HMI (Human Machine Interface) системи.

Нужда от автоматизирана индустрия

Ръководство за управление

Ръководство за управление



  • За да намалите периодичната или ръчната проверка

В някои критични приложения е необходима периодична проверка на променливата на процеса за извършване на промишлени операции. Оборудването за автоматизация намалява периодичните или ръчни операции и установява автоматичните условия на работа.

  • Да се ​​увеличи производителността

Автоматизирането на производствените и други производствени процеси увеличава скоростта на производство, като произвежда продукция в по-големи количества за дадена работна сила

  • Намалете производствените разходи

Използвайки автоматичните машини и съоръжения, човешката намеса за контрол на процесите рязко пада. Това намалява инвестицията върху разходите за труд, следователно производствените разходи.


  • За подобряване на качеството на продукта

Непрекъснатото извършване на една и съща работа може да не е перфектно във всички случаи по отношение на спецификациите за качество с човешки усилия. С оборудването за автоматизация можете да получите надеждно и еднакво качество на продукта, като използвате устройства за управление на хардуер в реално време.

  • За да увеличите гъвкавостта

Използвайки различно оборудване за автоматизация, процесът се обработва просто, без да се създава сложна среда, особено в производствените процеси.

  • Лесно за оператора и подобрява безопасността

Сложността на експлоатацията на съоръженията или процесите се намалява с индустриална автоматизация. Той променя позицията на оператора като оператор на надзорна роля.

Структура на индустриалната автоматизация

Структурата на индустриалната автоматизация обяснява различни нива на работа. Те включват ниво на сензора, ниво на управление на автоматизацията (блок, клетка, контрол на процеса), ниво на надзор и ниво на предприятието. Пирамидалната структура показва, че докато вървите нагоре, информацията се обобщава и докато слиза, той се разтваря. Това означава, че ще получим подробна информация за определена променлива в долната част. Индустриалната автоматизация не означава, че всички нива са автоматизирани, както предприятието не е необходимо да се автоматизира.

Структура на автоматизацията

Структура на автоматизацията

Нивото на сензора се нарича още процесния слой. Той използва сензорите и изпълнителните механизми, за да получи стойностите на променливите на процеса по непрекъснат или периодичен начин. Те действат като очи и ръце на индустриалните процеси. Някои от тези инструменти включват пневматични инструменти, интелигентни инструменти и др.

Нивото за управление на автоматизацията или контролният слой използва индустриални контролни устройства като PC / PLC’s / DCS и др. Това ниво използва различните вградени процесори, PID алгоритми за управление на процеса.

Слоеве за автоматизация

Слоеве за автоматизация

Контролиращото ниво или SCADA слоят получава много информация за канала и съхранява данните в системната база данни. Той получава данни от различни контролни устройства и ги показва на HMI (Human Machine Interface). Той също така дава аларма, за да посочи нивата на процеса и контролни променливи. Той използва специален софтуер, за да получи данните и комуникационните протоколи за взаимодействие с полевите устройства.

На ниво предприятие се изпълняват задачи като планиране, поръчки и продажби, продуктово планиране и др.

Видове индустриални автоматизации

Системите за автоматизация са класифицирани в четири основни типа въз основа на гъвкавостта и нивото на интеграция в производствените процеси. Те са описани по-долу.

Фиксирана автоматизация

Фиксирана автоматизация

1. Фиксирана автоматизация

В тази последователност от операции, които трябва да се извършат, се фиксират от конфигурацията на оборудването. Използва се при производство с голям обем със специално оборудване. Примери за тази система за автоматизация са автоматизирани монтажни линии, дестилиран процес, линии за машинен трансфер.

Програмируема автоматизация

Програмируема автоматизация

2. Програмируема автоматизация

При това последователността на операциите може да бъде променена чрез промяна на програмата. Последователността на операциите варира в зависимост от различните конфигурации на продукта. Също така нови програми могат да се въвеждат в програмируемите устройства за новите продукти. Този тип система се използва в периодични процеси, стоманени валцовъчни машини, индустриални роботи и др.

3. Гъвкава автоматизация

Това е разширението на програмируемата автоматизация. Това предлага по-голяма гъвкавост за справяне с вариациите на дизайна на продукта. Операторите могат да дават команди под формата на кодове в компютърната програма, ако искат да променят последователността на процеса. Оборудването от по-ниско ниво получава инструкции за работа на ниво поле, без да губи времето за производство. Този тип автоматизация се използва при производството на многофункционални машини с ЦПУ, превозни средства с автоматично управление и др.

Гъвкава автоматизация

Гъвкава автоматизация

4. Интегрирана автоматизация

При този тип общата система е напълно автоматизирана под компютърно управление. Започвайки от процеса на проектиране до изпращането, цялата система е напълно автоматизирана. Дори оборудването се обработва от роботите. Тази система се използва в компютърно интегрирани производствени системи.

Оборудване за автоматизация

Оборудване на автоматизирана индустрия

Оборудване на автоматизирана индустрия

  • Сензори и изпълнителни механизми

Сензорът усеща различните променливи на процеса и ги преобразува в електрически или оптични сигнали. Тези сензори включват температура, налягане, скорост, поток и т.н.

Задвижванията преобразуват електрическите сигнали в механични средства, за да получат контрол върху процесите. Те включват релета, магнити, сервомотори и др.

Някои от сензорите и изпълнителните механизми имат способността да комуникират с индустриалните полеви комуникационни шини, които попадат под интелигентните устройства.

  • Промишлени компютри

Програмируеми логически контролери (PLC) наричани още като индустриални компютри могат да бъдат програмирани да изпълняват определени функции за управление. Състои се от CPU или процесор, I / O модули (както аналогови, така и цифрови) за свързване на различните входно-изходни устройства и релейни модули. Те могат да бъдат модулни, които са от фиксиран тип или интегрирани типове за разширяване на модулите въз основа на наличните входове.

Заедно с PLC, конвенционалните компютри се използват за управление на процеса чрез онлайн или чрез промяна на програмите. PLC се предлага със специален софтуер за програмиране на стратегията за управление.

  • HMI (човешки машинен интерфейс)

HMI’s предлага съоръжения като извеждане на информацията на компютърни екрани и други дисплеи, регистриране на резултатите в базата данни, подаване на алармен сигнал и др. Използва технологии като SCADA (надзорен контрол и събиране на данни) и други визуални базирани технологии.

  • Комуникационна система

В индустрията много сензори, задвижващи механизми, управляващи компютри и други контролни устройства са географски разпределени и взаимодействат помежду си чрез няколко шини за данни. Има три вида автобуси, използвани в индустриалната автоматизация, т.е. фабрична шина, технологична шина и полева шина.

Полевата шина взаимодейства между полеви инструменти и управляващите устройства, докато процесната шина свързва компютрите на надзорното ниво с управляващите устройства като PLC. Фабричната шина свързва по-високото ниво на организацията с надзорното ниво. За комуникациите се използват различни протоколи като RS-485, profibus, CAN контролен modbus и др.

Благодарим ви, че отделихте ценното си време с тази статия и се надяваме, че сте разбрали какво е индустриална автоматизация. Ето въпрос към вас относно автоматизацията,

Какво е изкуствен интелект?

Отговор: Моля, оставете отговорите си в раздела за коментари по-долу.

Снимка: