Шта је индустријска аутоматизација? Врсте, нивои, предности

U ovom članku ćemo videti pregled industrijske automatizacije, koje su prednosti nedostataka industrijske automatizacije, različite vrste sistema automatizacije, različite nivoe u tipičnoj aplikaciji industrijske automatizacije i još mnogo toga. Pregled Uvod Šta je industrijska automatizacija? Primer za razumevanje Индустријска аутоматизацијаМотивација за индустријску аутоматизацију Нивои процеса индустријске аутоматизацијеНиво супервизора Ниво контроле Ниво пољаТипови индустријских аутоматизационих система Фиксни систем аутоматизацијеПрограмирани систем аутоматизацијеФлексибилни систем аутоматизацијеИнтегрисани систем аутоматизацијеПредности и недостаци индустријске аутоматизацијеПредности НедостациУвод У време индустријске револуције која је у великој мери напредовала у Великој Британији, индустријска револуција је била значајна da pomogne ljudima sa različitim zadacima proizvodnje. Industrijski proizvodni proces se sastoji od niza mašina, kroz koje ide kombinacija sirovina t kroz i transformisati u finalni proizvod. Ovde termin „mašina“ može biti bilo šta poput motora, bušilice, pokretne trake itd. koji spadaju pod elektromehaničke uređaje ili hemijske mašine kao što su peći, sušare, sistemi za hemijsko sagorevanje itd. Danas je Industrijska automatizacija preuzela proizvodni proces u industrijama i veoma je teško zamisliti proizvodnu liniju bez sistema automatizacije. Postoji nekoliko faktora koji dovode do implementacije sistema automatizacije u industrijskoj proizvodnji kao što su zahtevi za visokokvalitetnim proizvodima, visoka očekivanja u pogledu pouzdanosti proizvoda, proizvodnja velikog obima itd. Šta je industrijska automatizacija? Industrijska automatizacija je proces rada mašina i dr. industrijska oprema uz pomoć digitalnog logičkog programiranja i smanjenje ljudske intervencije u donošenju odluka i ručnom komandnom procesu uz pomoć mehanizovane opreme. Gornja definicija definitivno nije jednostavna za razumevanje, ali hajde da pokušamo da razumemo šta je industrijska automatizacija sa uz pomoć malog primera. Primer razumevanja industrijske automatizacije Razmotrimo ručni industrijski proizvodni proces, gde operater posmatra temperaturu pećnice. Pretpostavimo da je zadatak dostići određenu temperaturu i održavati tu temperaturu oko 30 minuta. Dakle, operater mora prvo da podesi količinu goriva u pećnici kontrolisanjem ventila da podigne temperaturu do željene količine. Када се постигне потребна температура, мора се одржавати сталним подешавањем вентила, тј ili povećajte ili smanjite količinu goriva u zavisnosti od temperature u narednih 30 minuta. Sada, sa industrijskom automatizacijom, ceo proces se obavlja bez pomoći operatera. Prvo, postoji temperaturni senzor postavljen u blizini rerne koji prijavljuje temperaturu računaru. Sada postoji motorizovani ventil, koji takođe kontroliše kompjuter, za gorivo koje treba da se dovede u pećnicu. Na osnovu očitavanja temperature sa senzora, računar će otvoriti ventil da bi u početku omogućio više goriva. Када се постигне жељена температура, вентил се затвара. Али рачунар може отворити или затворити вентил, чак и да омогући проток најмање количине горива, на основу очитавања температуре. Tajmer u računaru će pokazati kada istekne 30 minuta i računar može u potpunosti da isključi sistem. Gore navedeni primer može izgledati nejasan, ali pomaže u razumevanju kako se može primeniti tipičan sistem industrijske automatizacije. U gornjem primeru, nema apsolutno nikakve ljudske intervencije i ceo zadatak u potpunosti obavlja sistem automatizacije. Motivacija za industrijsku automatizaciju Termin automatizacija je skovao inženjer iz Ford Motor Company, koji su bili pioniri industrijske automatizacije i proizvodne trake . У почетку, процес индустријске производње заснива се на очима, рукама и мозгу радника, за разлику од савремених сензора, актуатора и рачунара. Првобитно је примена аутоматизације у производном процесу усмерена на замену људског радника са nezavisna mašina. U početku, ove nezavisne mašine je morao da koordiniše ljudski supervizor za nesmetan proizvodni proces. Ali sa tehnološkim razvojem u analognim i digitalnim sistemima upravljanja, mikroprocesorima i PLC-ovima (programabilnim logičkim kontrolerima) i raznim senzorima, postalo je veoma lako sinhronizovati nekoliko nezavisne mašine i procese i postići istinsku industrijsku automatizaciju. Sa porastom industrijske ekonomije, poslovne strategije za industrijsku automatizaciju su se takođe menjale tokom vremena. Današnji osnovni motivi za implementaciju industrijske automatizacije su: Povećanje proizvodnje Smanjenje troškova, posebno troškova vezanih za ljude, Poboljšanje kvaliteta proizvoda Efikasno korišćenje sirovina Smanjenje potrošnje energije Povećanje poslovne dobiti Postoji nekoliko sekundarnih motiva za korišćenje automatizacije u procesu industrijske proizvodnje kao što je obezbeđivanje bezbednog okruženja za operatera, smanjenje zagađenja životne sredine, itd. Nivoi procesa industrijske automatizacije Postoji nekoliko načina da se opiše nivo procesa industrijske automatizacije, ali najjednostavniji od svih je sledeći hijerarhijski trougao sa tri nivoa predstavljanja tipična aplikacija industrijske automatizacije. Nivo supervizora Sedeći na vrhu hijerarhije, nivo supervizora se obično sastoji od industrijskog računara, koji je obično dostupan kao stoni računar ili panel PC ili računar montiran na rack. Ovi računari rade na standardnim operativnim sistemima sa posebnim softverom, koji obično obezbeđuje dobavljač za kontrolu industrijskih procesa. Osnovna namena softvera je vizuelizacija procesa i parametrizacija. Za komunikaciju se koristi poseban industrijski eternet, koji može biti gigabitni LAN ili bilo koja bežična topologija (WLAN). Kontrolni nivo Kontrolni nivo je srednji nivo u hijerarhiji i ovo je nivo na kome se izvršavaju svi programi koji se odnose na automatizaciju. U tu svrhu se generalno koriste programabilni logički kontroleri ili PLC-ovi, koji obezbeđuju računarske mogućnosti u realnom vremenu. PLC-ovi se obično implementiraju pomoću 16-bitnih ili 32-bitnih mikrokontrolera i rade na vlasničkom operativnom sistemu kako bi ispunili zahteve u realnom vremenu. PLC-ovi su takođe sposobni da budu povezani sa nekoliko I/O uređaja i mogu da komuniciraju preko različitih komunikacionih protokola kao što je CAN. Nivo polja Terminalna oprema kao što su senzori i aktuatori su kategorisani u nivo polja u hijerarhiji. Senzori kao što su temperatura, optički, pritisak itd. и покретачи попут мотора, вентила, прекидача итд. su povezani sa PLC-om preko sabirnice polja i komunikacija između uređaja na nivou polja i njegovog odgovarajućeg PLC-a se obično zasniva na vezi od tačke do tačke. Za komunikaciju se koriste i žičane i bežične mreže i koristeći ovu komunikaciju, PLC može takođe dijagnostikuje i parametariše različite komponente. Pored toga, procesni sistem industrijske automatizacije takođe zahteva dva glavna sistema. To su: Industrijsko napajanje Sigurnost i zaštita Zahtevi za napajanjem različitih sistema na različitim nivoima hijerarhije mogu biti izuzetno različiti. На пример, ПЛЦ-ови обично раде на 24В ДЦ, док тешки мотори раде на 1-фазном или 3-фазном АЦ-у. Дакле, за рад без проблема потребан је широк опсег одговарајућег улазног напајања. Поред тога, требало би да постоји сигурност за софтвер који се користи за контролу ПЛЦ-а јер се може лако модификовати или оштетити. С обзиром на све горе наведене нивое и њихове одговарајуће компоненте, типичан систем индустријске аутоматизације имаће следећу структуру. Врсте Sistemi industrijske automatizacije Sada kada smo videli nešto o izgledu tipičnog sistema industrijske automatizacije, hajde da nastavimo sa raspravom o različitim vrstama sistema industrijske automatizacije. Sistemi industrijske automatizacije se obično kategorišu u četiri tipa.Fiksni sistem automatizacijeProgramabilni sistem automatizacijeFleksibilni sistem automatizacijeIntegrisani sistem automatizacijeFiksni sistem automatizacijeU fiksnom sistemu automatizacije, proizvodna oprema je fiksna sa fiksnim skupom operacija ili zadataka i retko postoje bilo kakve promene u ovim operacijama. Sistem fiksne automatizacije se obično koristi u procesima kontinualnog protoka kao što su transporteri i sistemi za masovnu proizvodnju. Programabilni sistem automatizacije U programabilnom automatizacionom sistemu, redosled operacija kao i konfiguracija mašine može se promeniti korišćenjem elektronskih kontrola. Овај систем захтева значајну количину времена и труда за репрограмирање машина и обично се користи у серијској производњи. Флексибилан систем аутоматизације Флексибилни систем аутоматизације обично увек контролишу рачунари и често се примењују тамо где се производ често разликује. CNC mašine su najbolji primer za ovaj sistem. Šifra koju operater daje računaru je jedinstvena za određeni posao i na osnovu koda mašina dobija neophodne alate i opremu za proizvodnju. Integrisani sistem automatizacije Integrisani sistem automatizacije je skup nezavisnih mašina, procesa i podataka, svi rade sinhrono pod komandom jedinstvenog sistema upravljanja za implementaciju sistema automatizacije proizvodnog procesa. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), kompjuterski kontrolisani alati i mašine, roboti, dizalice i transporteri su integrisani korišćenjem složenog planiranja i kontrole proizvodnje. rad se može lako zameniti. Ljudski operateri mogu da izbegnu rad u opasnim proizvodnim sredinama sa ekstremnim temperaturama, zagađenjem, opojnim elementima ili radioaktivnim supstancama. Zadaci koji su teški za tipičnog čoveka mogu lako da se urade. Ovi zadaci obuhvataju podizanje teških i velikih tereta, rad sa izuzetno sićušnim predmetima itd. Proizvodnja je uvek brža i cena proizvoda je znatno niža (u poređenju sa istim proizvodom koji se proizvodi ručnim radom). Može se izvršiti nekoliko provera kvaliteta. integrisani u proizvodni proces da bi se obezbedila konzistentnost i ujednačenost.Ekonomija industrije se može značajno unaprediti što ima direktan uticaj na životni standard.NedostaciGubitak poslova. Budući da većinu posla obavljaju mašine, potreba za ručnim radom je znatno manja. Svi željeni zadaci se ne mogu automatizovati koristeći trenutnu tehnologiju. Na primer, proizvode nepravilnih oblika i veličina je najbolje ostaviti za ručnu montažu. (Izgleda da se ovaj trend menja sa naprednim računarima i algoritmima). Izvodljivo je koristiti automatizaciju za određene procese, tj.

Остави поруку 

Листа порука