Mis on tööstusautomaatika? Tüübid, tasemed, eelised

Selles artiklis näeme ülevaadet tööstusautomaatikast, millised on tööstusautomaatika puuduste eelised, erinevad automatiseerimissüsteemide tüübid, tüüpilise tööstusautomaatikarakenduse erinevad tasemed ja palju muud. LühitutvustusMis on tööstusautomaatika? Mõistmise näide Tööstusautomaatika Tööstuse automatiseerimise motivatsioon Tööstusautomaatika protsesside tasemedJuhendaja tase Juhtimistase Väljatase Tööstusautomaatika süsteemide tüübidFikseeritud automaatikasüsteemProgrammeeritav automatiseerimissüsteem Paindlik automaatikasüsteem Integreeritud automaatikasüsteem Tööstusautomaatika eelised ja puudused on tööstusliku automaatika arendamise tehniline periood, keeruline periood, eelised, puudused Suurbritannias aidata inimesi erinevate tootmisülesannete täitmisel. Tööstuslik tootmisprotsess koosneb masinate seeriast, mille kaudu liigub toorainete kombinatsioon. läbi ja muutuda lõpptooteks. Siin võib termin "masin" olla midagi, näiteks mootor, puur, konveierilint jne. mis kuuluvad elektromehaaniliste seadmete või keemiatööstusmasinate alla, nagu ahjud, kuivatid, keemilised põletussüsteemid jne. Tänapäeval on tööstusautomaatika tootmisprotsessi üle võtnud tööstustes ja on väga raske ette kujutada tootmisliini ilma automaatikasüsteemideta. Tööstuslikus tootmises automatiseerimissüsteemi kasutuselevõtuni viivad mitmed tegurid, nagu kvaliteetsete toodete nõue, kõrged ootused toote usaldusväärsusele, suuremahuline tootmine jne. Mis on tööstusautomaatika? Tööstusautomaatika on masinate ja muu töötamise protsess. tööstusseadmed digitaalse loogilise programmeerimise abil ning vähendades mehhaniseeritud seadmete abil inimeste sekkumist otsuste tegemisse ja käsitsi juhtimisprotsessi. Ülaltoodud määratlust ei ole kindlasti lihtne mõista, kuid proovime mõista, mis on tööstusautomaatika väikese näite abi.Näide tööstusautomaatika mõistmiseksMõelge käsitsi tööstuslikule tootmisprotsessile, kus operaator jälgib ahju temperatuuri. Oletagem, et ülesandeks on saavutada teatud temperatuur ja hoida seda temperatuuri umbes 30 minutit. Seega peab operaator esmalt reguleerima ahju kütuse kogust, reguleerides ventiili, et temperatuur tõsta soovitud tasemele. Kui vajalik temperatuur on saavutatud, tuleb seda hoida pidevalt reguleerides ventiili, st kas suurendage või vähendage kütust sõltuvalt temperatuurist järgmise 30 minuti jooksul. Nüüd toimub tööstusautomaatika abil kogu protsess ilma operaatori abita. Esiteks on ahju lähedusse paigutatud temperatuuriandur, mis teatab temperatuuri arvutile. Nüüd on ahju kütuse tarnimiseks mootoriga ventiil, mida juhib ka arvuti. Anduri temperatuurinäitude põhjal avab arvuti klapi, et lasta alguses rohkem kütust. Kui soovitud temperatuur on saavutatud, lülitatakse klapp välja. Kuid arvuti saab klapi avada või sulgeda isegi temperatuurinäitude põhjal väikseima koguse kütuse voolamiseks. Arvuti taimer annab märku, kui 30 minutit on täis ja arvuti saab süsteemi täielikult välja lülitada. Ülaltoodud näide võib tunduda ebamäärane, kuid see aitab mõista, kuidas tüüpilist tööstusautomaatikasüsteemi saab rakendada. Ülaltoodud näites ei ole inimese sekkumist absoluutselt null ja kogu ülesande täidab täielikult automatiseerimissüsteem. Tööstusautomaatika motivatsioon Termini automatiseerimine on võtnud kasutusele Ford Motor Company insener, kes oli tööstuse automatiseerimise ja tootmise koosteliini pioneerid. . Alguses põhineb tööstuslik tootmisprotsess töötaja silmadel, kätel ja ajul, erinevalt tänapäeva anduritest, täiturmehhanismidest ja arvutitest. Algselt on automatiseerimise rakendamine tootmisprotsessis keskendunud inimese asendamisele inimtöölisega. iseseisev masin. Esialgu pidi neid sõltumatuid masinaid sujuvaks tootmisprotsessiks koordineerima inimjuht. Kuid analoog- ja digitaaljuhtimissüsteemide, mikroprotsessorite ja PLC-de (programmeeritavate loogikakontrollerite) ning erinevate andurite tehnoloogilise arenguga on mitmete andurite sünkroonimine muutunud väga lihtsaks. sõltumatuid masinaid ja protsesse ning saavutada tõeline tööstusautomaatika. Tööstusmajanduse tõusuga on aja jooksul muutunud ka tööstusautomaatika äristrateegiad. Tänapäeval on tööstusautomaatika juurutamise peamised motiivid järgmised: Tootmise suurendamine Kulude vähendamine, eriti inimestega seotud kulude parandamine Toote kvaliteedi parandamine Tooraine tõhus kasutamine Vähendage energiatarbimist Suurendage ärikasumit Tööstusliku tootmisprotsessi automatiseerimise kasutamisel on mõned teisesed motiivid. nagu operaatorile ohutu keskkonna loomine, keskkonnasaaste vähendamine jne. Tööstusautomaatika protsessi tasemed Tööstusautomaatika protsesside tasemete kirjeldamiseks on mitu võimalust, kuid kõige lihtsam on järgmine hierarhiline kolmnurk, mis koosneb kolmest tasandist. tüüpiline tööstusliku automatiseerimise rakendus. Juhendaja taseAsudes hierarhia tipus, koosneb juhendaja tase tavaliselt tööstuslikust arvutist, mis on tavaliselt saadaval lauaarvuti või paneelarvuti või rack-arvutiga. Need arvutid töötavad standardsetes operatsioonisüsteemides koos spetsiaalse tarkvaraga, mille tarnija pakub tavaliselt tööstuslike protsesside juhtimiseks. Tarkvara põhieesmärk on protsesside visualiseerimine ja parameetrite määramine. Suhtlemiseks kasutatakse spetsiaalset tööstuslikku Etherneti, milleks võib olla Gigabit LAN või mistahes traadita topoloogia (WLAN).JuhtimistaseJuhttase on hierarhia keskmine tase ja see on tase, kus käivitatakse kõik automatiseerimisega seotud programmid. Sel eesmärgil kasutatakse tavaliselt programmeeritavaid loogikakontrollereid või PLC-sid, mis pakuvad reaalajas arvutusvõimet. PLC-sid rakendatakse tavaliselt 16-bitiste või 32-bitiste mikrokontrollerite abil ja need töötavad patenteeritud operatsioonisüsteemis, et vastata reaalajas esitatavatele nõuetele. PLC-sid saab ühendada ka mitme I/O-seadmega ja suhelda erinevate sideprotokollide, näiteks CAN-i kaudu. Väljatase Terminaliseadmed, nagu andurid ja täiturmehhanismid, on hierarhias liigitatud väljataseme alla. Andurid nagu temperatuur, optiline, rõhk jne. ja ajamid nagu mootorid, ventiilid, lülitid jne. on liidestatud PLC-ga väljasiini kaudu ning side Field Level seadme ja sellele vastava PLC vahel põhineb tavaliselt punkt-punkti ühendusel. Suhtlemiseks kasutatakse nii juhtmega kui ka traadita võrke ja seda sidet kasutades saab PLC ka erinevate komponentide diagnoosimiseks ja parameetrite määramiseks.Lisaks nõuab tööstusautomaatika protsessisüsteem ka kahte peamist süsteemi. Need on: Tööstuslik toiteallikas Turvalisus ja kaitse Erinevate süsteemide toitenõuded hierarhia erinevatel tasanditel võivad olla äärmiselt erinevad. Näiteks PLC-d töötavad tavaliselt 24 V alalisvooluga, samas kui rasked mootorid kas 1- või 3-faasilise vahelduvvooluga. Seega on probleemideta tööks vaja laia valikut korralikku sisendtoiteallikat. Lisaks peaks PLC-de juhtimiseks kasutatav tarkvara olema turvaline, kuna seda saab kergesti muuta või rikkuda.Arvestades kõiki ülalnimetatud tasemeid ja nende vastavaid komponente, on tüüpilisel tööstusautomaatikasüsteemil järgmine struktuur. Tööstusautomaatikasüsteemid Nüüd, kui oleme näinud veidi tüüpilise tööstusautomaatikasüsteemi paigutust, jätkame aruteluga erinevat tüüpi tööstusautomaatikasüsteemide üle. Tööstuslikud automaatikasüsteemid liigitatakse tavaliselt nelja tüüpi. Fikseeritud automaatikasüsteem Programmeeritav automaatikasüsteem Paindlik automatiseerimissüsteem Integreeritud automaatikasüsteem Fikseeritud automaatikasüsteem Fikseeritud automaatikasüsteemis on tootmisseadmed fikseeritud kindlate toimingute või ülesannete komplektiga ja neid toiminguid tehakse harva. Fikseeritud automatiseerimissüsteemi kasutatakse tavaliselt pideva vooluga protsessides, nagu konveierid ja masstootmissüsteemid. Programmeeritav automatiseerimissüsteem Programmeeritavas automatiseerimissüsteemis saab nii toimingute järjestust kui ka masinate konfiguratsiooni muuta elektrooniliste juhtseadmete abil. See süsteem nõuab masinate ümberprogrammeerimiseks märkimisväärset aega ja vaeva ning seda kasutatakse tavaliselt partiiprotsessis. Paindlik automatiseerimissüsteem Paindlikku automatiseerimissüsteemi juhivad tavaliselt alati arvutid ja seda rakendatakse sageli seal, kus toode varieerub sageli. CNC -masinad on selle süsteemi kihlvedude näide. Kood, mille operaator annab arvutile, on konkreetse töö jaoks ainulaadne ja koodi alusel hangib masin tootmiseks vajalikud tööriistad ja seadmed.Integreeritud automatiseerimissüsteemIntegreeritud automatiseerimissüsteem on sõltumatute masinate, protsesside ja andmete kogum, kõik töötavad sünkroonselt ühtse juhtimissüsteemi juhtimisel, et rakendada tootmisprotsessi automatiseerimissüsteemi. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), arvutiga juhitavad tööriistad ja masinad, robotid, kraanad ja konveierid on kõik integreeritud, kasutades keerulist ajakava ja tootmisjuhtimist.Tööstusautomaatika eelised ja puudusedEelisedTööstusliku automatiseerimise eelised ja puudusedTüütu füüsilise tööga seotud tööülesanne, mida täidavad inimesed. tööd saab hõlpsasti asendada.Inimoperaatorid saavad vältida töötamist ohtlikes tootmiskeskkondades, kus on äärmuslikud temperatuurid, saaste, joovastavad elemendid või radioaktiivsed ained.Tüüpilisele operaatorile keerulised ülesanded on hõlpsasti teostatavad. Nende tööülesannete hulka kuuluvad raskete ja suurte raskuste tõstmine, ülipisikeste esemetega töötamine jne. Tootmine on alati kiirem ja toote maksumus oluliselt väiksem (võrreldes sama tootega, mida toodetakse käsitsi). integreerida tootmisprotsessi, et tagada järjepidevus ja ühtlus.Tööstuse majandust saab oluliselt parandada, millel on otsene mõju elatustasemele. Puudused Töökohtade kaotus. Kuna suurem osa tööst tehakse masinatega, siis käsitsitöö vajadus on väga väiksem. Kõiki soovitud töid ei ole võimalik praeguse tehnoloogiaga automatiseerida. Näiteks ebakorrapärase kuju ja suurusega tooted on kõige parem jätta käsitsi kokkupanemiseks. (See trend näib muutuvat arenenud arvutite ja algoritmidega). Teatud protsesside jaoks on võimalik kasutada automatiseerimist, st.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri