Què és l'automatització industrial? Tipus, nivells, avantatges

En aquest article, veurem una visió general de l’automatització industrial, quins són els avantatges dels desavantatges de l’automatització industrial, els diferents tipus de sistemes d’automatització, els diferents nivells d’una aplicació d’automatització industrial típica i molts més. Introducció general Què és l’automatització industrial? Exemple per entendre Automatització industrial Motivació per a automatització industrial Nivells de processos d’automatització industrial Nivell de supervisor Nivell de control Nivell de camp Tipus de sistemes d’automatització industrial Sistema d’automatització fix Sistema d’automatització programable Sistema d’automatització flexible Sistema d’automatització integrat Avantatges i desavantatges de l’automatització industrial Avantatges Desavantatges Introducció per ajudar les persones amb diferents tasques de producció. Un procés de producció industrial consisteix en sèries de màquines a través de les quals passa una combinació de matèries primeres a través i transformar-se en el producte final. Aquí, el terme "màquina" pot ser qualsevol cosa com un motor, un trepant, una cinta transportadora, etc. que passen per dispositius electromecànics o màquines químiques com forns, assecadors, sistemes de combustió química, etc. Avui, Industrial Automation ha assumit el procés de producció a les indústries i és molt difícil imaginar una línia de producció sense sistemes d'automatització. Hi ha diversos factors que condueixen a la implementació d’un sistema d’automatització en la producció industrial, com el requisit de productes d’alta qualitat, altes expectatives de fiabilitat del producte, producció de gran volum, etc. Què és l’automatització industrial? equips industrials amb l’ajut de la programació lògica digital i la reducció de la intervenció humana en la presa de decisions i el procés de comandament manual amb l’ajut d’equips mecanitzats. La definició anterior no és senzilla d’entendre, però intentem entendre amb què consisteix una automatització industrial ajuda d’un petit exemple. Exemple per entendre l’automatització industrial Considereu un procés de producció industrial manual, en què un operador observi la temperatura d’un forn. Suposem que la tasca és assolir una temperatura determinada i mantenir-la durant uns 30 minuts, de manera que l’operador primer ha d’ajustar la quantitat de combustible al forn controlant una vàlvula per elevar la temperatura a la quantitat desitjada. Un cop aconseguida la temperatura necessària, s'ha de mantenir ajustant constantment la vàlvula, és a dir augmentar o disminuir el combustible en funció de la temperatura durant els propers 30 minuts. Ara, amb automatització industrial, es fa tot el procés sense l'ajut d'un operador. En primer lloc, hi ha un sensor de temperatura situat a prop del forn que informa la temperatura a un ordinador, i ara hi ha una vàlvula motoritzada, que també és controlada per l’ordinador, perquè el combustible es subministri al forn. Segons les lectures de temperatura del sensor, l’ordinador obrirà la vàlvula per permetre més combustible al principi. Un cop aconseguida la temperatura desitjada, la vàlvula es tanca, però l’ordinador pot obrir o tancar la vàlvula, fins i tot per permetre que flueixi una quantitat mínima de combustible, segons les lectures de temperatura. El temporitzador de l’ordinador s’indicarà un cop acabats els 30 minuts i l’ordinador pot apagar completament el sistema. L’exemple anterior pot semblar imprecís, però ajuda a entendre com es pot implementar un sistema d’automatització industrial típic. En l’exemple anterior, no hi ha intervencions humanes absolutament nul·les i tota la tasca la duu a terme completament el sistema d’automatització. Motivació per a l’automatització industrial El terme automatització és encunyat per un enginyer de Ford Motor Company, pioners en automatització industrial i fabricació de línies de muntatge. . Al principi, el procés de producció industrial es basa en els ulls, les mans i el cervell d’un treballador, a diferència dels sensors, actuadors i ordinadors actuals. una màquina independent. Inicialment, aquestes màquines independents havien de ser coordinades per un supervisor humà per a un procés de producció suau, però amb desenvolupaments tecnològics en sistemes de control analògics i digitals, microprocessadors i PLC (programables controladors lògics) i diversos sensors, s’ha convertit en molt fàcil sincronitzar diversos amb l’augment de l’economia industrial, les estratègies comercials per a l’automatització industrial també han canviat amb el pas del temps. Actualment, les motivacions fonamentals per implementar l’automatització industrial són: Augmentar la producció Reduir els costos, especialment els costos relacionats amb l’ésser humà Millorar la qualitat del producte Ús eficient de les matèries primeres Reduir el consum d’energia Augmentar els beneficis empresarials Hi ha algunes motivacions secundàries per utilitzar l’automatització en el procés de producció industrial com proporcionar un entorn segur per a l’operador, reduir la contaminació ambiental, etc. Nivells del procés d’automatització industrial Hi ha diverses maneres de descriure els nivells d’un procés d’automatització industrial, però la més simple de totes és el següent triangle jeràrquic de representació de tres nivells d’un Aplicació típica d’automatització industrial. Nivell de supervisor. Situat a la part superior de la jerarquia, el nivell de supervisor sol consistir en un PC industrial, que sol estar disponible com a PC d’escriptori o Panel Panel o PC muntat en rack. Aquests ordinadors funcionen en sistemes operatius estàndard amb un programari especial, normalment subministrat pel proveïdor per al control de processos industrials. L’objectiu principal del programari és la visualització i parametrització de processos. Per a la comunicació s’utilitza un Ethernet industrial especial, que pot ser Gigabit LAN o qualsevol topologia sense fils (WLAN). Nivell de control El nivell de control és el nivell mitjà de la jerarquia i aquest és el nivell on s’executen tots els programes relacionats amb l’automatització. Per a aquest propòsit, generalment, s’utilitzen controladors lògics programables o PLC, que proporcionen capacitat de càlcul en temps real. Els PLC s’implementen normalment mitjançant microcontroladors de 16 o 32 bits i s’executen en un sistema operatiu propietari per satisfer els requisits en temps real. Els PLC també es poden interaccionar amb diversos dispositius d'E / S i es poden comunicar a través de diversos protocols de comunicació com ara CAN. Els sensors com temperatura, òptica, pressió, etc. i actuadors com motors, vàlvules, interruptors, etc. s’interfacen a un PLC mitjançant un bus de camp i la comunicació entre un dispositiu de nivell de camp i el seu PLC corresponent sol basar-se en una connexió punt a punt. Tant les xarxes sense fils com per cable s’utilitzen per a la comunicació i mitjançant aquesta comunicació, el PLC pot també diagnostiqueu i parametritzeu diversos components. A més, un sistema de procés d’automatització industrial també requereix dos sistemes principals. Són: Subministrament d’alimentació industrial Seguretat i protecció Els requisits d’energia de diferents sistemes en diferents nivells de la jerarquia poden ser extremadament diferents. Per exemple, els PLC solen funcionar amb corrent continu de 24 V, mentre que els motors pesats funcionen amb CA monofàsica o trifàsica. A més, hi hauria d’haver seguretat per al programari que s’utilitza per controlar els PLC, ja que es pot modificar o corrompre fàcilment. Tenint en compte tots els nivells esmentats i els seus components corresponents, un sistema d’automatització industrial típic tindrà la següent estructura. Sistemes d’automatització industrial Ara que hem vist una mica el disseny d’un sistema d’automatització industrial típic, anem a continuar amb la discussió sobre els diferents tipus de sistemes d’automatització industrial. Els sistemes d’automatització industrial solen classificar-se en quatre tipus: Sistema d’automatització fixa Sistema d’automatització programable Sistema d’automatització flexible Sistema d’automatització integrat Sistema d’automatització fixa En un sistema d’automatització fix, l’equip de producció es fixa amb un conjunt fix d’operacions o tasques i poques vegades hi ha canvis a aquestes operacions. El sistema d’automatització fix s’utilitza generalment en processos de flux continu com transportadors i sistemes de producció en massa. Sistema d’automatització programable Al sistema d’automatització programable, la seqüència d’operacions i la configuració de la maquinària es poden canviar mitjançant controls electrònics. Aquest sistema requereix una quantitat important de temps i esforç per reprogramar les màquines i que s’utilitzen normalment en la producció de processos per lots. Les màquines CNC són l’exemple d’aposta d’aquest sistema. El codi donat per l’operador a l’ordinador és únic per a un treball concret i, basat en el codi, la màquina adquireix les eines i els equips necessaris per a la producció. Sistema automatitzat integrat Un sistema automatitzat integrat és un conjunt de màquines, processos i dades independents. tots funcionen de manera sincrònica sota el comandament d'un sistema de control únic per implementar un sistema d'automatització d'un procés de producció. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), eines i màquines controlades per ordinador, robots, grues i transportadors s’integren mitjançant una complexa programació i control de producció. els treballadors poden evitar treballar en entorns de producció perillosos amb temperatures extremes, contaminació, elements intoxicants o substàncies radioactives. Es poden fer fàcilment les tasques difícils per a un operador humà típic. Aquestes tasques inclouen aixecar càrregues pesades i grans, treballar amb objectes extremadament petits, etc. La producció sempre és més ràpida i el cost del producte és significativament inferior (en comparació amb el mateix producte que es produeix amb un funcionament manual). integrat en el procés productiu per proporcionar consistència i uniformitat.L’economia de la indústria es pot millorar significativament, cosa que té un impacte directe sobre el nivell de vida. Desavantatges Pèrdua de llocs de treball. Com que la majoria del treball es realitza amb màquines, el requisit de mà d’obra és molt menor. Totes les tasques desitjades no es poden automatitzar mitjançant la tecnologia actual. Per exemple, és millor deixar productes amb formes i mides irregulars per al muntatge manual. (Aquesta tendència sembla canviar amb ordinadors i algorismes avançats). És factible utilitzar l'automatització per a certs processos, és a dir

Deixa un missatge 

Llista de missatges