Что такое промышленная автоматизация

Промышленная автоматизация — это использование робототехники, машин и систем управления для выполнения задач, которые традиционно выполнялись людьми. Промышленная автоматизация компании может повысить производительность, качество и безопасность в производстве и других промышленных приложениях. Основной целью компании «НЕФТЕГАЗХИМ СЕРВИС», является  предоставление услуг в области промышленной автоматизации. Компания «НЕФТЕГАЗХИМ СЕРВИС» предоставляет услуги аутсорсинга по функционированию службы КИП/АСУ ТП, позволяя своим Заказчикам сконцентрировать все усилия на том, что у них получается лучше всего – развитие их бизнеса.

Технология автоматизации включает в себя широкий спектр инструментов и технологий, таких как роботы, станки с числовым программным управлением (ЧПУ), программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы компьютерного числового управления (ЧПУ) и промышленные датчики. Системы автоматизации могут быть интегрированы в существующие производственные линии или автономны и могут использоваться для сбора данных для профилактического обслуживания оборудования.

Промышленная автоматизация предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционным ручным трудом. Автоматизированные объекты могут работать быстрее и точнее, чем работники-люди, и они могут работать круглосуточно, не уставая, и могут собирать данные для мониторинга состояния оборудования и сокращения отходов. Автоматизация также может помочь повысить безопасность в опасных условиях.

В последние годы промышленная автоматизация была внедрена в ряде отраслей, включая автомобилестроение, производство продуктов питания и напитков, фармацевтику и сборку электроники. Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку компании ищут способы повышения эффективности и конкурентоспособности.

Промышленная автоматизация может сделать производственные линии безопасными и использует логические программы для управления машинами и другими технологиями промышленного оборудования. Машина принимает решения без участия человека на основе своего программирования, чтобы повысить эффективность вашей работы.

Хотя на первый взгляд это может показаться сложным, давайте посмотрим, что такое промышленная автоматизация, через призму небольшого примера.

ЧТО ТАКОЕ ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ И ТИПЫ РЕШЕНИЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ!

На современных заводах и складах промышленность всегда была автоматизирована. В отраслевых автоматизированных системах используются элементы управления, такие как компьютеры, программное обеспечение и роботизированные устройства, для выполнения традиционно ручной работы.

Эта передовая технология автоматически управляет оборудованием промышленных зданий, значительно сокращая участие оператора. Системы автоматизации обычно включают в себя контуры обратной связи и программное обеспечение датчиков, которые могут вручную изменять операции для достижения оптимального значения, если данные в реальном времени вызывают их.

Процесс промышленного производства обычно начинается с сырья с одной машины, а затем обрабатывается на следующей в последовательности из многих.

Сегодня промышленная автоматизация задействована в производственной линии многих отраслей. Любая данная машина может быть электромеханическим устройством, таким как двигатели или дрели. Тем не менее, они также могут быть химическими машинами, такими как печи и сушилки — все, что нужно для производства желаемого конечного продукта. Однако думать об отрасли без системы управления может быть сложно.

ЧТО ТАКОЕ ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ, ИХ ВИДЫ И КАКОВА ИЕРАРХИЯ СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ?

Быстро растущая конкуренция в отрасли требует качественной продукции по конкурентоспособной цене. В настоящее время наиболее влиятельным способом решения этой проблемы является промышленная автоматизация.

Промышленная автоматизация повышает качество продукции и снижает затраты на производство и проектирование за счет интеграции инновационных технологий с услугами. Различные секторы рассматривают различные продукты для решения своих проблем с автоматизированными устройствами.

ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПРИМЕРОМ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ?

Передовая робототехника может принимать важные решения в производственных операциях. Роботизированные станки и станки с ЧПУ являются прекрасными примерами современного современного оборудования для автоматизации. Автоматизированные устройства могут контролировать события различными способами и повышать эффективность за счет мониторинга данных, что позволяет производственной линии сокращать количество отходов.

Рассмотрим этот пример, когда человеческая рука берет на себя управление тем, что нужно делать вручную. Допустим, у нас есть духовка, которой нужно определенное количество тепла, но она не может его перегреть. Кому-то было поручено достичь нужной температуры, а затем поддерживать ее в течение 30 минут.

Чтобы убедиться, что они ничего не упустили, они периодически проверяют печь, отслеживая, сколько топлива необходимо для подачи в печь в любой момент времени — все путем проб и ошибок. Однако с промышленной автоматизацией все позаботится само о себе.

Двигатели используют клапаны для управления системами подачи топлива к различным частям двигателя. Компьютер также управляет этим клапаном, чтобы он открывался при достижении определенного температурного порога. По прошествии времени и достижении оптимальной температуры он снова закрывается, чтобы в двигатель не поступал избыток газа, который выделял бы слишком много тепла, что может привести к повреждению других деталей, таких как цилиндры или поршни.

По прошествии 30 минут (на что указывает сигнал компьютера) автоматически вступает в действие другой набор команд до тех пор, пока все задачи не будут успешно выполнены; в этот момент нет необходимости в человеческом вмешательстве вообще!

ПОВЫСЬТЕ КАЧЕСТВО И ГИБКОСТЬ ВАШЕГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

В прошлом автоматизированные системы предназначались для повышения производительности и сокращения затрат, связанных с ручными операциями. Тем не менее автоматизация отходит от повышения качества и гибкости производства. Поршневая арматура для автомобилей устанавливалась в двигатель вручную с нормой 1-1,5% в некоторых случаях. Автоматизированные машины выполняют эту задачу, в среднем около 0,000-11% ошибок в час.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ!

Термин «автоматизация» впервые был придуман инженером из Ford Motor Company, который был пионером в области промышленной автоматизации и производственных сборочных линий. В начале промышленной революции производство зависело от человеческой руки. Однако сейчас он опирается исключительно на автоматизированные машины, запрограммированные на безошибочное выполнение определенных задач при получении инструкций.

Этот тип автоматизации направлен на оптимизацию эффективности; например, если одному устройству нужны определенные материалы для завершения своей работы, а другой машине требуется другой материал, вместо того, чтобы полагаться на то, что доставляется в данный момент, что может привести к сбоям из-за недопонимания.

Каждый будет отправлять запросы на то, что им нужно, с помощью сигналов, известных как триггеры, чтобы другие источники могли эффективно их доставлять. С началом промышленной революции начали вступать в силу изменения в стратегии промышленности и бизнеса.

Целями промышленной автоматизации являются:

• Повысить продуктивность

• Решения по снижению затрат (особенно для человеческого труда)

• Улучшить качество

• Эффективно используйте ресурсы

• Получайте большую прибыль

КАКИЕ 4 ТИПА АВТОМАТИЗАЦИИ?

В производстве было выявлено несколько средств автоматизации, в том числе (1) фиксированная автоматизация, (2) программируемая автоматизация, (3) гибкая автоматизация и (4) интегрированная автоматизация.

1. ФИКСИРОВАННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА!

   Теперь, когда мы немного познакомились с базовой компоновкой системы промышленной автоматизации, давайте продолжим изучение того, как работают стационарные системы автоматизации. В отличие от систем переменной автоматизации, которые позволяют вносить изменения вручную, системы фиксированной автоматизации работают с одинаковой скоростью в течение всего дня без изменений от одной смены к другой. Эти системы обычно используются в производстве или сфере общественного питания, где крупномасштабное производство является ключом к успеху и производительности.

2. ПРОГРАММИРУЕМАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ!

   В программируемой системе автоматизации последовательность операций, а также конфигурация оборудования могут быть изменены с помощью электронных средств управления. Эта система обычно требует значительного времени и усилий для перепрограммирования машин и чаще всего используется в серийном производстве для повышения производительности.

3. ГИБКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ!

   Гибкая система автоматизации обычно всегда управляется компьютерами и часто применяется там, где продукт часто меняется. На основе кода, переданного оператором компьютеру, он приобретает необходимые инструменты или оборудование, необходимые для создания различных эффектов — точно так же, как может быть бесчисленное количество версий одной модели автомобиля в зависимости от его года выпуска или уровня отделки. Станки с ЧПУ являются одним из лучших примеров этой системы.

4. КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ!

   Интегрированная система автоматизации представляет собой набор независимого оборудования, процессов и данных, работающих синхронно под управлением систем управления для реализации системы автоматизации производства. Другими словами, это когда вы используете программное обеспечение САПР или компьютерное оборудование, такое как роботы или компьютеры, для выполнения своей работы вместо того, чтобы полагаться на людей.

ПРОЦЕСС ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ! 

Есть много разных способов изобразить, что влечет за собой процесс промышленной автоматизации. Тем не менее, эта простая иерархия трехэтапного представления типичного приложения промышленной автоматизации является самым простым способом.

1. УРОВЕНЬ СУПЕРВАЙЗЕРА 

   На вершине всех иерархий супервайзеры несут ответственность за наблюдение за процессами до тех пор, пока они не пройдут гладко. Эта должность обычно предполагает наличие нескольких промышленных ПК, часто доступных в виде настольных панелей или компьютеров, устанавливаемых в стойку.

   Эти компьютеры работают на стандартных операционных системах с определенным программным пакетом от поставщика, который предоставляет им возможности управления промышленными процессами. Основная цель — визуализация процесса и параметризация. Для связи используется уникальный промышленный Ethernet, который может представлять собой гигабитную локальную сеть или любую беспроводную топологию (WLAN).  

2. УРОВЕНЬ КОНТРОЛЯ!

   Программируемый логический контроллер — это устройство, которое выполняет процессы, связанные с автоматизацией. ПЛК обычно основаны на микропроцессорах и часто используют 16-битные или 32-битные микропроцессоры; они управляют этими процессами, потому что обеспечивают возможность вычислений в реальном времени. ПЛК может взаимодействовать с несколькими устройствами ввода/вывода, такими как датчики, источники света и двигатели, и обмениваться данными с другими системами через различные типы протоколов беспроводной связи, например CAN.

3. ПОЛЕВОЙ УРОВЕНЬ!

   Различные полевые устройства (такие как датчики и приводы) являются полевым оборудованием в производственном процессе. Такие датчики, как температура, оптические датчики, давление и т. д., а также приводы, такие как двигатели, клапаны, переключатели и т. д., подключаются к ПЛК через полевую шину. Соединения «точка-точка» обеспечивают связь между этими устройствами и соответствующими им ПЛК. Здесь могут использоваться проводные или беспроводные сети в зависимости от таких факторов, как стоимость и мобильность, что позволяет проводить диагностику различных компонентов, подключенных в процессе установки машин.

Кроме того, для системы решений промышленной автоматизации также требуются две важные системы. Это

• Промышленный источник питания

• Безопасность и защита

Требования к питанию разных систем на разных уровнях иерархии могут существенно различаться — например, ПЛК обычно работают от 24 В постоянного тока. Напротив, тяжелые двигатели питаются от одной из трех фаз переменного тока. Следовательно, для бесперебойной работы необходимы различные подходящие источники питания.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

Давайте посмотрим на преимущества промышленной автоматизации:

• Снижение эксплуатационных расходов. Промышленная автоматизация сокращает расходы на здравоохранение и оплату труда сотрудников. Промышленная автоматизация также не зависит от льгот других работников, таких как пенсионная защита, бонусные программы и т. д.

• Даже если эти первоначальные расходы очень значительны, они позволяют сэкономить заработную плату и, таким образом, привести к существенной экономии для компании.

• Затраты на техническое обслуживание, связанные с машинами для промышленной автоматизации, ниже, поскольку они редко выходят из строя.

• Если это не удается, это должны делать только технические специалисты и специалисты по компьютерам.

• Людей-операторов, выполняющих утомительную работу, можно заменить автоматизированным оборудованием.

• Это устраняет необходимость в том, чтобы люди-операторы выполняли задачи в опасных условиях, связанных с экстремальными температурами, загрязнением, отравляющими элементами или радиоактивными веществами.

• Задачи, обычно сложные для человека, могут показаться легко контролируемыми системой.

• К ним относятся подъем тяжелых и крупногабаритных грузов, работа с очень мелкими предметами и т. д.

• Производство идет намного быстрее и дешевле, когда оператор автоматизирован.

• Автоматизация также обеспечивает контроль качества на согласованность и единообразие.

• Экономика значительно улучшится, что положительно повлияет на уровень жизни всего общества.

ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ ПОСМОТРИМ НА НЕДОСТАТКИ:

• Рабочие места теряются из-за растущей популярности машин и автоматизации.

• Поскольку большинство задач связано с ручным трудом, автоматизировать все с помощью современных технологий непросто.

• Некоторые вещи нельзя автоматизировать — например, товары неправильной формы или размеров.

• Машины могут хорошо работать только для крупномасштабных производственных циклов, повторяющихся процессов или изделий, где ключевым фактором является постоянство.

• Системы автоматизации требуют много времени и денег заранее; им также нужны люди, квалифицированные в обслуживании и техническом обслуживании.

• В чем польза промышленной автоматизации?

• Технология промышленной автоматизации обеспечивает компаниям повышенную безопасность и снижение затрат при одновременном повышении качества разработки продукции. Наличие этих преимуществ помогает компаниям увеличивать прибыль и производительность.

В ЧЕМ ПОЛЬЗА ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ?

Технология промышленной автоматизации обеспечивает компаниям повышенную безопасность и снижение затрат при одновременном повышении качества разработки продукции. Наличие этих преимуществ помогает компаниям увеличивать прибыль и производительность производственной линии.