Que é a automatización industrial? Tipos, niveis, vantaxes

Neste artigo veremos unha visión xeral da automatización industrial, cales son as vantaxes das desvantaxes da automatización industrial, os distintos tipos de sistemas de automatización, os diferentes niveis nunha aplicación típica de automatización industrial e moitos máis. Automatización industrialMotivación para automatización industrialNiveles de proceso de automatización industrialNivel de supervisorNivel de controlNivel de campoTipos de sistemas de automatización industrialSistema de automatización fixoSistema de automatización programableSistema de automatización flexibleSistema de automatización integradoVantaxes e desvantaxes da automatización industrialVantaxesDesvantaxesIntroducción para axudar ás persoas con diferentes tarefas de produción.Un proceso de produción industrial consiste en series de máquinas, a través das cales pasa unha combinación de materias primas e transformalo no produto final. Aquí, o termo "máquina" pode ser como un motor, unha broca, unha cinta transportadora, etc. que se atopan baixo dispositivos electromecánicos ou máquinas químicas como fornos, secadores, sistemas de combustión química, etc. Hoxe en día, a automatización industrial asumiu o proceso de produción nas industrias e é moi difícil imaxinar unha liña de produción sen sistemas de automatización. Hai varios factores que levan á implantación dun sistema de automatización na produción industrial como a esixencia de produtos de alta calidade, altas expectativas de fiabilidade do produto, produción de gran volume, etc. Que é a automatización industrial? equipos industriais coa axuda de programación lóxica dixital e reducindo a intervención humana na toma de decisións e no proceso de comando manual coa axuda de equipos mecanizados. A definición anterior definitivamente non é sinxela de entender, pero imos tratar de comprender con que consiste unha automatización industrial a axuda dun pequeno exemplo. Exemplo para comprender a automatización industrial Considere un proceso de produción industrial manual, onde un operador está a observar a temperatura dun forno. Supoñamos que a tarefa é alcanzar unha temperatura determinada e mantela durante uns 30 minutos. Entón, o operador primeiro ten que axustar a cantidade de combustible ao forno controlando unha válvula para elevar a temperatura á cantidade desexada. Unha vez alcanzada a temperatura necesaria, hai que mantela axustando constantemente a válvula, é dicir aumenta ou diminúe o combustible dependendo da temperatura durante os próximos 30 minutos. Agora, coa automatización industrial, aténdese a todo o proceso sen a axuda dun operador. En primeiro lugar, hai un sensor de temperatura situado preto do forno que informa a temperatura a un ordenador. Agora hai unha válvula motorizada, que tamén é controlada polo ordenador, para que o combustible se subministre ao forno. Baseado nas lecturas de temperatura do sensor, o ordenador abrirá a chave para permitir máis combustible ao comezo. Unha vez que se alcanza a temperatura desexada, a válvula péchase. Pero o ordenador pode abrir ou pechar a válvula, incluso para permitir que flúa unha cantidade mínima de combustible, segundo as lecturas de temperatura. O temporizador da computadora indicará unha vez transcorridos 30 minutos e a computadora pode apagar completamente o sistema. O exemplo anterior pode parecer vago pero axuda a comprender como se pode implementar un sistema de automatización industrial típico. No exemplo anterior, hai absolutamente cero intervencións humanas e toda a tarefa é realizada completamente polo sistema de automatización. Motivación para automatización industrial O termo automatización está acuñado por un enxeñeiro de Ford Motor Company, que foi pioneiro na automatización industrial e na fabricación de cadeas de montaxe. . Ao principio, o proceso de produción industrial baséase nos ollos, as mans e o cerebro dun traballador, en contraste cos sensores, actuadores e ordenadores actuais. Orixinalmente, a implementación da automatización nun proceso de produción céntrase na substitución dun traballador humano por unha máquina independente. Nun principio, estas máquinas independentes tiñan que ser coordinadas por un supervisor humano para un bo proceso de produción, pero con desenvolvementos tecnolóxicos en sistemas de control analóxicos e dixitais, microprocesadores e PLC (controladores lóxicos programables) e varios sensores, fíxose moi sinxelo sincronizar varios máquinas e procesos independentes e lograr unha verdadeira automatización industrial. Co aumento da economía industrial, as estratexias comerciais para a automatización industrial tamén cambiaron co paso do tempo. Hoxe en día, as motivacións fundamentais para implementar a automatización industrial son: Aumentar a produción Reducir o custo, especialmente o custo relacionado co ser humano Mellorar a calidade do produto Uso eficiente das materias primas Reducir o consumo de enerxía Aumentar os beneficios empresariais Hai algunhas motivacións secundarias para usar a automatización no proceso de produción industrial como proporcionar un ambiente seguro para o operador, reducir a contaminación ambiental, etc. Niveis de proceso de automatización industrial Hai varias formas de describir os niveis dun proceso de automatización industrial, pero o máis sinxelo de todos é o seguinte triángulo xerárquico de tres niveis de representación dun Aplicación típica de automatización industrial. Nivel de supervisor. Sentado na parte superior da xerarquía, o nivel de supervisor normalmente consiste nun PC industrial, que normalmente está dispoñible como PC de escritorio ou Panel PC ou PC montado en rack. Estes PC funcionan en sistemas operativos estándar cun software especial, normalmente fornecido polo provedor para o control de procesos industriais. O principal propósito do software é a visualización e parametrización de procesos. Para a comunicación utilízase un Ethernet industrial especial, que pode ser Gigabit LAN ou calquera topoloxía sen fíos (WLAN). Nivel de control O nivel de control é o nivel medio da xerarquía e este é o nivel no que se executan todos os programas relacionados coa automatización. Para este propósito, xeralmente, úsanse controladores lóxicos programables ou PLC, que proporcionan capacidade de computación en tempo real. Os PLC adoitan implementarse mediante microcontroladores de 16 ou 32 bits e funcionan nun sistema operativo propietario para cumprir os requisitos en tempo real. Os PLC tamén poden ser conectados con varios dispositivos de E / S e poden comunicarse a través de varios protocolos de comunicación como CAN. Os sensores como temperatura, óptica, presión etc. e actuadores como motores, válvulas, interruptores etc. están conectados a un PLC a través dun bus de campo e a comunicación entre un dispositivo de nivel de campo e o seu correspondente PLC baséase normalmente nunha conexión punto a punto. Tanto as redes con fíos como as inalámbricas úsanse para a comunicación e mediante esta comunicación, o PLC pode tamén diagnosticar e parametrizar varios compoñentes. Ademais, un sistema de proceso de automatización industrial tamén require dous sistemas principais. Son: Alimentación industrial Seguridade e protección Os requirimentos de enerxía de diferentes sistemas en diferentes niveis da xerarquía poden ser extremadamente diferentes. Por exemplo, os PLC normalmente funcionan con corrente continua de 24 V, mentres que os motores pesados ​​funcionan con CA monofásica ou trifásica. Ademais, debería haber seguridade para o software que se usa para controlar os PLC, xa que pode modificarse ou corromperse facilmente. Considerando todos os niveis mencionados e os seus compoñentes correspondentes, un sistema de automatización industrial típico terá a seguinte estrutura. Sistemas de automatización industrial Agora que vimos un pouco sobre o deseño dun sistema de automatización industrial típico, imos continuar coa discusión do diferente tipo de sistemas de automatización industrial. Os sistemas de automatización industrial normalmente clasifícanse en catro tipos: Sistema de automatización fixo Sistema de automatización programable Sistema de automatización flexible Sistema de automatización integrado Sistema de automatización fixo Nun sistema de automatización fixo, o equipo de produción fíxase cun conxunto fixo de operacións ou tarefas e rara vez hai cambios nestas operacións. O sistema de automatización fixo úsase normalmente en procesos de fluxo continuo como transportadores e sistemas de produción en masa. Sistema de automatización programable No sistema de automatización programable, a secuencia de operacións e a configuración da maquinaria pódense cambiar mediante controis electrónicos. Este sistema require unha cantidade importante de tempo e esforzo para reprogramar as máquinas e usadas normalmente na produción de procesos por lotes. As máquinas CNC son o exemplo de aposta por este sistema. O código dado polo operador ao ordenador é exclusivo dun traballo particular e, baseado no código, a máquina adquire as ferramentas e os equipos necesarios para a produción. Sistema de automatización integrado Un sistema de automatización integrado é un conxunto de máquinas, procesos e datos independentes. todos funcionan de forma sincrónica ao mando dun único sistema de control para implementar un sistema de automatización dun proceso de produción. CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), ferramentas e máquinas controladas por ordenador, robots, guindastres e transportes están integrados mediante complexos axendas de programación e control de produción. os operarios humanos poden evitar traballar en ambientes de produción perigosos con temperaturas extremas, contaminación, elementos intoxicantes ou substancias radioactivas. Pódense realizar facilmente as tarefas difíciles para un operador humano típico. Estas tarefas inclúen levantar cargas pesadas e grandes, traballar con obxectos extremadamente pequenos, etc. A produción sempre é máis rápida e o custo do produto é significativamente menor (cando se compara co mesmo produto que se produce con operación manual). integrado no proceso de produción para proporcionar consistencia e uniformidade.A economía da industria pode mellorarse significativamente, o que repercute directamente no nivel de vida.Desvantaxes Perda de emprego. Dado que a maioría do traballo é realizado por máquinas, a esixencia de traballo manual é moi menor. Non se poden automatizar todas as tarefas desexadas coa tecnoloxía actual. Por exemplo, os produtos con formas e tamaños irregulares é mellor deixalos para a montaxe manual. (Esta tendencia parece cambiar con computadores e algoritmos avanzados). É factible utilizar a automatización para certos procesos, é dicir

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes