Ipari automatizálási és vezérlőrendszerek

Az ipari automatizálás jelenleg az egyik leggyorsabban növekvő ipari ágazat, és a termelési folyamatok szerves részévé vált – felgyorsítja a vállalati fejlődést, korszerűsíti a rendszereket, növeli a termelékenységet, a pontosságot, a hatékonyságot és csökkenti a termelési költségeket.

Az automatizálást elsősorban eszközök, rendszerek és technológiai folyamatok vezérlésére használják különféle komponensek, például vezérlők, szabályozók vagy vezérlőrendszerek, például ipari számítógépek, robotok és azok szoftverei segítségével. Az ilyen típusú rendszerek a gépi működésre támaszkodnak, hogy a kézi munkát automatizált rendszerekkel helyettesítsék. A visszacsatolásnak köszönhetően kiküszöbölik az operátor szükségességét, és nagymértékben autonóm rendszereket hoznak létre, amelyek emberi segítség nélkül képesek elvégezni a feladatokat a folyamat elejétől a végéig.

Ipari automatizálási rendszerek – miért érdemes befektetni?

1. Nagyobb információpontosság – az időszakos és kézi ellenőrzések szükségességének csökkentése – automatikus adatgyűjtés és támogatás a legjobb döntések meghozatalában.

2. Megnövekedett termelékenység – nincs szükség a rendszer leállítására az alkalmazottak távolléte vagy az üzem karbantartása során – a nap 24 órájában, az év 365 napján önállóan is működhet.

3. Csökkentett költségek:

• termelés,
• alkalmazottak egészségvédelme.

4. Magasabb termékminőség és pontosság – az emberi hibák valószínűségének csökkenése; teljes üzemi hatékonyság a fáradtságmentes robotoknak köszönhetően.

5. Megnövelt rugalmasság – egyszerűen programozza a gépet egy új feladatra.

6. Biztonság – a gépek használata veszélyes, extrém és embert veszélyeztető körülmények között.

Az ipari automatizálási rendszerek bevezetésének valószínűleg csak egy hátránya van: az ember által vezérelt termelésről az automatizált gyártósorra való átállással járó magas kezdeti költségek. Ezeknek a változtatásoknak a megvalósítása további képzési költségeket is igényelhet az új eszköz üzemeltetéséhez.

Automatizálási eszközök és alkalmazásaik

Az ipari automatizálás számos iparágban javította a termelési folyamatokat. A megfelelő működéshez megfelelő alkatrészekre van szükség az eszközök vezérléséhez. Az eszközök a következők:

Programozható logikai vezérlők (PLC-k), amelyek fő feladata az eszközök és folyamatok vezérlése. Leggyakrabban egyszerű vezérlésre használják őket, például kis és egyszerű automatizálási rendszerekben. Feladataik közé tartozik az eszközöknek érzékelők által leolvasott értékek alapján történő parancsok kiadása, adatok kezelőpanelekre történő továbbítása, vagy bemenetek és kimenetek kezelése. A PLC-k között megkülönböztethetjük a moduláris vezérlőket – ezek különösen rugalmasak, és bővíthetők vagy újraépíthetők anélkül, hogy a központi egységet vagy más modulokat ki kellene cserélni. A kompakt programozható vezérlőket gyakran használják a gépautomatizálásban is – elsősorban központosított rendszerekben.

Ipari számítógépek – leggyakrabban akkor használják, ha egy PLC nem elegendő. Az ilyen típusú számítógépek a bővítőkártyáknak és a nagy teljesítményű komponenseknek köszönhetően lehetővé teszik az összetett folyamatok kezelését.

PAC (Programozható alkalmazásvezérlő) – a PLC összetettebb megfelelője, amely ipari számítógépek tulajdonságaival rendelkezik. Széles körben használják olyan összetett folyamatokban, amelyek sebességet és nagy mennyiségű adat kezelésének képességét igénylik, például adatgyűjtő rendszerekben vagy vizualizációs feladatokban.

Az ipari automatizálás gyakorlati alkalmazásai

Az elsősorban a folyamatfelügyelettel és vizualizációval foglalkozó automatizálási rendszerek (például WLAN-hálózatok használatával) többek között ipari PC-kből, asztali számítógépekből, HMI-rendszerekből és WLAN-kapcsolatból állnak.

Az ilyen típusú rendszerek egy másik feladata a vezérlés – PLC-k, HMI-rendszerek, terepi buszok (CAN, EtherCAT, Profibus stb.), WLAN-hálózatok és biztonság (SIL) segítségével.

Egy másik fontos alkalmazási terület az adatfeldolgozás és a fő PLC-vel való kommunikáció, amelyet olyan végberendezések biztosítanak, mint az aktuátorok, mikrovezérlők, motorvezérlők, ipari érzékelők, hajtásvezérlők, relék, kapcsolók és vezeték nélküli vezérlőeszközök.

Miért érdemes automatizálásba befektetni?

Az elmúlt években az ipari automatizálási vezérlőrendszerek minden olyan üzem alapvető elemévé váltak, amely a gyorsabb fejlesztésre, a működési rugalmasságra és a jobb szolgáltatásminőségre törekszik.

A vezérlőrendszerek magukban foglalják az üzemi eszközök, gépek és berendezések integrációját, és összekapcsolják azt a vállalat többi részével is – például kezelik az ellátási láncot, a megfelelőségi folyamatokat, az értékesítést és a K+F-et (kutatás és fejlesztés). Az automatizálási és vezérlőrendszerek, más néven IACS (ipari automatizálási és vezérlőrendszerek), távolról vezérelhetők, ami számos előnnyel és kockázattal jár a vállalat típusától és működési körétől függően.

Az ipari automatizálásban alkalmazott vezérlőrendszerek típusai:

PLC vezérlőrendszerek - Ez egy modern, PLC-ken alapuló rendszer, amely az egyes gépek vagy technológiai sorok feletti vezérlést biztosítja.

SCADA - olyan rendszerek, amelyek a technológiai/termelési folyamatokat irányítják és folyamatadatokat gyűjtenek. Információkat gyűjtenek, folyamatokat vizualizálnak, és figyelmeztetnek az esetleges szabálytalanságokra.

DCS - elosztott vezérlőrendszerek - a technológiai folyamatokat vezérlik és vizualizálják.

A következő rendszereket is megkülönböztetjük:

Vállalati Erőforrás Tervezési Rendszer (ERP) - támogatja például a számvitelt és a disztribúciómenedzsmentet.

Gyártásvégrehajtási Rendszer (MES) - termelésvégrehajtási rendszerek, támogatják az információk gyűjtését és a termelési folyamatok optimalizálását az üzleti területen.

Alapvető folyamatirányító rendszer (BPCS) - olyan folyamatirányító rendszerek, amelyek az érzékelőktől és a folyamatirányító műszerektől származó információk alapján felügyelik az üzemet.

Biztonsági műszerezett rendszer (SIS) - szoftveres és hardveres vezérlőrendszerekből áll - különösen finomítókban, vegyi üzemekben és atomerőművekben használják.