Историја, карактеристике, типови и апликације индустријске аутоматизације

Тхе индустријска аутоматизација је технологија која се користи, кроз системе контроле као што су рачунари, роботи и информационе технологије, како би се омогућило аутоматско управљање различитим машинама и процесима у индустрији, без потребе за људским оператерима.

Он настоји да замени доношење одлука о људским бићима и ручне активности командног одговора коришћењем механизоване опреме и команди логичког програмирања.

Претходно, сврха аутоматизације је била повећање продуктивности, будући да аутоматизовани системи могу радити 24 сата дневно и смањити трошкове везане за људске операторе, као што су плате и бенефиције..

Ова аутоматизација је постигнута различитим средствима, као што су механички, хидраулични, пнеуматски, електрични, електронски и компјутерски уређаји, обично комбиновани један са другим..

Међу контролерима опште намене за индустријске процесе су: програмабилни логички контролери, независни И / О модули и рачунари.

Индек

• 1 Тренутна ситуација
• 2 Хистори
  • 2.1 Индустријска револуција
  • 2.2 Форд Мотор
  • 2.3 Напредак у 20. веку
• 3 Карактеристике
  • 3.1 Нижи оперативни трошкови
  • 3.2 Висока продуктивност
  • 3.3 Висок квалитет
  • 3.4 Велика флексибилност
  • 3.5 Велика тачност информација
  • 3.6 Висока сигурност
  • 3.7 Високи почетни трошкови
• 4 Типови
  • 4.1 Фиксна аутоматизација
  • 4.2 Програмабилна аутоматизација
  • 4.3 Флексибилна аутоматизација
• 5 Апплицатионс
  • 5.1 Индустрија 4.0
  • 5.2 Индустријска роботика
  • 5.3 Програмабилни логички контролери
• 6 Примери
  • 6.1 Аутоматизација у Аудију
  • 6.2 Аутоматизована производна линија
• 7 Референце

Тренутна ситуација

Недавно је индустријска аутоматизација све више прихваћена од стране различитих типова индустрије, због својих огромних предности у процесу производње, као што су повећана продуктивност, квалитет, флексибилност и сигурност уз ниске трошкове..

Такође има користи од уштеде у раду, трошкова електричне енергије и материјалних трошкова, као и веће тачности мерења.

Важан тренд је већа употреба вештачке визије за обезбеђивање аутоматских функција инспекције. Још један тренд је стално повећање употребе робота.

Енергетска ефикасност у индустријским процесима сада је постала један од највећих приоритета.

На пример, полупроводничке компаније нуде 8-битне микроконтролерске апликације, које се налазе у опћој употреби мотора и пумпи, како би се смањила потрошња енергије и тиме повећала ефикасност..

Свјетски развојни извјештај Свјетске банке за 2018. годину показује да иако индустријска аутоматизација замјењује раднике, иновације стварају нове индустрије и радна мјеста.

Хистори

Од свог оснивања, индустријска аутоматизација је направила велики напредак између активности које су раније обављане ручно.

Индустриал Револутион

Увођење првих мотора и парне машине створило је нови захтев за системе аутоматске контроле, као што су регулатори температуре и регулатори притиска.

Године 1771. изумљена је прва потпуно аутоматизована млина, погоњена хидрауличном енергијом. Године 1785. развијен је аутоматски млин за брашно, који је постао први потпуно аутоматизовани индустријски процес.

Форд Мотор

Године 1913. Форд Мотор Цомпани је увела производну линију за производњу аутомобила која се сматра једном од пионирских типова аутоматизације у прерађивачкој индустрији..

Прије тога, аутомобил је изградио тим обучених и неквалифицираних радника. Аутоматизација производње побољшала је Фордове стопе производње и повећала профит.

Производна линија и масовна производња аутомобила били су први такве врсте у свету. Смањено време монтаже аутомобила са 12 сати по аутомобилу на око сат и по.

Напредак у 20. веку

Контролне собе су постале уобичајене у 1920. До раних 1930-их, контрола процеса је била само укључена / искључена.

Тридесетих година прошлог века почели су се уводити контролори, са способношћу да изврше израчунате промене као одговор на одступања од контролне цифре.

Контролне собе су користиле кодирана светла у боји за слање сигнала радницима фабрике да ручно изврше одређене измене.

Током 1930-их, Јапан је био лидер у развоју компоненти. Развијени су први микро-прекидач, заштитни релеји и високопрецизан електрични тајмер.

Јапан је 1945. године покренуо програм индустријске реконструкције. Програм је заснован на новим технологијама, за разлику од застарјелих метода које је остатак свијета користио.

Јапан је постао свјетски лидер у индустријској аутоматизацији. Ауто компаније као што су Хонда, Тоиота и Ниссан могу произвести бројне поуздане и квалитетне аутомобиле.

Феатурес

Механизација је ручни рад задатка помоћу моторизоване машине, али у зависности од доношења људских одлука.

Аутоматизација представља додатни корак у механизацији, јер замењује људско учешће коришћењем команди логичког програмирања и моћне машинерије.

Нижи оперативни трошкови

Са индустријском аутоматизацијом, трошкови одмора, здравствене неге и бонуса који су повезани са људским радницима су елиминисани. Исто тако, не захтева друге бенефиције које запосленици имају, као што су пензијско осигурање, бонуси итд..

Иако је то повезано са високим почетним трошковима, штеди се месечна плата радника, што доводи до значајних уштеда за компанију..

Трошкови одржавања који су повезани са опремом која се користи за индустријску аутоматизацију је нижа, јер се обично не покваре. Ако не успију, само компјутери и инжењери за одржавање требају то поправити.

Висока продуктивност

Мада многе компаније запошљавају стотине људи који се баве производњом да покрену постројење три смене за максимално 24 сата, још увек треба да буде затворено за празнике и одржавање.

Индустријска аутоматизација задовољава циљ компаније, дозвољавајући производном погону да ради 24 сата дневно, 7 дана у недељи и 365 дана у години. Ово доноси значајно побољшање продуктивности организације.

Хигх куалити

Аутоматизација ублажава грешке везане за људско биће. Осим тога, роботи немају никакву врсту исцрпљености, што резултира производима једнаког квалитета, чак и производњом у различито вријеме.

Висока флексибилност

Ако се нови посао дода на линију за монтажу, то ће бити потребно за људског оператера обуке.

С друге стране, роботи се могу програмирати да раде било коју врсту посла. Ово чини производни процес флексибилнијим.

Висока тачност информација

Аутоматизовани прикупљени подаци омогућавају анализу кључних производних информација, уз велику тачност ових података, чиме се смањују трошкови компилације.

То омогућава доношење исправних одлука када се покушава побољшати процесе и смањити отпад.

Висока сигурност

Индустријска аутоматизација може учинити производну линију сигурном за раднике тако што ће примијенити роботе за маневрирање опасних ситуација.

Високи почетни трошкови

Почетна инвестиција повезана са променом људске производне линије у аутоматску је веома висока.

Поред тога, обука запослених за руковање овом софистицираном новом опремом укључује значајне трошкове.

Типови

Фикед аутоматион

Користи се за извршавање понављајућих и фиксних операција у циљу постизања високих стопа производње.

Користи опрему посебне намене за аутоматизацију процеса фиксне секвенце или операција монтаже. Редослед операција је одређен конфигурацијом опреме.

Програмиране команде се налазе у машинама у облику зупчаника, ожичења и другог хардвера који се не може лако мењати од једног производа до другог..

Овај облик аутоматизације карактерише висока почетна улагања и високе стопе производње. Због тога је погодан за производе који се производе у великим количинама.

Програмабилна аутоматизација

То је облик аутоматизације за производњу производа у серијама. Производи се производе у серијама од неколико десетина до неколико хиљада јединица истовремено.

За сваку нову серију, производна опрема мора бити репрограмирана да се прилагоди новом типу производа. Ово репрограмирање захтева време, које има не-продуктиван временски период након којег следи серија производње за сваку серију.

Стопе производње су генерално ниже него у фиксној аутоматизацији, јер је опрема дизајнирана да олакша промену производа, уместо да има специјализацију производа.

Примери овог система аутоматизације су машине са нумеричким управљањем, индустријски роботи, челичане, итд..

Флексибилна аутоматизација

Помоћу овог система обезбеђена је опрема за аутоматску контролу која обезбеђује велику флексибилност за измене за сваки производ. То је проширење програмабилне аутоматизације.

Недостатак програмабилне аутоматизације је вријеме потребно за репрограмирање производне опреме за сваку нову серију производа. Ово је изгубљено време производње, што је скупо.

У флексибилној аутоматизацији, репрограмирање се обавља брзо и аутоматски у компјутерском терминалу, без употребе производне опреме као такве.

Ове промене се врше путем инструкција које дају људски оператери у облику кодова.

Сходно томе, није потребно групирати производе у серијама. Може произвести мешавину различитих производа, један за другим.

Апплицатионс

Индустрија 4.0

Успон индустријске аутоматизације је директно повезан са "четвртом индустријском револуцијом", која је боље позната као Индустрија 4.0. Поријекло из Њемачке, Индустри 4.0 покрива бројне уређаје, концепте и стројеве.

Индустрија 4.0 ради са индустријским Интернетом ствари, што је савршена интеграција различитих физичких објеката на Интернету, кроз виртуелну репрезентацију, и са софтвером / хардвером за повезивање како би се додала побољшања у производним процесима..

Са овим новим технологијама могуће је створити паметнију, сигурнију и напреднију производњу. Отворите поузданију, доследнију и ефикаснију производну платформу него раније.

Индустрија 4.0 покрива многе области производње и наставиће да ради са временом.

Индустријска роботика

Индустријска роботика је грана индустријске аутоматизације која помаже у различитим производним процесима, као што су обрада, заваривање, бојање, монтажа и руковање материјалима.

Индустријски роботи користе различите механичке, електричне и софтверске системе како би омогућили високу прецизност и брзину, што далеко превазилази људске перформансе.

Ови системи су ревидирани и побољшани до те мере да један робот може да ради 24 сата дневно са мало или без одржавања. У 1997. години било је 700.000 индустријских робота у употреби, број се повећао на 1.8 милиона у 2017. години.

Програмабилни логички контролери

Индустријска аутоматизација укључује програмабилне логичке контролере (ПЛЦ) у процесу производње. Они користе систем за обраду који дозвољава промену улазних и излазних контрола, помоћу једноставног програмирања.

ПЛЦ може примати различите улазе и вратити различите логичке излазе. Улазни уређаји су сензори, а излазни уређаји су мотори, вентили, итд..

ПЛЦ-ови су слични рачунарима. Међутим, док су рачунари оптимизовани за прорачуне, ПЛЦ-ови су оптимизовани за контролне задатке и употребу у индустријским окружењима.

Конструисани су тако да је потребно само основно знање програмирања засновано на логици за обраду вибрација, високих температура, влажности и буке..

Највећа предност ПЛЦ-а је њихова флексибилност. Они могу управљати низом различитих контролних система. Они чине непотребним поновно повезивање система за промену система контроле. Ова флексибилност их чини профитабилним за сложене и разноврсне системе.

Примери

У аутомобилској индустрији, уградња клипова у мотор извршена је ручно, са стопом грешке од 1-1,6%. Тренутно, овај исти задатак се ради са аутоматизованом машином, са стопом грешке од 0.0001%.

Вештачка интелигенција (АИ) се користи са роботиком за аутоматско означавање, коришћење роботских руку као аутоматских апликатора за етикете, и АИ за детекцију производа који се означавају.

Аутоматизација у Аудију

У фабрици Ауди у Немачкој, број робота је скоро једнак 800 запослених. Они раде већину тешког посла, као и потенцијално опасне варове, као и досадно понављајући тестови.

Међу предностима аутоматизације у Аудију су много већа продуктивност и нижи захтјеви за раднике без обуке.

Роботи коришћени у Аудију не само да су одговорни за опасан посао који су необучени запосленици радили раније, већ и прикупљају велику количину података који се могу анализирати и користити за побољшање рада фабрике..

Међутим, још увијек постоје задаци које роботи не могу обављати и људи су боље припремљени за руковање.

Преузимајући најопасније задатке и побољшавајући ефикасност и продуктивност тих задатака, Ауди може да привуче више обучених и специјализованих радника за обављање задатака фокусираних на људско биће.

Аутоматизована производна линија

Састоји се од низа радних станица које су повезане системом за пренос ради премјештања дијелова између станица.

То је примјер фиксне аутоматизације, јер се ове линије обично конфигурирају за дуге производне процесе.

Свака станица је дизајнирана да изврши одређену операцију обраде, тако да се комад или производ направи корак по корак, док се креће дуж линије.

У нормалном раду линије, комад се обрађује у свакој станици, тако да се много комада обрађује истовремено, производећи готов комад са сваким циклусом линије.

Различите операције које се одвијају морају бити секвенциониране и правилно координиране тако да линија функционира ефикасно.

Модерним аутоматизованим линијама управљају програмабилни логички контролери. Оне могу обављати типове временских и секвенцијских функција потребних за њихов рад.

Референце

1. Терри М. Бреи (2018). Шта је аутоматизација у индустрији? Суре Цонтролс Инц. Преузето са: сурецонтролс.цом.
2. Википедиа, слободна енциклопедија (2018). Аутоматион Такен фром: ен.википедиа.орг.
3. Електротехника (2018). Шта је индустријска аутоматизација | Типови индустријске аутоматизације. Преузето из: елецтрицалтецхнологи.орг.
4. Унитроницс (2018). Шта је аутоматизација у индустрији? Преузето из: унитроницсплц.цом.
5. Енцицлопаедиа Британница (2018). Апликације аутоматизације и роботике. Преузето са: британница.цом.
6. Адам Робинсон (2014). Индустријска аутоматизација: кратка историја производних апликација и тренутног стања и будућих прогноза. Церасис Преузето из: церасис.цом.
7. Еагле Тецхнологиес (2013). Аутоматизација у фабрици, на немачки пример. Преузето из: еаглетецхнологиес.цом.