Ο βιομηχανικός αυτοματισμός μπορεί να οριστεί χονδρικά ως η χρήση τεχνολογίας και συστημάτων ελέγχου (Industrial PC, PLC, PAC, κ.λπ.) για την αυτοματοποίηση των βιομηχανικών διαδικασιών για τη βελτίωση της ποιότητας και της παραγωγής χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Τα συστήματα ελέγχου χρησιμοποιούνται για την αυτόματη λειτουργία των ολοκληρωμένων τεχνολογιών και άλλων συσκευών. Για παράδειγμα, σε μεγάλα εργοστάσια κατασκευής αυτοκινήτων, οι αυτοματοποιημένοι ρομποτικοί βραχίονες μπορούν να εκτελέσουν γρήγορα εργατικές-εντατικές, χειρωνακτικές ή επαναλαμβανόμενες εργασίες κατασκευής σε μια γραμμή παραγωγής για να επιτύχουν υψηλότερα επίπεδα ακρίβειας, επιτρέποντας χειροκίνητες λειτουργίες στο ίδιο χρονικό πλαίσιο.
Τι ελέγχει λοιπόν αυτόν τον αυτοματισμό; Μπείτε στον βιομηχανικό υπολογιστή που βρίσκεται στην καρδιά των περισσότερων συστημάτων βιομηχανικού αυτοματισμού.
Βιομηχανικός Η/Υ με PLC / PAC
Λόγω των περιβαλλοντικών και λειτουργικών πλεονεκτημάτων τους, οι βιομηχανικοί υπολογιστές διατίθενται πλέον σε όλα τα σχήματα και μεγέθη. Από ανθεκτικούς υπολογιστές απλής πλακέτας έως πλήρεις-υπολογιστές βιομηχανικής ποιότητας κουτιού χωρίς ανεμιστήρα με ισχυρούς επεξεργαστές Intel, γραφικά HD και πλούσια I/O. Οι βιομηχανικοί υπολογιστές διαμορφώνουν το μέλλον του βιομηχανικού αυτοματισμού. Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC) και οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές αυτοματισμού (PAC) αντικαθίστανται τώρα από βιομηχανικούς υπολογιστές λόγω της ευελιξίας, της λειτουργικότητας, της απόδοσης και του κόστους των βιομηχανικών υπολογιστών. Τα PLC είναι ουσιαστικά μικροελεγκτές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο μηχανών. Αποτελούνται από μνήμη, επεξεργαστή και λειτουργίες εισόδου/εξόδου (i/o) και είναι σε θέση να εκτελούν προ{6}προγραμματισμένες λειτουργίες όπως μαθηματικά, μέτρηση, επικοινωνία, διαχείριση αισθητήρων και ενεργοποιητές ενεργοποίησης.
Οι βιομηχανικοί υπολογιστές μπορούν να αναπτυχθούν σε διάφορα σενάρια λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένου του ορόφου παραγωγής ενός εργοστασίου, ενσωματωμένοι σε αρχιτεκτονικές ασφάλειας και επιτήρησης και σε άλλες τεχνικές ρυθμίσεις που εμπλέκονται στον αυτοματισμό διεργασιών και μηχανών. Σε σύγκριση με υπολογιστές γενικής χρήσης-εμπορικής-ποιότητας, οι βιομηχανικοί υπολογιστές μπορούν να αντέξουν τα σκληρά περιβάλλοντα που συναντώνται συχνά σε βιομηχανικά περιβάλλοντα και παρόμοια, καθιστώντας τους μια δημοφιλή λύση για την κατασκευή, την ενέργεια, τις μεταφορές, τη γεωργία και άλλους κλάδους με παρόμοια απαιτητικά περιβάλλοντα. Αυτοί οι στιβαροί υπολογιστές έχουν επίσης τη δυνατότητα να εκτελούν εφαρμογές Human Machine Interface (HMI), παρέχοντας έτσι μεγαλύτερη ευελιξία από τα PLC και τα PAC. Η χρήση ενός πυρήνα πραγματικού χρόνου βελτιώνει τα παλαιότερα μοντέλα αυτοματισμού, επιτρέποντας τον διαχωρισμό του αυτοματισμού από το περιβάλλον του λειτουργικού συστήματος (OS).
Βιομηχανικοί Η/Υ στον Βιομηχανικό Αυτοματισμό
Οι χρήσεις και οι εφαρμογές των βιομηχανικών υπολογιστών υπερβαίνουν κατά πολύ το πεδίο του βιομηχανικού αυτοματισμού, αλλά, για αυτό το άρθρο, θα παραμείνουμε σε εφαρμογές που εμπίπτουν μόνο στο πεδίο εφαρμογής του βιομηχανικού αυτοματισμού. Ας δούμε πρώτα την κατασκευή και πώς χρησιμοποιούνται οι βιομηχανικοί υπολογιστές και πώς μπορούν να ωφελήσουν τον βιομηχανικό αυτοματισμό σε αυτόν τον τομέα.
Βιομηχανοποίηση:Οι ανθεκτικοί βιομηχανικοί υπολογιστές παρέχουν την καλύτερη πλατφόρμα υλικού για μαζική παραγωγή που υπερβαίνει τους περιορισμούς της συνηθισμένης χειρωνακτικής εργασίας. Ο αυτοματισμός μηχανών επέτρεψε τη μαζική παραγωγή και το Διαδίκτυο επέτρεψε την επικοινωνία. Τα βιομηχανικά συστήματα Η/Υ, τα οποία έχουν κλονιστεί από τη βρεφική ηλικία, βασίζονται πλέον σε μεγάλο βαθμό από πολλούς κατασκευαστές, όχι μόνο για την καθοδήγηση μηχανικής όρασης και ρομπότ, αλλά και για την ικανότητά τους να συλλέγουν πολύτιμα δεδομένα από μηχανήματα και εξοπλισμό για προληπτική συντήρηση.
Έλεγχος συσκευασίας και ποιοτικός έλεγχος:Φυσικά, μια άλλη σημαντική εφαρμογή στην κατασκευή είναι η ελεγχόμενη διασφάλιση ποιότητας όρασης-, η οποία λειτουργεί με υψηλότερες ταχύτητες και με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι είναι δυνατή για τους ανθρώπους. Χρησιμοποιώντας συστήματα μηχανικής όρασης και επιθεώρησης συσκευασίας, οι κατασκευαστές καθώς και οι μονάδες συσκευασίας τροφίμων μπορούν να αυτοματοποιήσουν τη διασφάλιση ποιότητας των προϊόντων τους με γρήγορο ρυθμό. 3Η μηχανική όραση είναι η πιο πρόσφατη πρόοδος στον κλάδο της όρασης. Χάρη σε ισχυρούς πολυ{4}}πυρήνες CPU, οι CPU μπορούν να επεξεργάζονται πρόσθετους υπολογισμούς διαστάσεων Z σε εξαιρετικά-γρήγορες ταχύτητες, παρέχοντας βαθύτερα πολυ-διαστατικά δεδομένα στο αντικείμενο, επιτρέποντας 100% διασφάλιση ποιότητας. Αυτό οδηγεί τον ποιοτικό έλεγχο σε ένα νέο επίπεδο, όπου η απόφαση επιτυχίας/αστοχίας ενός συστήματος μπορεί να εξαρτάται από περισσότερες παραμέτρους όπως η κλίμακα, το σχήμα, η επιφάνεια, το μέγεθος κ.λπ.
Παρακολούθηση περιουσιακών στοιχείων:Η μεταποίηση δεν είναι η μόνη βιομηχανία που έχει αρχίσει να βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στους βιομηχανικούς υπολογιστές. Οι τομείς λιανικής και υγειονομικής περίθαλψης διαθέτουν επίσης καθημερινά--λειτουργία βιομηχανικού υλικού υπολογιστή, καθώς έχουν τη δυνατότητα να παρακολουθούν και να παρακολουθούν ασυνέπειες και ανωμαλίες στα περιουσιακά στοιχεία και τις διαδικασίες. Αυτό μπορεί να γίνει τόσο στον ιστότοπο όσο και από απόσταση και παρέχει στους χειριστές συστήματος έναν τρόπο παρακολούθησης στοιχείων ή διαδικασιών με μεγαλύτερη ακρίβεια και αποτελεσματικότητα από ό,τι συνήθως η χειρωνακτική εργασία.
Προσομοίωση και έλεγχος:Οι βιομηχανικές πλατφόρμες υπολογιστών χρησιμοποιούν ισχυρούς επεξεργαστές για να μιμηθούν και να δημιουργήσουν προσομοιώσεις πιθανών-σεναρίων πραγματικού κόσμου. Αυτό μπορεί να βελτιώσει τις γνώσεις για την ανάλυση κινδύνων, την πρόβλεψη περαιτέρω δυνατοτήτων και τη δοκιμή συστημάτων σε οποιοδήποτε πλαίσιο. Η δυνατότητα εκτέλεσης αυτών των τύπων δοκιμών και αναλύσεων επιτρέπει περαιτέρω βελτιώσεις και ανάπτυξη της υπάρχουσας υποδομής με βάση πληροφορίες που προέρχονται από προσομοιώσεις και προβλέψεις. Με πολλή συζήτηση γύρω από την τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση, αυτές οι τρεις τεχνολογίες θα συγκλίνουν στο εγγύς μέλλον για να δημιουργήσουν ακόμη πιο προηγμένες προσομοιώσεις.
Απομακρυσμένη συλλογή δεδομένων:στην εποχή του αυτοματισμού και του IoT, τα δεδομένα είναι ένα από τα πιο πολύτιμα αγαθά. Η ικανότητα των απομακρυσμένων αισθητήρων IoT να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα σχετικά με τη χρήση απομακρυσμένων μηχανημάτων, εργαλείων, υλικού και άλλων συνδεδεμένων συσκευών επιτρέπει στους χειριστές που τους αναπτύσσουν να λαμβάνουν δεδομένα σχετικά με τις λειτουργικές διαδικασίες, την κόπωση του εξοπλισμού και τη συνολική απόδοση. Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν στο σύστημα ελέγχου να γνωρίζει πότε πρέπει να ρυθμίζει την ισχύ μιας συσκευής με εξαιρετική ακρίβεια, ενεργοποιητές ενεργοποίησης, ρύθμιση θερμοκρασίας ή ελέγχου πίεσης και άλλες λειτουργικές λειτουργίες.
Αυτοματισμός με βάση το IoT και τον υπολογιστή-
Ο υπολογιστής βρίσκεται στο επίκεντρο της επανάστασης του IoT που βασίζεται σε ανοιχτά-πρότυπα, ιδιαίτερα του βιομηχανικού IoT, που θα είναι ο εγκέφαλος που θα ελέγχει την υποδομή από την οποία εξαρτώνται οι κοινότητες και οι οικονομίες για την καθημερινή ζωή. Τα παλαιού τύπου συστήματα και όργανα επιχειρησιακής τεχνολογίας θα πρέπει να προστατεύονται με χρήση πιο έξυπνων υπολογιστών έως ότου αντικατασταθούν από--σύγχρονες-τεχνολογίες ασφαλείας. Οι πύλες επικοινωνίας IoT θα απαιτούν όχι μόνο τα ανθεκτικά εξαρτήματα και συγκροτήματά τους, αλλά και ισχυρή ασφάλεια δικτύου ενσωματωμένη στο λογισμικό που διαχειρίζεται τις επικοινωνίες μεταξύ των πραγμάτων.