Τι είναι ο βιομηχανικός αυτοματισμός; Με απλούς όρους, ο βιομηχανικός αυτοματισμός αναφέρεται κυρίως στη διαδικασία εισαγωγής διαφόρων μηχανικών εξοπλισμών σε όλα τα στάδια της παραγωγής για την απελευθέρωση της παραδοσιακής εργασίας. Το πιο σημαντικό, επιτρέπει την ταχύτερη και πιο αποτελεσματική ολοκλήρωση των εργασιών παραγωγής, επομένως η όλη διαδικασία ονομάζεται ανάπτυξη βιομηχανικού αυτοματισμού. Επί του παρόντος, σε βιομηχανίες όπως το πετρέλαιο, η χημική βιομηχανία, η αυτοκινητοβιομηχανία και η άμυνα, οι βελτιώσεις στην αποδοτικότητα της παραγωγής είναι αδιαχώριστες από τις εξελίξεις στον αυτοματισμό τεχνολογίας ελέγχου. Σήμερα, διερευνούμε την τρέχουσα κατάσταση και τις μελλοντικές τάσεις του ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού.
Τρέχουσα κατάσταση Ελέγχου Βιομηχανικού Αυτοματισμού
Ο βιομηχανικός αυτοματισμός περιλαμβάνει τρία στοιχεία: συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού, υλικό και λογισμικό. Είναι μια ολοκληρωμένη τεχνολογία που χρησιμοποιεί όργανα, θεωρία ελέγχου και τεχνολογία υπολογιστών για την εκτέλεση προκαθορισμένων λειτουργιών σύμφωνα με τις απαιτήσεις της βιομηχανικής παραγωγής, επιτυγχάνοντας έτσι στόχους όπως αυξημένη παραγωγή, μειωμένη κατανάλωση και βελτιωμένη ποιότητα.
Αξιοποιώντας τις εξελίξεις στα ηλεκτρονικά και τις επικοινωνίες, ο σύγχρονος βιομηχανικός έλεγχος αυτοματισμού βασίζεται κυρίως σε συστήματα που βασίζονται σε μικροϋπολογιστές-. Οι τρέχουσες τυπικές αρχιτεκτονικές ελέγχου διαθέτουν μια δομή τριών-επιπέδων που περιλαμβάνει κεντρικούς υπολογιστές, βιομηχανικούς ελεγκτές και ενεργοποιητές πεδίου. Τα συστήματα ελέγχου αυτοματισμού χρησιμοποιούν κατά κύριο λόγο προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC), κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS), βιομηχανικούς υπολογιστές και ενσωματωμένους υπολογιστές-συμπεριλαμβανομένων ρυθμιστών και ελεγκτών PID-μαζί με προϊόντα OEM.
Πρώτον, η τεχνολογία προγραμματιζόμενου ελεγκτή (PLC) αντιπροσωπεύει μια νέα γενιά συσκευών βιομηχανικού ελέγχου που βασίζονται στην τεχνολογία υπολογιστών. Είναι ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό σύστημα ειδικά σχεδιασμένο για βιομηχανικά περιβάλλοντα για την εκτέλεση αριθμητικών πράξεων, διαδοχικού ελέγχου, μέτρησης, χρονισμού και λογικών πράξεων. Τα PLC διαχειρίζονται αποτελεσματικά ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής προϊόντων και μηχανημάτων, διατηρώντας-την μακροπρόθεσμη κυριαρχία στην αγορά στον έλεγχο του βιομηχανικού αυτοματισμού.
Δεύτερον, τα Κατανεμημένα Συστήματα Ελέγχου (DCS) βασίζονται σε θεμελιώδη δίκτυα επικοινωνίας και αποτελούνται από αρχιτεκτονικές υπολογιστών πολλαπλών-επιπέδων, συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων παρακολούθησης και ελέγχου διεργασιών. Το DCS ενσωματώνει πολλές προηγμένες τεχνολογίες-σύγχρονες τεχνολογίες επικοινωνίας, ελέγχου, οθόνης και υπολογιστών-καθιστώντας το προϊόν πολυ-σύγκλισης τεχνολογίας.
Τρίτον, με την άνοδο της καινοτομίας στην τεχνολογία πληροφοριών, οι βιομηχανικοί υπολογιστές έχουν ενσωματώσει τεχνολογίες fieldbus και δικτύων ελέγχου, σύγχρονες τεχνικές ελέγχου δικτύου και προηγμένο εξοπλισμό και τεχνολογίες απεικόνισης. Αυτό ευθυγραμμίζεται με τις σύγχρονες τεχνολογικές τάσεις προς την πληροφόρηση, την ψηφιοποίηση και την ευφυΐα. Από τότε που εισήλθαν στον στρατιωτικό βιομηχανικό αυτοματισμό στις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι βιομηχανικοί υπολογιστές επεκτάθηκαν γρήγορα σε εμπορικούς και μη στρατιωτικούς τομείς, επιτυγχάνοντας ευρύτερες εφαρμογές.
Τα PLC εξελίσσονται προς την ενοποίηση και τη δικτύωση
Η εισαγωγή του ολοκληρωμένου ελεγκτή (OCS) έχει ξεκαθαρίσει την πορεία προς την ενσωμάτωση του PLC. Ενώ εξελίσσεται από τα PLC, το OCS δεν είναι απλώς ένα PLC. Ενσωματώνει παραδοσιακά PLC με HMI, I/O και ταχέως εξελισσόμενες τεχνολογίες δικτύωσης σε ένα ενοποιημένο σύστημα, ενσωματώνοντας ανθρώπινες-διασυνδέσεις μηχανών για τη διευκόλυνση των εργασιών ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού. Τόσο τα προγράμματα ελέγχου PLC όσο και ο προγραμματισμός HMI χρησιμοποιούν την πλατφόρμα προγραμματισμού που αναπτύχθηκε από την HORNER. Η βολική και αποτελεσματική λειτουργία του το έχει κάνει ιδιαίτερα ευνοημένο από τους χρήστες, καθιστώντας την τάση για ενσωμάτωση PLC όλο και πιο εμφανή. Επιπλέον, οι καινοτομίες στην τεχνολογία του Διαδικτύου έχουν οδηγήσει σε μετασχηματισμό στον έλεγχο διαδικασιών μέσω της επέκτασης της τεχνολογίας Ethernet. Η ανάπτυξη PLC βασίζεται πλέον στις προόδους του Διαδικτύου για να εξελιχθεί προς τη δικτύωση. Με τη μετάδοση δεδομένων υψηλής-ταχύτητας στα συστήματα επικοινωνίας και την αυξημένη ενοποίηση των λειτουργιών δικτύου στα τερματικά ελέγχου, τα PLC θα συνεχίσουν να προχωρούν προς δικτυωμένες λύσεις.
Ανάπτυξη νέων Συστημάτων Ελέγχου Fieldbus
Με γνώμονα τις νέες τεχνολογίες, τα συστήματα ελέγχου υπολογιστών έχουν εξελιχθεί σε διάφορα βασικά στάδια: βασικά-συστήματα ελέγχου πνευματικών οργάνων, αναλογικά συστήματα ελέγχου οργάνων συνδυασμού ηλεκτρικών μονάδων, κεντρικά συστήματα ψηφιακού ελέγχου και κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS). Σήμερα, επεκτείνονται και επεκτείνονται προς τα συστήματα ελέγχου fieldbus (FCS). Η μελλοντική ζωτικότητα του FCS θα γίνει ολοένα και πιο ισχυρή, κυρίως επειδή το FCS ενσωματώνει νέες τεχνολογίες όπως το DCS, το βιομηχανικό Ethernet και τον προηγμένο έλεγχο. Οι τεχνολογίες βιομηχανικού Ethernet και fieldbus παρέχουν εξαιρετικά αξιόπιστες, ευέλικτες και βολικές μεθόδους μετάδοσης δεδομένων, επιτρέποντας την ευρύτερη εφαρμογή του FCS σε βιομηχανικές συνθήκες. Τα νέα συστήματα ελέγχου fieldbus θα διατηρήσουν την ανάπτυξη στον τομέα ελέγχου και θα καταλάβουν μια πιο σημαντική θέση στην αγορά.
Ανάπτυξη Ευφυούς Ελέγχου
Η έλευση του ευφυούς ελέγχου έχει οδηγήσει σε μετασχηματισμούς σε διάφορους τομείς. Ως εφαρμογή της τεχνολογίας των πληροφοριών, χρησιμοποιεί θεωρία τεχνητής νοημοσύνης, αλγόριθμους μάθησης και προηγμένες τεχνικές για να επιτρέψει στον εξοπλισμό να προσομοιώνει ορισμένα χαρακτηριστικά και λειτουργίες της ανθρώπινης νοημοσύνης. Ο βιομηχανικός ευφυής έλεγχος, που αναπτύχθηκε από τις αρχές της τεχνητής νοημοσύνης, εκδηλώνεται κυρίως στον πολυλειτουργικό αυτοματισμό του μηχανολογικού εξοπλισμού. Πραγματοποιεί ανοιχτά κατανεμημένα ευφυή συστήματα μέσω τεχνολογιών Ethernet και ιστού, αξιοποιώντας την καθολική σουίτα πρωτοκόλλων τεσσάρων επιπέδων TCP/IP για την παροχή λύσεων βιομηχανικού ελέγχου εξαιρετικά αρθρωτών, κατανεμημένων και επαναχρησιμοποιήσιμων. Για παράδειγμα: Οι αισθητήρες και οι έξυπνοι πομποί νέας γενιάς- στερεάς κατάστασης-και οι έξυπνοι πομποί εξελίσσονται προς τη σμίκρυνση, την υψηλή ακρίβεια, τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και την ευφυΐα. Έξυπνοι ρυθμιστές θέσης βαλβίδων, που ελέγχονται από εξαιρετικά ενσωματωμένους μικροελεγκτές, επιτρέπουν τη διαμόρφωση όλων των παραμέτρων ελέγχου. Επιτρέπουν χαρακτηριστικές λειτουργίες διόρθωσης, όπως γραμμικό, διαχωρισμένο-έλεγχο εύρους, ίσο ποσοστό και γρήγορο{10}άνοιγμα, ενώ επιτυγχάνουν έξυπνη λειτουργία. Η ενσωμάτωση των δικτύων καθιστά την υλοποίηση της νοημοσύνης μια αναπόφευκτη τάση.