PRAMONĖS AUTOMATIKA: ISTORIJA, CHARAKTERISTIKOS IR TIPAI - TECHNOLOGIJA - 2024

Pramoninės automatikos yra technologija, kontrolės sistemų, tokių kaip kompiuteriai, robotai ir informacinių technologijų naudojamas įjungti automatinį vykdymą įvairių procesų ir mašinų pramonės, be žmogaus operatorių poreikį.

Ja siekiama pakeisti žmogaus sprendimų priėmimą ir rankinę komandų-atsakymų veiklą naudojant mechanizuotą įrangą ir loginio programavimo komandas.

Šaltinis: pixabay.com

Anksčiau automatizavimo tikslas buvo padidinti našumą, nes automatinės sistemos gali veikti visą parą ir sumažinti su žmonių operatoriais susijusias išlaidas, tokias kaip darbo užmokestis ir išmokos.

Ši automatizacija buvo pasiekta įvairiomis priemonėmis, tokiomis kaip mechaniniai, hidrauliniai, pneumatiniai, elektriniai, elektroniniai ir kompiuteriniai įtaisai, paprastai derinami.

Bendrosios paskirties pramoninių procesų valdikliai apima: programuojamus loginius valdiklius, nepriklausomus I / O modulius ir kompiuterius.

Dabartinė situacija

Neseniai pramonės automatizavimas pastebėjo vis didesnį įvairių pramonės rūšių pritarimą dėl didžiulės naudos gamybos procese, pavyzdžiui, dėl padidėjusio našumo, kokybės, lankstumo ir saugumo mažomis sąnaudomis.

Tai taip pat naudinga taupant darbo jėgos, elektros energijos ir medžiagų sąnaudas, taip pat didesnis matavimų tikslumas.

Svarbi tendencija - vis dažnesnis kompiuterio matymo naudojimas automatinėms tikrinimo funkcijoms atlikti. Kita tendencija - nuolat didėjantis robotų naudojimas.

Energijos vartojimo efektyvumas pramonės procesuose dabar tapo vienu didžiausių prioritetų.

Pavyzdžiui, puslaidininkių įmonės siūlo 8 bitų mikrovaldiklių programas, randamas bendrosios paskirties siurblių ir variklių valdikliuose, kad sumažintų energijos sąnaudas ir padidintų efektyvumą.

Pasaulio banko 2018 m. Pasaulio plėtros ataskaita rodo įrodymus, kad pramoninė automatika išstumia darbuotojus, tačiau naujovės sukuria naujas pramonės šakas ir darbo vietas.

Istorija

Nuo pat savo veiklos pradžios pramoninė automatika padarė didelę pažangą tarp veiklos rūšių, kurios anksčiau buvo vykdomos rankiniu būdu.

Pramonės revoliucija

Įdiegus pirmuosius variklius ir garo variklius, atsirado naujas reikalavimas automatinėms valdymo sistemoms, tokioms kaip temperatūros reguliatoriai ir slėgio reguliatoriai.

1771 m. Buvo išrastas pirmasis visiškai automatizuotas verpimo fabrikas, varomas hidrauline jėga. 1785 m. Buvo sukurtas automatinis miltų malūnas, tapęs pirmuoju visiškai automatizuotu pramoniniu procesu.

„Ford Motor“

1913 m. „Ford Motor Company“ pristatė automobilių gamybos surinkimo liniją, kuri laikoma viena novatoriškų automatikos rūšių gamybos pramonėje.

Prieš tai mašiną statė kvalifikuotų ir nekvalifikuotų darbuotojų komanda. Gamybos automatizavimas pagerino „Ford“ gamybos tempus ir padidino pelną.

Automobilių surinkimo linija ir masinė gamyba buvo pirmosios tokio pobūdžio pasaulyje. Tai sutrumpino automobilio surinkimo laiką nuo 12 valandų vienam automobiliui iki maždaug pusantros valandos.

Pažanga XX amžiuje

Valdymo kambariai tapo įprasti 1920-aisiais. Iki 1930-ųjų pradžios proceso valdymas buvo tik įjungtas / išjungtas.

Valdikliai buvo pradėti diegti praėjusio amžiaus 3 dešimtmetyje, turint galimybę atlikti apskaičiuotus pakeitimus, atsižvelgiant į nukrypimus nuo kontrolinės figūros.

Kontrolės patalpos naudojo spalvotas lemputes, kad augalų darbuotojams būtų pranešama apie tam tikrus pakeitimus rankiniu būdu.

Šeštajame dešimtmetyje Japonija buvo komponentų kūrimo lyderė. Buvo sukurtas pirmasis mikrojungiklis, apsauginės relės ir didelio tikslumo elektrinis laikmatis.

1945 m. Japonija pradėjo pramonės rekonstrukcijos programą. Programa buvo pagrįsta naujomis technologijomis, priešingai nei pasenę metodai, kuriuos naudojo likęs pasaulis.

Japonija tapo pasauline pramonės automatikos lydere. Tokios automobilių kompanijos kaip „Honda“, „Toyota“ ir „Nissan“ galėjo gaminti daugybę aukštos kokybės, patikimų automobilių.

charakteristikos

Mechanizavimas yra rankinis užduoties vykdymas naudojant motorizuotas mašinas, tačiau atsižvelgiant į žmogaus sprendimus.

Automatika yra papildomas žingsnis į mechanizaciją, nes ji pakeičia žmogaus dalyvavimą loginio programavimo komandų ir galingų mašinų naudojimu.

Mažesnės eksploatavimo išlaidos

Naudojant pramoninę automatiką, pašalinamos atostogos, sveikatos priežiūra ir papildomos išlaidos, susijusios su darbuotoju. Taip pat nereikalaujama kitų išmokų, kurias darbuotojai turi, pavyzdžiui, pensijų draudimo, premijų ir pan.

Nors tai yra susiję su didelėmis pradinėmis sąnaudomis, tai taupo darbuotojų mėnesinį atlyginimą, o tai reiškia, kad bendrovė sutaupo daug lėšų.

Priežiūros išlaidos, susijusios su įranga, naudojama pramonės automatizavimui, yra mažesnės, nes jos nėra linkusios suirti. Jei jie nepavyktų, jį remontuoti turėtų tik IT ir techninės priežiūros inžinieriai.

Aukštas produktyvumas

Nors daugelis kompanijų samdo šimtus gamybos žmonių, kad gamykla veiktų trimis pamainomis ne ilgiau kaip 24 valandas, ją vis tiek reikia uždaryti atostogoms ir priežiūrai.

Pramonės automatika atitinka įmonės tikslą - leisti gamyklai dirbti 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę ir 365 dienas per metus. Tai reikšmingai pagerina organizacijos produktyvumą.

Aukštos kokybės

Automatizavimas pašalina žmogaus padarytą klaidą. Be to, robotai neturi jokio išsekimo tipo, todėl gaunami vienodos kokybės produktai, net gaminant juos skirtingu metu.

Didelis lankstumas

Jei surinkimo linijoje bus pridėta nauja užduotis, operatoriui žmogui reikės mokymų.

Kita vertus, robotus galima užprogramuoti atlikti bet kokio tipo darbus. Tai padaro gamybos procesą lankstesnį.

Aukštas informacijos tikslumas

Surinkti automatizuoti duomenys leidžia analizuoti pagrindinę informaciją apie gaminį, labai tiksliai tikslinant šiuos duomenis, sumažinant kaupimo sąnaudas.

Tai įgalina priimti teisingus sprendimus bandant patobulinti procesus ir sumažinti atliekų kiekį.

Aukštas saugumas

Pramonės automatizavimas gali padaryti gamybos liniją saugią darbuotojams, įdiegiant robotus manevruoti pavojingose ​​situacijose.

Didelės pradinės išlaidos

Pradinės investicijos, susijusios su perėjimu nuo žmogaus gamybos linijos prie automatinės, yra labai didelės.

Be to, mokant darbuotojus naudotis šia sudėtinga nauja įranga, reikia didelių išlaidų.

Tipai

Fiksuota automatika

Jis naudojamas kartojamoms ir fiksuotoms operacijoms atlikti, norint pasiekti aukštus gamybos tempus.

Įdarbinkite specialios paskirties komandą, kad automatizuotų fiksuotos sekos procesus ar surinkimo operacijas. Operacijų seka nustatoma pagal įrangos konfigūraciją.

Užprogramuotos komandos yra mašinose kaip krumpliaračiai, instaliacija ir kita aparatūra, kurios negalima lengvai pakeisti iš vieno gaminio į kitą.

Šiai automatizavimo formai būdingos didelės pradinės investicijos ir dideli gamybos tempai. Todėl jis tinka gaminiams, kurie gaminami dideliais kiekiais.

Programuojama automatika

Tai automatizuota forma gaminant produktus partijomis. Produktai gaminami partijomis, kurių kiekis svyruoja nuo kelių dešimčių iki kelių tūkstančių vienetų vienu metu.

Kiekvienos naujos partijos gamybos įranga turi būti perprogramuota, kad ji atitiktų naujo tipo gaminius. Šiam perprogramavimui reikia laiko, o neproduktyvus laikotarpis bus vykdomas kiekvienai partijai.

Gamybos rodikliai paprastai yra mažesni nei fiksuotos automatikos, nes įranga yra sukurta palengvinti gaminio pakeitimą, o ne specializuotis.

Šios automatikos sistemos pavyzdžiai yra skaitmeniniu būdu valdomos mašinos, pramoniniai robotai, plieno gamyklos ir kt.

Lanksti automatizacija

Šioje sistemoje yra automatinė valdymo įranga, kuri suteikia didelį lankstumą keičiant kiekvieną produktą. Tai yra programuojamos automatikos pratęsimas.

Programuojamos automatizacijos neigiamas dalykas yra laikas, kurio reikia kiekvienos naujos gaminio partijos perprogramavimui. Tai praranda gamybos laiką, o tai kainuoja brangiai.

Taikant lanksčią automatiką, perprogramavimas atliekamas greitai ir automatiškai kompiuterio terminale, visiškai nenaudojant gamybos įrangos.

Šie pakeitimai atliekami instrukcijomis, kurias operatoriai teikia kodų forma.

Todėl nebūtina produktų grupuoti į partijas. Gali būti gaminami įvairių produktų mišiniai vienas po kito.

Programos

Pramonė 4.0

Pramonės automatizavimo pakilimas yra tiesiogiai susijęs su „ketvirtąja pramonės revoliucija“, kuri geriau žinoma kaip „Industry 4.0“. Kilusi iš Vokietijos, „Industry 4.0“ apima daugybę prietaisų, koncepcijų ir mašinų.

„Industry 4.0“ veikia su pramoniniu daiktų internetu, kuris yra tobulas įvairių fizinių objektų integravimas internete, naudojant virtualų vaizdavimą ir naudojant programinę / aparatinę įrangą, kad būtų galima prijungti, kad būtų galima patobulinti gamybos procesus.

Su šiomis naujomis technologijomis įmanoma sukurti intelektualesnę, saugesnę ir tobulesnę gamybą. Tai atveria patikimesnę, nuoseklesnę ir efektyvesnę gamybos platformą nei anksčiau.

Pramonė 4.0 apima daugelį gamybos sričių ir tęs tai, laikui bėgant.

Pramoninė robotika

Pramoninė robotika yra pramoninės automatizavimo šaka, kuri padeda įvairiuose gamybos procesuose, tokiuose kaip apdirbimas, suvirinimas, dažymas, surinkimas ir medžiagų tvarkymas.

Pramoniniai robotai naudoja įvairias mechanines, elektrines ir programinės įrangos sistemas, kad užtikrintų didelį tikslumą ir greitį, smarkiai viršydami bet kokį žmogaus darbą.

Šios sistemos buvo suremontuotos ir patobulintos tiek, kad vienas robotas gali veikti 24 valandas per parą su mažai priežiūros arba jos nereikia. 1997 m. Buvo 700 000 pramoninių robotų, 2017 m. Jų skaičius padidėjo iki 1,8 milijono.

Programuojami loginiai valdikliai

Pramonės automatika į gamybos procesą įtraukia programuojamus loginius valdiklius (PLC). Jie naudoja apdorojimo sistemą, leidžiančią keisti įvesties ir išvesties valdiklius, naudojant paprastą programavimą.

PLC gali priimti įvairius įėjimus ir grąžinti įvairius loginius išėjimus. Įvesties įtaisai yra jutikliai, o išvesties įtaisai yra varikliai, vožtuvai ir kt.

PLC yra panašūs į kompiuterius. Tačiau, nors kompiuteriai yra optimizuoti skaičiavimams, PLC yra optimizuoti kontrolės užduotims ir naudojimui pramoninėje aplinkoje.

Jie yra sukonstruoti taip, kad vibracijai, aukštai temperatūrai, drėgmei ir triukšmui valdyti reikalingos tik pagrindinės logikos programavimo žinios.

Didžiausias PLC pranašumas yra jų lankstumas. Jie gali valdyti daugybę skirtingų valdymo sistemų. Dėl jų nereikia perdaryti sistemos, kad pakeistumėte valdymo sistemą. Dėl tokio lankstumo jie tampa pelningi sudėtingoms ir įvairioms sistemoms.

Pavyzdžiai

Automobilių pramonėje stūmokliai įmontuoti variklyje buvo atliekami rankiniu būdu, jų paklaida buvo 1–1,6%. Šiuo metu ta pati užduotis atliekama naudojant automatinį aparatą, kurio klaidų lygis yra 0,0001%.

Dirbtinis intelektas (AI) yra naudojamas kartu su robotika, kad būtų padarytas automatinis ženklinimas, naudojant automatinius ginklus kaip automatinius etikečių aplikatorius, ir AI, norint aptikti ženklintinus produktus.

„Audi“ automatika

„Audi“ gamykloje Vokietijoje robotų skaičius beveik lygus 800 darbuotojų. Jie atlieka didžiąją dalį sunkiųjų kėlimo, taip pat potencialiai pavojingų suvirinimo funkcijų, taip pat nuobodžiai kartojamų bandymų.

Tarp „Audi“ automatikos pranašumų yra daug didesnis produktyvumas ir mažesnis reikalavimas nekvalifikuotiems darbuotojams.

„Audi“ naudojami robotai ne tik rūpinasi pavojingu darbu, kurį anksčiau atliko neišmokyti darbuotojai, bet ir renka daugybę duomenų, kuriuos galima analizuoti ir panaudoti tobulinant gamyklos darbą.

Tačiau vis dar yra užduočių, kurių robotai negali atlikti, ir žmonės yra geriau pasirengę dirbti.

Prisiimdamas pavojingiausias užduotis ir padidindamas tų darbų efektyvumą bei našumą, „Audi“ gali pritraukti daugiau aukštos kvalifikacijos ir kvalifikuotų darbuotojų, kad jie atliktų žmonėms skirtas užduotis.

Automatizuota gamybos linija

Jį sudaro keletas darbo vietų, sujungtų perdavimo sistema, kad būtų galima perkelti dalis tarp stočių.

Tai yra fiksuotos automatizavimo pavyzdys, nes šios linijos paprastai nustatomos ilgiems gamybos ciklams.

Kiekviena stotis yra skirta atlikti tam tikrą apdorojimo operaciją, kad dalis ar gaminys būtų gaminamas žingsnis po žingsnio, kai jis progresuoja linijoje.

Normaliai eksploatuojant liniją, kiekvienoje stotyje apdorojama viena dalis, todėl daugelis dalių apdorojamos vienu metu, todėl kiekviename stoties cikle gaunama gatava dalis.

Įvairios operacijos, kurias reikia atlikti, turi būti tinkamai išdėstytos ir suderintos, kad linija veiktų efektyviai.

Šiuolaikinės automatinės linijos valdomos programuojamais loginiais valdikliais. Tai gali atlikti reikiamus laiko nustatymo ir sekos funkcijų tipus, reikalingus jūsų operacijai.

Nuorodos

1. Terry M. Brei (2018). Kas yra pramoninė automatika? „Sure Controls Inc.“ Paimta iš: surecontrols.com.
2. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018 m.). Automatika. Paimta iš: en.wikipedia.org.
3. Elektros technologija (2018). Kas yra pramoninė automatika - pramoninės automatikos tipai. Paimta iš: electrictechnology.org.
4. „Unitronics“ (2018 m.). Kas yra pramoninė automatika? Paimta iš: unitronicsplc.com.
5. Enciklopedija „Britannica“ (2018). Automatikos ir robotikos taikymai. Paimta iš: britannica.com.
6. Adomas Robinsonas (2014 m.). Pramonės automatika: trumpa gamybos taikymo istorija ir dabartinė padėtis bei ateities perspektyvos. Cerasis. Paimta iš: cerasis.com.
7. „Eagle Technologies“ (2013). Gamyklos automatizavimas, Vokietijos pavyzdys. Paimta iš: eagletechnologies.com.