Într-o lume a eficienței din ce în ce mai mare, nu este surprinzător să descoperim că majoritatea facilităților pe care le considerăm de la sine înțelese sunt realizate prin procese automate. Având în vedere că operatorii umani necesită o atenție minimă, mașinile îndeplinesc sarcini importante, cum ar fi analiza datelor, efectuarea de operațiuni și lucrul în comun.
Ca rezultat al progreselor în automatizarea industrială, sisteme precum SCADA sunt combinate cu componente precum PLC-uri și HMI-uri pentru a crește productivitatea, confortul și îmbunătățirea siguranței în condiții periculoase.
Astăzi, sute de facilități critice utilizează sisteme SCADA și PLC care au aproape întotdeauna HMI-uri. aceste procese sunt critice atunci când vine vorba de gestionarea automatizării și proiectarea avansată a sistemului. Aceste sisteme se vor îmbunătăți doar. Utilizarea SCADA este de așteptat să crească cu aproape 7% până în 2024, din ce în ce mai mulți producători adoptând această abordare mai eficientă.
Dar, deoarece unele dintre aceste sisteme au caracteristici și funcționalități similare, este important să înțelegeți cum diferă și cum funcționează în mod specific pentru nevoile industriei dvs.
Defalcare rapidă a SCADA, HMI-uri și PLC-uri
Sistemele SCADA sunt necesare pentru funcțiile de automatizare industrială. La fel ca computerele, aceste sisteme complexe pot analiza informații, înregistra date și pot efectua sarcini fără prea mult ajutor uman.
Sisteme de control de supraveghere și achiziție de date
Controlul de supraveghere și achiziția de date, sau SCADA, este un proces de control automat care este utilizat de multe industrii mari pentru automatizarea industrială, cum ar fi instalațiile de producție, construcții și inginerie.
SCADA este un sistem din două părți:
- PLC (control logic programabil)
- RTU (Unitate terminală la distanță)
Adesea, SCADA va avea și o componentă separată numită HMI (Human Machine Interface). Pe scurt, SCADA este un sistem cu elemente software și hardware pentru controlul proceselor, interacțiunea și monitorizarea și înregistrarea datelor prin PLC-uri și HMI-uri.
Interfață om-mașină
Un HMI este o interfață de utilizator sau un tablou de bord care permite unui operator uman să interacționeze cu o mașină. HMI-urile sunt utilizate în întreaga lume într-o gamă largă de tehnologii, de la smartphone-uri la centrale electrice.
HMI-urile nu fac parte dintr-un software specific, dar sunt folosite pentru ca oamenii să comunice cu o mașină sau un dispozitiv. HMI-urile sunt utilizate în principal pentru a ajuta utilizatorii să înțeleagă și să controleze datele prin atingerea vârfului degetului printr-un dispozitiv comunicabil, de exemplu:
- ecran (TV, computer sau film)
- Butoane
- Pârghii
- Mouse de calculator
- Tastatura
Sistemele SCADA pot fi operate fără un HMI, deși un HMI este adesea recomandat. astfel încât operatorii să poată înțelege cum să comunice cu sistemul și să primească notificări cu privire la orice erori care trebuie rezolvate.
Controlere programabile
Controlerele logice programabile sunt adesea descrise ca microcalculatoare care pot comunica cu diferite obiecte, sisteme și mașini. Sunt concepute pentru a controla și depana rețelele, motiv pentru care sunt o componentă necesară a SCADA.
Sistemul simplifică utilizarea mașinilor oferind totuși funcționalitatea necesară și este utilizat în orice situație în care este nevoie de un operator uman pentru un control extrem de fiabil. În plus, acestea sunt o parte complexă a automatizării industriale, fără de care un sistem SCADA nu poate funcționa.
Unele dintre funcțiile principale ale PLC-urilor în SCADA includ:
- Robotică
- linie de asamblare
- Contra
- Măsurare
- Calculul
- Senzori
- Motoare
- lămpi
- Fani
- Întrerupător
Rolul important al automatizării industriale
Automatizarea industrială este utilizarea mai multor sisteme de control pentru a opera mașini și echipamente. Acest lucru variază foarte mult între multe tipuri de industrii, cum ar fi fabricile de producție și sistemele de control pentru clădiri, transport și comunicații.
Acest tip de proces este puternic și folosește computere și mașini pentru a lucra în locul oamenilor, cu o atenție minimă acordată operatorilor. Prin urmare, unele dintre principalele beneficii ale sistemelor automate includ:
- Productivitate crescută, deoarece mașinile pot funcționa neobosit
- Îmbunătățiți calitatea produsului producând aceeași cantitate de fiecare dată
- Reduceți costurile cu forța de muncă prin înlocuirea lucrătorilor cu mașini
- Reduceți inspecțiile de rutină, având PLC-urile și HMI-urile care lucrează în tandem
- Îmbunătățiți siguranța prin scoaterea lucrătorilor din mediile periculoase
Când vine vorba de asta, automatizarea este o modalitate excelentă de a realiza proceduri importante cu intervenție umană minimă. Deși este folosită în diferite forme, această metodă a fost folosită de oameni de secole.
O scurtă istorie a automatizării
Deși Ford Motor Company a inventat termenul „automatizare” în 1948, procesul poate fi urmărit până în Egiptul antic. De fapt, unul dintre primele mecanisme de control al feedback-ului datează din anul 270 î.Hr.!
În următoarele câteva secole, omenirea a căutat modalități de a face munca mai ușoară. Odată cu recoltarea alimentelor, construirea de case și introducerea Revoluției Industriale, au existat sute de moduri de a face viața mai practică. De-a lungul anilor 1800, oamenii au experimentat primele mașini acționate automat, cum ar fi cuptoare, motoare și termostate.
Pe măsură ce timpul a sărit în secolul al XX-lea, oamenii au făcut uz intens de electricitate, iar automatizarea industrială era în plină desfășurare. Automatizarea industrială este puțin mai complexă decât automatizarea pe care oamenii o cunosc de ani de zile; este controlul și utilizarea diferitelor sisteme pentru a opera echipamente precum mașinile.
Astăzi, există o cerere mare pentru produse, consumabile și necesități, cum ar fi transportul și producția de energie. Una dintre cele mai simple moduri de a satisface aceste cerințe este utilizarea automatizării industriale. Aceste sisteme complete ajută la controlul acestor părți majore ale vieții și acestea necesită sisteme eficiente precum SCADA, PLC și HMI.
Cum lucrează SCADA, HMI și PLC împreună în automatizarea industrială?
În lumea de astăzi, există atât de multă tehnologie cu care să ții pasul. Deci, deși poate părea copleșitor să înțelegem exact cum funcționează un sistem complex precum SCADA, acesta este un simplu lanț de informații. Rețineți că sistemele SCADA sunt proiectate pentru:
- Automatizați procesele și procedurile
- Urmăriți și analizați datele și erorile
- Efectuați monitorizarea de la distanță a site-ului
- Creșteți productivitatea și asigurați rezultate de aceeași calitate
Dar cum lucrează împreună SCADA, PLC-urile și HMI-urile?
SCADA este cel mai bine înțeles ca baza de date centralizată care stochează și controlează întreaga operațiune. Acesta comunică cu PLC-ul, care este modul în care sistemul rulează și comunică în mediul de operare. Dacă există un HMI, acesta poate fi sub forma unui ecran, buton, pârghie sau tastatură care permite unui om să interacționeze cu sistemul SCADA-PLC. Unele exemple includ mașini din fabrică, computere și vehicule.
În producția industrială, HMI-ul este esențial pentru a furniza informații operatorului. Sistemul PLC identifică orice probleme din cadrul sistemului SCADA și le prezintă operatorului prin intermediul HMI, astfel încât problema să poată fi rezolvată.
Facilități de producție
Există nenumărate industrii care folosesc sisteme automate, dar unele dintre cele mai populare sunt:
- Alimente, cum ar fi animale, cereale, conserve și ambalaje de fructe și legume
- Băuturi și tutun, cum ar fi apă îmbuteliată, sifon, alcool, țigări și trabucuri
- Materiale textile, cum ar fi țesături de îmbrăcăminte, lenjerie de pat, prosoape și draperii
- Produse din lemn, cum ar fi cheresteaua, placaj, furnir, podele și materiale de construcție
Este sigur să spunem că mărfurile sunt solicitate în întreaga lume, ceea ce înseamnă, la rândul său, că nevoia de productivitate este mai mare ca niciodată. Pentru a contribui la îndeplinirea acestor cerințe, unitățile de producție apelează la sisteme de automatizare industrială, care ajută la creșterea productivității și la producerea constantă a produselor de înaltă calitate.
Generare de energie electrică
Odată cu creșterea constantă a consumului de energie electrică în întreaga lume, există o cerere mare pentru generarea automată de energie. Deși aceste facilități trebuie să fie operate manual, mai multă ieșire poate fi distribuită datorită sistemelor automate precum SCADA.
Produse alimentare și vânzare cu amănuntul
Dacă ați fost în ultima vreme la un restaurant fast-food McDonald's, atunci probabil ați observat cea mai nouă adăugire a magazinului lor: chioșcul de comandă. Cu acest sistem automat de comandă cu ecran tactil, productivitatea a crescut, ceea ce înseamnă mai puțin timp de așteptare pentru consumatori și mai mult timp pentru angajați pentru a se concentra asupra muncii lor.
Dar McDonald's nu este singura companie care folosește sisteme automate. În orice restaurant sau magazin alimentar, puteți găsi exemple de aceste sisteme, de exemplu:
- Sisteme cu benzi transportoare
- Opțiuni de cumpărături online
- Automate de auto-casă
- Livrări cu drone
Un alt exemplu principal de sistem SCADA în retail este banca automată. Datorită bancomatelor, oamenii pot retrage numerar din conturile lor curente în orice moment. Aceste sisteme folosesc SCADA, PLC-uri și HMI-uri pentru a lucra împreună.
Sisteme de călătorie și transport
Operatorii se bazează foarte mult pe sisteme automate atunci când controlează și monitorizează procedurile de transport, de exemplu:
- avioane
- controlul traficului aerian
- Conducerea navelor
- trenuri
- Devieri mecanice
- Trackere și dispozitive GPS
- Lumini cronometrate la intersecții
Operatorul va folosi HMI, care poate fi o combinație de ecrane, pârghii, butoane și tastaturi.
Concluzie
Automatizarea industrială schimbă modul în care funcționează lumea. Mai mult decât oricând, mașinile sunt capabile să manipuleze și să proceseze datele pentru a crește productivitatea, a reduce costurile cu forța de muncă și a reduce interacțiunea umană, astfel încât producția să fie consecventă.