V svetu vedno večje učinkovitosti ni presenetljivo ugotoviti, da je večina udobja, ki se nam zdi samoumevno, dosežena z avtomatiziranimi procesi. Ker človeški operaterji zahtevajo minimalno pozornost, stroji opravljajo pomembne naloge, kot so analiziranje podatkov, izvajanje operacij in medsebojno usklajeno delovanje.
Zaradi napredka v industrijski avtomatizaciji se sistemi, kot je SCADA, kombinirajo s komponentami, kot so PLC-ji in HMI-ji, da bi povečali produktivnost, udobje in izboljšali varnost v nevarnih razmerah.
Danes na stotine kritičnih objektov uporablja sisteme SCADA in PLC, ki imajo skoraj vedno HMI. ti procesi so ključni, ko gre za avtomatizacijo in napredno načrtovanje sistema. Ti sistemi se bodo le izboljšali. Pričakuje se, da bo uporaba SCADA do leta 2024 narasla za skoraj 7 odstotkov, pri čemer bo vse več proizvajalcev sprejelo ta učinkovitejši pristop.
Toda ker imajo nekateri od teh sistemov podobne lastnosti in funkcionalnost, je pomembno razumeti, v čem se razlikujejo in kako delujejo posebej za potrebe vaše industrije.
Hitra razčlenitev SCADA, HMI in PLC-jev
Sistemi SCADA so potrebni za funkcije industrijske avtomatizacije. Tako kot računalniki lahko tudi ti kompleksni sistemi analizirajo informacije, beležijo podatke in izvajajo naloge brez pomoči človeka.
Nadzorni nadzorni sistemi in sistemi za pridobivanje podatkov
Nadzorni nadzor in pridobivanje podatkov ali SCADA je avtomatiziran nadzorni proces, ki ga uporabljajo številne velike industrije za industrijsko avtomatizacijo, kot so proizvodnja, gradbeništvo in inženirski objekti.
SCADA je dvodelni sistem:
- PLC (programabilno logično krmiljenje)
- RTU (oddaljena terminalska enota)
Pogosto ima SCADA tudi ločeno komponento, imenovano HMI (vmesnik človek-stroj). Na kratko, SCADA je sistem z elementi programske in strojne opreme za nadzor procesov, interakcijo ter spremljanje in beleženje podatkov prek PLC-jev in HMI-jev.
Vmesnik človek stroj
HMI je uporabniški vmesnik ali nadzorna plošča, ki omogoča človeškemu operaterju interakcijo s strojem. HMI se uporabljajo po vsem svetu v številnih tehnologijah, od pametnih telefonov do elektrarn.
HMI-ji niso del posebne programske opreme, ampak se uporabljajo za komunikacijo ljudi s strojem ali napravo. HMI-ji se uporabljajo predvsem za pomoč uporabnikom pri razumevanju in nadzoru podatkov z dotikom prstov prek komunikacijske naprave, na primer:
- zaslon (TV, računalnik ali film)
- Gumbi
- Vzvodi
- Računalniška miška
- Tipkovnica
Sisteme SCADA je mogoče upravljati brez HMI, čeprav se HMI pogosto priporoča. tako da lahko operaterji razumejo, kako komunicirati s sistemom in prejemajo obvestila o morebitnih napakah, ki jih je treba odpraviti.
Programabilni krmilniki
Programabilni logični krmilniki so pogosto opisani kot mikroračunalniki, ki lahko komunicirajo z različnimi objekti, sistemi in stroji. Zasnovani so za nadzor in odpravljanje težav v omrežjih, zato so nujna komponenta SCADA.
Sistem poenostavlja uporabo strojev, medtem ko še vedno zagotavlja potrebno funkcionalnost in se uporablja v vseh situacijah, kjer je za zelo zanesljiv nadzor potreben človeški operater. Poleg tega so zapleten del industrijske avtomatizacije, brez katerega sistem SCADA ne more delovati.
Nekatere glavne funkcije PLC-jev v SCADA vključujejo:
- Robotika
- tekoči trak
- števec
- Merjenje
- Računalništvo
- Senzorji
- Motorji
- Svetilke
- Navijači
- Odklopnik
Pomembna vloga industrijske avtomatizacije
Industrijska avtomatizacija je uporaba več krmilnih sistemov za upravljanje strojev in opreme. To se zelo razlikuje med številnimi vrstami industrij, kot so proizvodni obrati in nadzorni sistemi za zgradbe, transport in komunikacije.
Ta vrsta procesa je zmogljiva in uporablja računalnike in stroje za delo namesto ljudi, z minimalno pozornostjo operaterjem. Zato nekatere glavne prednosti avtomatiziranih sistemov vključujejo:
- Povečana produktivnost, ker lahko stroji delujejo neumorno
- Izboljšajte kakovost izdelka tako, da vsakič proizvedete enako količino
- Zmanjšajte stroške dela z zamenjavo delavcev s stroji
- Zmanjšajte število rutinskih pregledov tako, da PLC-ji in HMI delujejo v tandemu
- Izboljšajte varnost tako, da delavce odpeljete iz nevarnih okolij
Ko gre za to, je avtomatizacija odličen način za izvedbo pomembnih postopkov z minimalnim človeškim posredovanjem. Čeprav se uporablja v različnih oblikah, ljudje to metodo uporabljajo že stoletja.
Kratka zgodovina avtomatizacije
Čeprav je Ford Motor Company leta 1948 skoval izraz "avtomatizacija", lahko proces izsledimo vse do starega Egipta. Pravzaprav eden prvih mehanizmov za nadzor povratnih informacij sega v leto 270 pred našim štetjem!
V naslednjih nekaj stoletjih je človeštvo iskalo načine za lažje delo. Z žetvijo hrane, gradnjo hiš in uvedbo industrijske revolucije je bilo na stotine načinov, kako narediti življenje bolj praktično. V 19. stoletju so ljudje izkusili prve avtomatsko vodene stroje, kot so peči, motorji in termostati.
Ko je čas preskočil v 20. stoletje, so ljudje močno uporabljali elektriko in industrijska avtomatizacija je bila v polnem teku. Industrijska avtomatizacija je nekoliko bolj zapletena od avtomatizacije, ki jo ljudje poznajo že leta; je nadzor in uporaba različnih sistemov za upravljanje opreme, kot so stroji.
Danes obstaja veliko povpraševanje po izdelkih, zalogah in potrebščinah, kot sta transport in proizvodnja električne energije. Eden najlažjih načinov za izpolnitev teh zahtev je uporaba industrijske avtomatizacije. Ti popolni sistemi pomagajo nadzorovati te glavne dele življenja in zahtevajo učinkovite sisteme, kot so SCADA, PLC in HMI.
Kako SCADA, HMI in PLC delujejo skupaj v industrijski avtomatizaciji?
V današnjem svetu je toliko tehnologije, ki ji je treba slediti. Čeprav se morda sliši izjemno natančno razumeti, kako deluje kompleksen sistem, kot je SCADA, je to preprosta veriga informacij. Ne pozabite, da so sistemi SCADA zasnovani za:
- Avtomatizirajte procese in postopke
- Sledite in analizirajte podatke in napake
- Izvedite nadzor mesta na daljavo
- Povečajte produktivnost in zagotovite enako kakovostno proizvodnjo
Toda kako SCADA, PLC in HMI delujejo skupaj?
SCADA je najbolje razumeti kot centralizirano bazo podatkov, ki shranjuje in nadzoruje celotno delovanje. Ta komunicira s PLC-jem, tako sistem deluje in komunicira v operacijskem okolju. Če obstaja HMI, je lahko v obliki zaslona, gumba, vzvoda ali tipkovnice, ki človeku omogoča interakcijo s sistemom SCADA-PLC. Nekateri primeri vključujejo tovarniške stroje, računalnike in vozila.
V industrijski proizvodnji je HMI ključnega pomena za zagotavljanje informacij operaterju. Sistem PLC identificira morebitne težave znotraj sistema SCADA in jih prek HMI predstavi operaterju, tako da je težavo mogoče rešiti.
Proizvodni obrati
Obstaja nešteto industrij, ki uporabljajo avtomatizirane sisteme, vendar so nekatere najbolj priljubljene:
- Živila, kot so živina, žita, sadne in zelenjavne konzerve in embalaža
- Pijače in tobak, kot so ustekleničena voda, soda, alkohol, cigarete in cigare
- Tekstil, kot so tkanine za oblačila, posteljnina, brisače in draperije
- Lesni izdelki, kot so les, vezan les, furnir, tla in materiali za gradnjo doma
Lahko rečemo, da je povpraševanje po dobrinah po vsem svetu, kar posledično pomeni, da je potreba po produktivnosti večja kot kdaj koli prej. Da bi izpolnili te zahteve, se proizvodni obrati obračajo na sisteme industrijske avtomatizacije, ki pomagajo povečati produktivnost in dosledno proizvajajo visokokakovostne izdelke.
Proizvodnja električne energije
Z nenehnim naraščanjem porabe električne energije po vsem svetu obstaja veliko povpraševanje po avtomatizirani proizvodnji električne energije. Čeprav je treba te objekte upravljati ročno, je več proizvodnje mogoče razdeliti zahvaljujoč avtomatiziranim sistemom, kot je SCADA.
Hrana in maloprodaja
Če ste bili v zadnjem času v restavraciji s hitro prehrano McDonald's, potem ste verjetno opazili najnovejši dodatek v njihovi trgovini: kiosk za naročanje. S tem avtomatiziranim sistemom naročanja z zaslonom na dotik se je produktivnost povečala, kar pomeni manj čakalne dobe za potrošnike in več časa za zaposlene, da se osredotočijo na svoje delo.
Vendar McDonald's ni edino podjetje, ki uporablja avtomatizirane sisteme. V kateri koli restavraciji ali trgovini z živili lahko najdete primere teh sistemov, na primer:
- Sistemi tekočih trakov
- Možnosti spletnega nakupovanja
- Samoplačniški avtomati
- Dostave z droni
Drug odličen primer sistema SCADA v maloprodaji je avtomatizirano bančništvo. Zahvaljujoč bankomatom lahko ljudje kadar koli dvignejo gotovino s svojih tekočih računov. Ti sistemi uporabljajo SCADA, PLC-je in HMI-je za skupno delovanje.
Potovalni in transportni sistemi
Operaterji se pri nadzoru in spremljanju transportnih postopkov močno zanašajo na avtomatizirane sisteme, na primer:
- letala
- kontrola zračnega prometa
- Krmarjenje ladij
- vlaki
- Mehanske preusmeritve
- GPS sledilci in naprave
- Časovne luči v križiščih
Operater bo uporabljal HMI, ki je lahko kombinacija zaslonov, ročic, gumbov in tipkovnic.
Zaključek
Industrijska avtomatizacija spreminja način delovanja sveta. Stroji lahko bolj kot kdaj koli prej manipulirajo in obdelujejo podatke za povečanje produktivnosti, zmanjšanje stroškov dela in zmanjšanje človeške interakcije, tako da je rezultat dosleden.