Az egyre növekvő hatékonyságú világban nem meglepő, hogy az általunk magától értetődő kényelemek többsége automatizált folyamatokon keresztül valósul meg. Mivel az emberi kezelők minimális figyelmet igényelnek, a gépek olyan fontos feladatokat látnak el, mint az adatok elemzése, műveletek végrehajtása és egymással összehangolt munka.
Az ipari automatizálás fejlődésének eredményeként az olyan rendszereket, mint a SCADA, olyan összetevőkkel kombinálják, mint a PLC-k és a HMI-k a termelékenység, a kényelem és a veszélyes körülmények közötti biztonság javítása érdekében.
Manapság több száz kritikus létesítmény használ SCADA és PLC rendszereket, amelyek szinte mindig rendelkeznek HMI-vel. ezek a folyamatok kritikusak az automatizálás kezelésében és a fejlett rendszertervezésben. Ezek a rendszerek csak javulni fognak. A SCADA használata 2024-re várhatóan közel 7 százalékkal fog növekedni, és egyre több gyártó alkalmazza ezt a hatékonyabb megközelítést.
De mivel e rendszerek némelyike hasonló tulajdonságokkal és funkciókkal rendelkezik, fontos megérteni, miben különböznek egymástól, és hogyan működnek kifejezetten az Ön iparágának igényei szerint.
SCADA, HMI-k és PLC-k gyors lebontása
A SCADA rendszerek szükségesek az ipari automatizálási funkciókhoz. A számítógépekhez hasonlóan ezek az összetett rendszerek is képesek az információkat elemezni, adatokat rögzíteni és feladatokat végrehajtani különösebb emberi segítség nélkül.
Felügyeleti ellenőrzési és adatgyűjtő rendszerek
A Supervisory Control and Data Acquisition vagy a SCADA egy automatizált vezérlési folyamat, amelyet számos nagy iparág használ az ipari automatizáláshoz, mint például a gyártás, az építőipar és a mérnöki létesítmények.
A SCADA egy két részből álló rendszer:
- PLC (programozható logikai vezérlés)
- RTU (Remote Terminal Unit)
A SCADA-nak gyakran van egy különálló komponense is, az úgynevezett HMI (Human Machine Interface). Dióhéjban a SCADA egy olyan rendszer, amely szoftveres és hardveres elemeket is tartalmaz a folyamatok vezérlésére, az interakcióra, valamint a PLC-ken és HMI-ken keresztüli adatok megfigyelésére és naplózására.
Emberi gép interfész
A HMI egy felhasználói felület vagy műszerfal, amely lehetővé teszi az emberi kezelő számára, hogy kapcsolatba lépjen a géppel. A HMI-ket világszerte a technológiák széles skálájában használják, az okostelefonoktól az erőművekig.
A HMI-k nem részei egy adott szoftvernek, hanem arra szolgálnak, hogy az emberek kommunikáljanak egy géppel vagy eszközzel. A HMI-k elsősorban arra szolgálnak, hogy segítsenek a felhasználóknak megérteni és kezelni az adatokat egy kommunikatív eszközön keresztüli ujjbeggyel történő érintéssel, például:
- képernyő (TV, számítógép vagy film)
- Gombok
- Karok
- Számítógépes egér
- Billentyűzet
A SCADA rendszerek HMI nélkül is üzemeltethetők, bár a HMI használata gyakran javasolt. hogy a kezelők megértsék, hogyan kell kommunikálni a rendszerrel, és értesítést kaphatnak a megoldásra váró hibákról.
Programozható vezérlők
A programozható logikai vezérlőket gyakran mikroszámítógépeknek nevezik, amelyek képesek kommunikálni különböző objektumokkal, rendszerekkel és gépekkel. Hálózatok vezérlésére és hibaelhárítására szolgálnak, ezért a SCADA szükséges összetevői.
A rendszer leegyszerűsíti a gépek használatát, miközben biztosítja a szükséges funkcionalitást, és minden olyan helyzetben használható, ahol emberi kezelőre van szükség a rendkívül megbízható vezérléshez. Ezenkívül az ipari automatizálás bonyolult részét képezik, amelyek nélkül a SCADA rendszer nem működhet.
A SCADA-ban a PLC-k néhány fő funkciója:
- Robotika
- összeszerelő sor
- Ellen
- Mérő
- Számítástechnika
- Érzékelők
- Motorok
- Lámpák
- Rajongók
- Áramköri megszakító
Az ipari automatizálás fontos szerepe
Az ipari automatizálás több vezérlőrendszer alkalmazása a gépek és berendezések működtetésére. Ez nagymértékben eltér számos iparágban, mint például a gyártóüzemek és az épületek, a szállítás és a kommunikáció vezérlőrendszerei.
Ez a fajta folyamat erőteljes, és számítógépeket és gépeket használ az emberek helyett, minimális figyelmet fordítva a kezelőkre. Ezért az automatizált rendszerek néhány fő előnye a következők:
- Megnövekedett termelékenység, mert a gépek fáradhatatlanul működhetnek
- Javítsa a termék minőségét azáltal, hogy minden alkalommal ugyanannyit állít elő
- Csökkentse a munkaerőköltségeket azáltal, hogy a dolgozókat gépekre cseréli
- Csökkentse a rutinellenőrzéseket azáltal, hogy a PLC-k és a HMI-k párhuzamosan működnek
- Növelje a biztonságot a munkavállalók veszélyes környezetből való kiemelésével
Amiről szó van, az automatizálás kiváló módja a fontos eljárások minimális emberi beavatkozással történő elvégzésének. Bár különböző formákban használják, ezt a módszert az emberek évszázadok óta használják.
Az automatizálás rövid története
Bár a Ford Motor Company 1948-ban megalkotta az "automatizálás" kifejezést, a folyamat az ókori Egyiptomig vezethető vissza. Valójában az egyik első visszacsatolásvezérlő mechanizmus Kr.e. 270-ből származik!
A következő néhány évszázad során az emberiség kereste a munka megkönnyítésének módjait. Az élelmiszerek betakarításával, a házépítéssel és az ipari forradalom bevezetésével több száz módszer kínálkozott az élet praktikusabbá tételére. Az 1800-as években az emberek megtapasztalták az első automatikusan működő gépeket, például kemencéket, motorokat és termosztátokat.
Ahogy az idő beugrott a 20. századba, az emberek nagymértékben használták az elektromosságot, és javában zajlott az ipari automatizálás. Az ipari automatizálás valamivel összetettebb, mint amit az emberek évek óta ismernek; ez a különféle rendszerek vezérlése és használata berendezések, például gépek működtetésére.
Manapság nagy a kereslet a termékek, kellékek és olyan szükségletek iránt, mint a szállítás és az energiatermelés. Ezeknek az igényeknek az egyik legegyszerűbb módja az ipari automatizálás alkalmazása. Ezek a komplett rendszerek segítik az élet ezen főbb részeinek vezérlését, és ezekhez olyan hatékony rendszerekre van szükség, mint a SCADA, PLC és HMI.
Hogyan működik együtt a SCADA, a HMI és a PLC az ipari automatizálásban?
A mai világban rengeteg technológia van, amellyel lépést kell tartani. Tehát bár elsöprőnek hangzik egy olyan összetett rendszer működésének megértése, mint a SCADA, ez egy egyszerű információlánc. Ne feledje, a SCADA rendszereket a következőkre tervezték:
- A folyamatok és eljárások automatizálása
- Az adatok és hibák nyomon követése és elemzése
- Végezzen távoli helyszínfigyelést
- Növelje a termelékenységet és biztosítsa ugyanazt a minőséget
De hogyan működnek együtt a SCADA, a PLC-k és a HMI-k?
A SCADA leginkább a teljes műveletet tároló és vezérlő központosított adatbázisként értelmezhető. Ez kommunikál a PLC-vel, így a rendszer fut és kommunikál az operációs környezetben. Ha van HMI, az lehet képernyő, gomb, kar vagy billentyűzet formájában, amely lehetővé teszi az ember számára, hogy kapcsolatba lépjen a SCADA-PLC rendszerrel. Néhány példa a gyári gépekre, számítógépekre és járművekre.
Az ipari gyártásban a HMI kritikus fontosságú a kezelő tájékoztatásában. A PLC rendszer azonosítja a SCADA rendszeren belüli problémákat, és a HMI-n keresztül bemutatja a kezelőnek, hogy a probléma megoldható legyen.
Gyártási létesítmények
Számtalan iparág használ automatizált rendszereket, de néhány a legnépszerűbb:
- Élelmiszer, például állatállomány, gabona, gyümölcs- és zöldségkonzervek és csomagolás
- Italok és dohánytermékek, például palackozott víz, szóda, alkohol, cigaretta és szivar
- Textíliák, például ruházati anyagok, ágyneműk, törölközők és drapériák
- Fatermékek, például fűrészáru, rétegelt lemez, furnér, padlóburkolat és lakásépítő anyagok
Nyugodtan kijelenthetjük, hogy az áruk iránt az egész világon van kereslet, ami viszont azt jelenti, hogy a termelékenység iránti igény nagyobb, mint valaha. Ezen igények kielégítése érdekében a gyártóüzemek az ipari automatizálási rendszerek felé fordulnak, amelyek segítenek növelni a termelékenységet és folyamatosan jó minőségű termékeket állítanak elő.
Elektromos áramtermelés
A villamosenergia-fogyasztás folyamatos növekedésével világszerte, nagy az igény az automatizált energiatermelésre. Bár ezeket a létesítményeket manuálisan kell működtetni, több kimenetet lehet elosztani az olyan automatizált rendszereknek köszönhetően, mint a SCADA.
Élelmiszer és kiskereskedelem
Ha mostanában járt egy McDonald's gyorsétteremben, akkor valószínűleg észrevette az üzletük legújabb kiegészítését: a rendelési kioszkot. Ezzel az automatizált érintőképernyős rendelési rendszerrel nőtt a termelékenység, ami azt jelenti, hogy a fogyasztók kevesebb várakozási időt kapnak, és több időt hagynak az alkalmazottak a munkájukra összpontosítani.
De nem a McDonald's az egyetlen olyan cég, amely automatizált rendszereket használ. Bármely adott étteremben vagy élelmiszerboltban találhat példákat ezekre a rendszerekre, például:
- Szállítószalagos rendszerek
- Online vásárlási lehetőségek
- Önpénztárgépek
- Drón szállítások
A lakossági SCADA rendszer másik kiváló példája az automatizált banki szolgáltatások. Az ATM-eknek köszönhetően az emberek bármikor készpénzt vehetnek fel a folyószámlájukról. Ezek a rendszerek SCADA-t, PLC-ket és HMI-ket használnak az együttműködéshez.
Utazási és közlekedési rendszerek
Az üzemeltetők nagymértékben támaszkodnak automatizált rendszerekre a szállítási eljárások vezérlése és felügyelete során, például:
- repülőgépek
- légiforgalmi irányítás
- Hajók kormányzása
- vonatok
- Mechanikus elterelések
- GPS nyomkövetők és eszközök
- Időzített lámpák a kereszteződésekben
A kezelő a HMI-t fogja használni, amely képernyők, karok, gombok és billentyűzetek kombinációja lehet.
Következtetés
Az ipari automatizálás megváltoztatja a világ működését. A gépek minden eddiginél jobban képesek manipulálni és feldolgozni az adatokat a termelékenység növelése, a munkaerőköltségek csökkentése és az emberi interakciók csökkentése érdekében, hogy a kimenet egyenletes legyen.