Przemysłowa automatyka i systemy sterowania

Technologie sztucznej inteligencji (AI) oraz przemysłowego Internetu rzeczy (IIoT), które łączą możliwości Przemysłu 4.0 z zaawansowanymi technologiami analizy danych, mogą przyspieszyć szereg procesów wykonywanych w fabrykach i zwiększyć ich dokładność, co zapewnia większą produktywność i niezawodność. Ta technologia błyskawicznie się rozwija i znajduje zastosowanie we wszystkich działach przedsiębiorstwa, umożliwiając całkowitą zmianę sposobu funkcjonowania zakładów produkujących towary wysokiej jakości.

Korzyści obejmują:

• Ograniczenie konieczności wykonywania kontroli okresowych i ręcznych
• Zwiększona produktywność
• Zredukowane koszty produkcji
• Lepsza jakość produktów
• Większa elastyczność
• Poprawa bezpieczeństwa

W zastosowaniach automatyki przemysłowej można wyróżnić, tak jak przedstawiono poniżej, trzy główne poziomy:

Poziom 1 — nadzór:

Obejmuje głównie systemy oparte na komputerach, w tym komputerach przemysłowych (montowanych w szafach rack i w pulpitach), które pozwalają wizualizować procesy i określać ich parametry dzięki dostarczonemu przez producenta oprogramowaniu do sterowania procesami przemysłowymi. Do komunikacji wykorzystywane są gigabitowe sieci lokalne lub szybkie sieci szkieletowe, a także bezprzewodowe sieci lokalne (WLAN). W celu zapewnienia bezpieczeństwa i uniknięcia utraty danych używane są zasilacze awaryjne (UPS).

Podstawowe komponenty: komputer przemysłowy, komputer do montażu w pulpicie, interfejs HMI (człowiek–maszyna), łączność WLAN

Poziom 2 — sterowanie:

Poziom systemów automatyki, na którym wykonywane są programy automatyki przemysłowej. Systemy działające na tym poziomie muszą mieć duże możliwości pracy w czasie rzeczywistym i bazują na specjalnej architekturze kontrolerów pracujących pod kontrolą zastrzeżonych systemów operacyjnych. Bardzo ważne na tym poziomie jest zastosowanie protokołów magistrali umożliwiających szybką komunikację w czasie rzeczywistym (zgodnie z IEEE 1588).

Podstawowe komponenty: sterowniki PLC, interfejs HMI (człowiek–maszyna), magistrala polowa (CAN, EtherCAT, Profibus itp.), sieć WLAN, zabezpieczenia (SIL).

Poziom 3 — obiekt:

Na tym poziomie znajdują się wszystkie urządzenia końcowe, takie jak czujniki lub urządzenia uruchamiające, które współpracują ze sterownikami PLC lub systemami zdalnego wejścia/wyjścia i umożliwiają wstępną obróbkę zebranych danych oraz komunikację z głównym sterownikiem PLC za pośrednictwem magistrali polowej.

Podstawowe komponenty: mikrosterownik PLC, sterownik silnika, czujniki przemysłowe, sterowniki napędów, przekaźniki, przełączniki, urządzenia do sterowania bezprzewodowego (RFID, bezprzewodowe sieci czujników w topologii IEEE 802.15.4)