Системи за автоматизация – намерете производители и доставчици

Системите за автоматизация управляват, наблюдават и координират техническите процеси в машини, производствени съоръжения и промишлени процеси.

Те регистрират работното състояние чрез сензори, обработват сигналите в контролерите и задействат определени реакции чрез изпълнителни механизми, задвижвания или други компоненти. Това позволява надеждното изпълнение на повтарящи се процеси, записването на данни за процесите и взаимосвързаността на функциите на машините.
В зависимост от приложението системите за автоматизация се състоят от програмируеми логически контролери, децентрализирани входни и изходни модули, полеви шини и комуникационни системи, операторски и мониторингови устройства, както и системи за управление и визуализация на по-високо ниво.
Обикновените решения автоматизират отделни функции на машините. По-обширните системи, от друга страна, свързват цели производствени линии, системи за идентификация, компоненти за управление на движението, системи за позициониране и технология за оперативно управление.
По-долу е представен обзор на типичните видове, приложения, предимства и критерии за избор на системи за автоматизация.

Видове системи за автоматизация

Системи за управление и ПЛК

Програмируемите логически контролери координират логическата и времевата работа на машините и инсталациите.
Те обработват входни сигнали от сензори, бутони или измервателни устройства и използват тази информация за управление на двигатели, клапани, цилиндри, контактори и други изпълнителни механизми.
Компактните контролери са подходящи за ясно дефинирани функции на машините. Модулните PLC системи могат да се разширяват с допълнителни входни и изходни модули, комуникационни модули, функции за безопасност и технологични модули.
Микроконтролерите или вградените системи за управление също могат да се използват за малки приложения с ограничено пространство за монтаж.

Системи за управление и визуализация

Системите за управление и визуализация показват състоянията на машините, стойностите на процесите, съобщенията и работните функции в ясен формат.
Операторските панели, индустриалните компютри и HMI системите позволяват на потребителите да въвеждат зададени стойности, да избират режими на работа и да идентифицират неизправности.
Системите за управление на по-високо ниво могат да обединяват няколко машини или участъци от производствената линия. Те записват производствени данни, архивират стойностите на процесите и подпомагат мониторинга на сложни процеси.
В зависимост от приложението може да се наложи и управление на алармите, управление на рецептите, функции за отчитане и връзки с производствен или корпоративен софтуер.

Системи за полеви шини и шини

Системите с шини свързват контролери, сензори, изпълнителни механизми, задвижвания и децентрализирани модули за вход и изход чрез споделени комуникационни линии.
Системите с полеви шини намаляват изискванията за окабеляване и позволяват бърз обмен на данни за управление, диагностика и процеси.
Утвърдените решения включват системи на базата на PROFIBUS, различни индустриални Ethernet системи и специфични за производителя комуникационни системи.
Скоростта на предаване, броят на участниците, дължината на кабела, възможността за работа в реално време и съвместимостта със съществуващата среда за автоматизация са важни критерии при избора.

Системи за отдалечен вход/изход

Системите за отдалечен вход/изход (Remote I/O) регистрират входните и изходните сигнали локално, в близост до сензорите и изпълнителните механизми.
Данните се предават към централния контролер чрез комуникационна мрежа. Това намалява дължината на отделните кабелни трасета и позволява по-компактни конструкции на шкафовете за управление.
Модулните станции за отдалечен вход/изход могат да обработват цифрови и аналогови сигнали, температурни стойности, функции на броячи и сигнали, свързани с безопасността.
Степента им на защита и конструкцията трябва да са подходящи за предвидената среда на монтаж.

Системи за управление на движението

Системите за управление на движението координират контролираните движения на серво, стъпкови или други електрически задвижвания.
Те управляват позицията, скоростта, ускорението и въртящия момент на една или няколко оси.
Такива системи се използват в опаковъчни машини, роботика, металорежещи машини и оборудване за манипулиране, както и в други приложения.
Прецизната синхронизация и кратките времена за реакция са особено важни при многоосовите приложения.

Системи за позициониране

Системите за позициониране преместват детайли, инструменти, сензори или компоненти на машини до определени позиции.
Те могат да се състоят от задвижване, водач, система за измерване на позицията, контролер и софтуер за управление.
В зависимост от приложението се предлагат линейни, ротационни и многоосови решения.
Важни характеристики са точността на позициониране, повторяемостта, товароносимостта, скоростта и наличния ход.

Системи за идентификация и баркодове

Системите за идентификация регистрират и проследяват детайли, продукти, контейнери или носители на товари в рамките на автоматизирани процеси.
За тази цел се използват баркодове, RFID и други системи за автоматична идентификация.
Записаните данни могат да се използват за контрол на производството, осигуряване на качеството, проследяемост и управление на склада.
Обхватът на четене, типът носител на данни, условията на околната среда, скоростта на движение и връзката с системата за управление са важни критерии при избора.

Системи за автоматично насочване на лентата и контрол на движението

Системите за насочване на лентата откриват положението на непрекъснатите материали и коригират тяхното странично отклонение.
Те се използват, например, при фолио, хартия, текстил и метални ленти.
Системите за управление на трафика, от друга страна, наблюдават и контролират транспортните потоци, точките за достъп или вътрешните транспортни маршрути.
И двата вида системи съчетават сензори, технология за управление, комуникация и подходящи изпълнителни механизми, за да образуват цялостно автоматизирано решение.

Цялостни решения за автоматизация

Цялостните решения за автоматизация включват планиране, програмиране, монтаж и пускане в експлоатация на всички необходими компоненти.
Те могат да включват контролери, шкафове за управление, сензори, задвижваща техника, функции за безопасност, визуализация и предаване на данни.
Такива системи често се адаптират към конкретни машини, производствени процеси и съществуващи ИТ структури.
Освен техническото проектиране се изисква и внимателна координация на интерфейсите и всички участващи компоненти.

Приложения на системите за автоматизация

Машиностроене и инженеринг на инсталации

В машиностроенето и производството на съоръжения системите за автоматизация управляват движения, операции по обработка, подаване на материали и функции за безопасност.
Те координират отделните компоненти и гарантират, че предвидените процеси се изпълняват в правилната последователност.
Модулните архитектури за управление улесняват адаптирането на системите към различни размери на машините и варианти на оборудването.

Технологии за производство и сглобяване

В производствените и монтажните линии системите за автоматизация свързват станциите за механична обработка, роботите, оборудването за тестване и конвейерните системи.
Те наблюдават етапите на процеса, идентифицират детайлите и документират данните за качеството или производството.
Управлението на рецепти и автоматичното превключване могат да бъдат важни в производствени среди с голям брой варианти на продукти.

Преработвателна промишленост

В химическата, хранителната, фармацевтичната и преработвателната промишленост системите за автоматизация регулират непрекъснатите и партидните процеси.
Те записват параметри като температура, налягане, дебит, ниво на пълнене и концентрация и управляват клапани, помпи, дозиращи системи и миксери.
Високите изисквания за наличност, документация и безопасност на процесите могат да наложат използването на резервни контролери и специални системи за управление на процесите.

Конвейерна, складова и логистична техника

В конвейерните системи, складовете и дистрибуторските центрове системите за автоматизация координират потока на материалите.
Те управляват конвейерни ленти, ролкови конвейери, машини за съхранение и извличане, сортиращи системи и автоматизирани направлявани превозни средства.
Системите за идентификация и позициониране гарантират, че стоките и носителите на товари се насочват към правилната дестинация.

Енергетика и сградна техника

Системите за автоматизация наблюдават и управляват производството и разпределението на енергия, вентилацията, отоплението, охлаждането и други технически инсталации.
Те могат да записват експлоатационни данни, да координират натоварванията и да осигуряват прозрачност по отношение на енергопотреблението.
Надеждните системи за комуникация и дистанционно управление са особено важни за широко разпръснати инсталации.

Предимства на системите за автоматизация

• Повторяеми и контролирани последователности от процеси
• Повишена производителност и наличност на инсталациите
• Намалена необходимост от ръчна намеса
• Подобрено наблюдение и диагностика на процесите
• Записване и оценка на производствените данни
• Повишена точност на позиционирането и производството
• По-бърза реакция при неизправности и отклонения в процеса
• Гъвкаво приспособяване към различни продукти и процеси
• Свързване в мрежа на машини, инсталации и системи за управление
• Подкрепа за осигуряване на качеството и проследимост

Важни критерии за избор на системи за автоматизация

Обхват и сложност на приложението

Първата стъпка е да се определи кои функции на машината, етапи от процеса и секции на инсталацията трябва да бъдат автоматизирани.
Решаващо значение имат броят на входните и изходните сигнали, необходимите оси, скоростта на обработка и желаната степен на автоматизация.
При избора на системата трябва да се вземат предвид и възможни бъдещи разширения.

Производителност на управлението и възможности за работа в реално време

Контролерът трябва да може да обработва програми, сигнали и комуникационни задачи в рамките на изискваните времена на цикъл.
Късите и предвидими времена за реакция са необходими за бързи движения, многоосови приложения и процеси, при които времето е от решаващо значение.
За по-малко динамични приложения може да е достатъчен по-опростен контролер.

Интерфейси и комуникация

Компонентите за автоматизация трябва да комуникират надеждно помежду си и, когато е необходимо, със системи от по-високо ниво.
Трябва да се оценят полевите шини, протоколите за индустриален Ethernet, серийните интерфейси и връзките с бази данни, MES или ERP системи.
Отворените и документирани интерфейси улесняват интеграцията и бъдещото разширение.

Управление и визуализация

Потребителските интерфейси трябва да отразяват реалните задачи на операторите на машините и персонала по поддръжката.
Важната информация трябва да се разпознава незабавно. Това включва работни състояния, зададени и действителни стойности, предупреждения, неизправности и информация за поддръжката.
За машини, използвани в международен мащаб, може да са необходими многоезични потребителски интерфейси.

Наличност и безотказна работа

Необходимата наличност на системата зависи от последствията от евентуално спиране на инсталацията.
За критични процеси може да са полезни резервни контролери, комуникационни пътища, захранвания или системи за съхранение на данни.
Диагностичните функции и ясната структура на системата улесняват отстраняването на неизправностите и намаляват времето за престой.

Функционална безопасност

Функциите, свързани с безопасността, трябва да бъдат проектирани в съответствие с оценката на риска.
Те могат да включват функции за аварийно спиране, безопасно изключване, мониторинг на предпазните врати, безопасно ограничени скорости и безопасни диапазони на движение.
В зависимост от машината и приложението са необходими подходящи контролери за безопасност, сензори и изпълнителни механизми.

Условия на околната среда

Температурата, прахът, влажността, вибрациите, електромагнитните смущения и агресивните среди могат да повлияят на избора на компоненти.
Управляващите шкафове, операторските панели и децентрализираните модули трябва да осигуряват адекватна защита за предвидената среда.
Допълнителни изисквания важат за потенциално експлозивни, хигиенни или особено сурови среди.

Възможност за разширение и жизнен цикъл

Системата за автоматизация трябва да може да се адаптира към бъдещите производствени изисквания.
Модулният хардуер, мащабируемият софтуер и наличните комуникационни интерфейси улесняват по-късните разширения.
Преди закупуването трябва да се проверят също така доставката на резервни части, поддръжката на софтуера, поддръжката от производителя и дългосрочната наличност на компонентите.

Интеграция и техническа поддръжка

Сложните системи за автоматизация изискват тясно сътрудничество между машиностроенето, електротехниката, разработката на софтуер и производството.
Производителят или системният интегратор трябва да разбира приложението и да може да подпомага проектирането, програмирането, пускането в експлоатация и документацията.
Ясно определените отговорности и напълно специфицираните интерфейси намаляват рисковете по време на внедряването.

Обобщение

Системите за автоматизация управляват, наблюдават и свързват в мрежа машини, инсталации и промишлени процеси.
Те включват ПЛК, системи за управление и визуализация, полеви шини, системи за отдалечен вход/изход, решения за управление на движението, системи за позициониране и технологии за автоматична идентификация.
В зависимост от приложението могат да бъдат автоматизирани отделни функции на машини или цели производствени и технологични инсталации.
Основните критерии за избор включват функционален обхват, производителност на управлението, комуникация, експлоатация, безопасност, условия на околната среда и възможност за разширение.

Системите за автоматизация се предлагат от различни производители и доставчици. Изчерпателна информация за производители и доставчици на системи за автоматизация от цял свят можете да намерите на Exportpages.