ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมคืออะไร? ประเภท ระดับ ข้อดี

ในบทความนี้ เราจะมาดูภาพรวมของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ข้อดีของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีข้อดีอย่างไร ระบบอัตโนมัติประเภทต่างๆ ระดับต่างๆ ในแอปพลิเคชันระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมทั่วไป และอื่นๆ อีกมากมายบทนำสรุประบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมคืออะไร ตัวอย่างที่เข้าใจ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแรงจูงใจสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมระดับของกระบวนการอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมระดับหัวหน้างานระดับควบคุมField LevelประเภทของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมFixed Automation System Programmable Automation System ระบบอัตโนมัติแบบยืดหยุ่นIntegrated Automation System ข้อดีและข้อเสียของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมข้อดีข้อเสียบทนำเนื่องจากช่วงเวลาของการปฏิวัติอุตสาหกรรมในสหราชอาณาจักร มีความพยายามอย่างมากในการพัฒนาเทคนิคที่ซับซ้อนอยู่เสมอ เพื่อช่วยเหลือผู้คนในงานการผลิตที่แตกต่างกัน กระบวนการผลิตเชิงอุตสาหกรรมประกอบด้วยชุดของเครื่องจักรซึ่งส่วนผสมของวัตถุดิบจะผ่าน ผ่านและแปรสภาพเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในที่นี้ คำว่า "เครื่องจักร" สามารถเป็นอะไรก็ได้ เช่น มอเตอร์ สว่าน สายพานลำเลียง ฯลฯ ซึ่งอยู่ภายใต้อุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้าหรือเครื่องจักรเคมี เช่น เตาอบ เครื่องอบผ้า ระบบการเผาไหม้ของสารเคมี เป็นต้น วันนี้ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้เข้าควบคุมกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมต่างๆ และเป็นการยากที่จะจินตนาการถึงสายการผลิตที่ไม่มีระบบอัตโนมัติ มีหลายปัจจัยที่นำไปสู่การนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น ความต้องการของผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง ความคาดหวังสูงในความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ การผลิตในปริมาณมาก เป็นต้น ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมคืออะไร ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเป็นกระบวนการของเครื่องจักรที่ใช้ควบคุม และอื่นๆ อุปกรณ์อุตสาหกรรมด้วยความช่วยเหลือของการเขียนโปรแกรมลอจิกดิจิทัลและการลดการแทรกแซงของมนุษย์ในการตัดสินใจและกระบวนการสั่งการด้วยตนเองด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ยานยนต์คำจำกัดความข้างต้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเข้าใจ แต่ให้เราพยายามทำความเข้าใจว่าระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมคืออะไร ความช่วยเหลือจากตัวอย่างเล็กๆ ตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม พิจารณากระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมแบบแมนนวล โดยที่ผู้ปฏิบัติงานกำลังสังเกตอุณหภูมิของเตาอบ สมมติว่างานคือต้องไปถึงอุณหภูมิที่กำหนดและรักษาอุณหภูมินั้นไว้ประมาณ 30 นาที ดังนั้น ผู้ปฏิบัติงานต้องปรับปริมาณเชื้อเพลิงเข้าเตาอบก่อนโดยการควบคุมวาล์วเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้ถึงปริมาณที่ต้องการ เมื่อได้อุณหภูมิที่ต้องการแล้ว จะต้องรักษาอุณหภูมิโดยการปรับวาล์ว ie . อย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเพิ่มหรือลดเชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในอีก 30 นาทีข้างหน้า ด้วยระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม กระบวนการทั้งหมดจะได้รับการดูแลโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากผู้ปฏิบัติงาน อย่างแรก มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิวางอยู่ใกล้เตาอบซึ่งจะรายงานอุณหภูมิไปยังคอมพิวเตอร์ ขณะนี้มีวาล์วแบบใช้มอเตอร์ซึ่งควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ด้วยสำหรับการจ่ายเชื้อเพลิงเข้าเตาอบ จากการอ่านค่าอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์ คอมพิวเตอร์จะเปิดวาล์วเพื่อให้มีเชื้อเพลิงมากขึ้นในตอนเริ่มต้น เมื่อได้อุณหภูมิที่ต้องการแล้ว วาล์วจะปิด แต่คอมพิวเตอร์สามารถเปิดหรือปิดวาล์วได้ แม้จะปล่อยให้เชื้อเพลิงไหลในปริมาณน้อยที่สุด โดยขึ้นอยู่กับการอ่านค่าอุณหภูมิ ตัวจับเวลาในคอมพิวเตอร์จะระบุเมื่อครบ 30 นาที และคอมพิวเตอร์สามารถปิดระบบได้อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างข้างต้นอาจดูเหมือนคลุมเครือ แต่จะช่วยให้เข้าใจว่าระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมทั่วไปสามารถนำไปใช้ได้อย่างไร ในตัวอย่างข้างต้น ไม่มีการแทรกแซงของมนุษย์โดยสิ้นเชิง และงานทั้งหมดดำเนินการโดยระบบอัตโนมัติทั้งหมด แรงจูงใจสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมคำว่า การทำงานอัตโนมัติ ได้รับการประกาศเกียรติคุณจากวิศวกรจาก Ford Motor Company ผู้บุกเบิกระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและสายการประกอบการผลิต . ในตอนเริ่มต้น กระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับสายตา มือ และสมองของผู้ปฏิบัติงาน ตรงกันข้ามกับเซ็นเซอร์ แอคทูเอเตอร์ และคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน เดิมที การนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในกระบวนการผลิตมุ่งเน้นไปที่การแทนที่คนงานที่เป็นมนุษย์ด้วย เครื่องอิสระ ในขั้นต้น เครื่องจักรอิสระเหล่านี้ต้องได้รับการประสานงานโดยหัวหน้างานที่เป็นมนุษย์เพื่อกระบวนการผลิตที่ราบรื่น แต่ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีในระบบควบคุมอนาล็อกและดิจิตอล ไมโครโปรเซสเซอร์และ PLC (Programmable Logic Controllers) และเซ็นเซอร์ต่างๆ ทำให้ง่ายต่อการซิงโครไนซ์หลายตัว เครื่องจักรและกระบวนการที่เป็นอิสระและบรรลุระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมอย่างแท้จริง ด้วยเศรษฐกิจอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้น กลยุทธ์ทางธุรกิจสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมก็เปลี่ยนไปตามกาลเวลา ทุกวันนี้ แรงจูงใจพื้นฐานสำหรับการนำระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมไปใช้ ได้แก่ เพิ่มการผลิต ลดต้นทุน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ การปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การใช้วัตถุดิบอย่างมีประสิทธิภาพ ลดการใช้พลังงาน เพิ่มผลกำไรทางธุรกิจ มีแรงจูงใจรองบางประการสำหรับการใช้ระบบอัตโนมัติในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่นการจัดหาสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน การลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เป็นต้น ระดับของกระบวนการระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม มีหลายวิธีในการอธิบายระดับของกระบวนการระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม แต่ที่ง่ายที่สุดคือสามเหลี่ยมลำดับชั้นต่อไปนี้ของการแสดงระดับสามระดับของ แอปพลิเคชันระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมทั่วไป ระดับหัวหน้างานนั่งอยู่ที่ด้านบนสุดของลำดับชั้น ระดับหัวหน้างานมักจะประกอบด้วยพีซีอุตสาหกรรม ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีให้ใช้งานเป็นพีซีเดสก์ท็อปหรือพีซีแบบพาเนล หรือพีซีแบบติดตั้งบนแร็ค พีซีเหล่านี้ทำงานบนระบบปฏิบัติการมาตรฐานพร้อมซอฟต์แวร์พิเศษ ซึ่งโดยปกติแล้วซัพพลายเออร์จะมีให้สำหรับการควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรม วัตถุประสงค์หลักของซอฟต์แวร์คือการแสดงภาพกระบวนการและการกำหนดพารามิเตอร์ อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมพิเศษใช้สำหรับการสื่อสาร ซึ่งสามารถเป็น Gigabit LAN หรือโทโพโลยีไร้สาย (WLAN) ใดก็ได้ ระดับการควบคุม ระดับการควบคุมคือระดับกลางในลำดับชั้น และนี่คือระดับที่โปรแกรมที่เกี่ยวข้องกับระบบอัตโนมัติทั้งหมดถูกดำเนินการ เพื่อจุดประสงค์นี้ โดยทั่วไปจะใช้ Programmable Logic Controllers หรือ PLC ซึ่งให้ความสามารถในการคำนวณแบบเรียลไทม์ โดยปกติแล้ว PLC จะถูกใช้งานโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 16 บิตหรือ 32 บิต และทำงานบนระบบปฏิบัติการที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดแบบเรียลไทม์ PLC ยังสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ I/O หลายตัว และสามารถสื่อสารผ่านโปรโตคอลการสื่อสารต่างๆ เช่น CAN.Field Level อุปกรณ์ปลายทาง เช่น เซนเซอร์และแอคทูเอเตอร์ ถูกจัดประเภทเป็น Field Level ในลำดับชั้น เซ็นเซอร์ เช่น อุณหภูมิ ออปติคัล ความดัน ฯลฯ และแอคทูเอเตอร์ เช่น มอเตอร์ วาล์ว สวิตช์ เป็นต้น มีการเชื่อมต่อกับ PLC ผ่านฟิลด์บัสและการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ Field Level และ PLC ที่สอดคล้องกันนั้นมักจะขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทั้งเครือข่ายแบบมีสายและไร้สายใช้สำหรับการสื่อสารและการใช้การสื่อสารนี้ PLC สามารถ ยังวินิจฉัยและกำหนดพารามิเตอร์ส่วนประกอบต่างๆ นอกจากนี้ ระบบกระบวนการอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมยังต้องการระบบหลักสองระบบ แหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรมการรักษาความปลอดภัยและการป้องกันความต้องการพลังงานของระบบต่างๆ ในระดับต่างๆ ของลำดับชั้นอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น PLC มักจะทำงานบน 24V DC ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่ทำงานบน AC แบบ 1 เฟสหรือ 3 เฟส ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟอินพุตที่เหมาะสมหลากหลายรูปแบบเพื่อการทำงานที่ปราศจากปัญหา นอกจากนี้ ควรมีความปลอดภัยสำหรับซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการควบคุม PLC เนื่องจากสามารถปรับเปลี่ยนหรือเสียหายได้ง่าย เมื่อพิจารณาจากระดับที่กล่าวถึงทั้งหมดและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างดังนี้ ประเภท ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ตอนนี้เราได้เห็นเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเค้าโครงของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมทั่วไป ให้เราดำเนินการอภิปรายเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมประเภทต่างๆ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักถูกจัดประเภทเป็นสี่ประเภท ระบบอัตโนมัติแบบคงที่ระบบอัตโนมัติแบบตั้งโปรแกรมได้ระบบอัตโนมัติแบบยืดหยุ่นระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการระบบอัตโนมัติแบบคงที่ในระบบอัตโนมัติแบบคงที่ อุปกรณ์การผลิตจะได้รับการแก้ไขด้วยชุดการทำงานหรืองานแบบตายตัว และแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในการดำเนินการเหล่านี้ ระบบ Fixed Automation System มักใช้ในกระบวนการไหลต่อเนื่อง เช่น สายพานลำเลียงและระบบการผลิตจำนวนมาก ระบบอัตโนมัติแบบตั้งโปรแกรมได้ในระบบ Programmable Automation System ลำดับการทำงานตลอดจนการกำหนดค่าของเครื่องจักรสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้การควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ ระบบนี้ต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการตั้งโปรแกรมเครื่องจักรใหม่ และมักใช้ในการผลิตแบบเป็นชุด ระบบอัตโนมัติที่ยืดหยุ่น โดยปกติระบบอัตโนมัติที่ยืดหยุ่นจะถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์เสมอ และมักนำไปใช้ในที่ที่ผลิตภัณฑ์มีความแตกต่างกันบ่อยครั้ง เครื่อง CNC เป็นตัวอย่างการเดิมพันสำหรับระบบนี้ รหัสที่กำหนดโดยผู้ปฏิบัติงานกับคอมพิวเตอร์นั้นมีลักษณะเฉพาะสำหรับงานเฉพาะและขึ้นอยู่กับรหัส เครื่องจักรจะได้รับเครื่องมือและอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการผลิต ระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการคือชุดของเครื่องจักร กระบวนการ และข้อมูลอิสระ ทั้งหมดทำงานพร้อมกันภายใต้คำสั่งของระบบควบคุมเดียวเพื่อใช้ระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิต CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), เครื่องมือและเครื่องจักรที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์, หุ่นยนต์, รถเครน และสายพานลำเลียง ทั้งหมดถูกรวมเข้าด้วยกันโดยใช้การตั้งเวลาและการควบคุมการผลิตที่ซับซ้อน ข้อดีและข้อเสียของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมข้อดี งานที่ดำเนินการโดยมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับทางกายภาพที่น่าเบื่อ สามารถเปลี่ยนงานได้ง่าย ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์สามารถหลีกเลี่ยงการทำงานในสภาพแวดล้อมการผลิตที่เป็นอันตรายซึ่งมีอุณหภูมิสูง มลภาวะ สารที่ทำให้มึนเมา หรือสารกัมมันตภาพรังสี งานที่ยากสำหรับผู้ปฏิบัติงานทั่วไปที่เป็นมนุษย์สามารถทำได้ง่าย งานเหล่านี้รวมถึงการยกของหนักและขนาดใหญ่ การทำงานกับวัตถุขนาดเล็กมาก เป็นต้น การผลิตทำได้เร็วกว่าเสมอและต้นทุนของผลิตภัณฑ์ก็ลดลงอย่างมาก (เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์เดียวกันที่ผลิตด้วยการดำเนินการด้วยตนเอง) การตรวจสอบการควบคุมคุณภาพหลายประการสามารถทำได้ บูรณาการในกระบวนการผลิตเพื่อให้เกิดความสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ เศรษฐกิจของอุตสาหกรรมสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อมาตรฐานการครองชีพ ข้อเสียการตกงาน เนื่องจากงานส่วนใหญ่ทำโดยเครื่องจักร ความต้องการแรงงานคนจึงน้อยมาก งานที่ต้องการทั้งหมดไม่สามารถทำงานอัตโนมัติได้โดยใช้เทคโนโลยีปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างและขนาดไม่สม่ำเสมอจะดีที่สุดสำหรับการประกอบแบบแมนนวล (แนวโน้มนี้ดูเหมือนจะเปลี่ยนไปด้วยคอมพิวเตอร์และอัลกอริธึมขั้นสูง) มีความเป็นไปได้ที่จะใช้ระบบอัตโนมัติสำหรับกระบวนการบางอย่างเช่น

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ