Czym jest automatyka przemysłowa? Mówiąc laikiem, automatyzacja przemysłowa odnosi się przede wszystkim do procesu wprowadzania różnych urządzeń mechanicznych na wszystkich etapach produkcji w celu uwolnienia tradycyjnej siły roboczej. Co ważniejsze, umożliwia szybszą i sprawniejszą realizację zadań produkcyjnych, stąd cały proces nazywany jest rozwojem automatyki przemysłowej. Obecnie w branżach takich jak ropa naftowa, chemiczna, produkcja samochodów i obrona, poprawa wydajności produkcji jest nierozerwalnie związana z postępem w automatyzacji technologii sterowania. Dziś badamy obecny stan i przyszłe trendy w sterowaniu automatyką przemysłową.
Aktualny stan sterowania automatyką przemysłową
Automatyka przemysłowa obejmuje trzy komponenty: systemy automatyki przemysłowej, sprzęt i oprogramowanie. Jest to kompleksowa technologia, która wykorzystuje oprzyrządowanie, teorię sterowania i technologię komputerową do wykonywania wcześniej określonych operacji zgodnie z wymaganiami produkcji przemysłowej, osiągając w ten sposób takie cele, jak zwiększona wydajność, zmniejszone zużycie i poprawiona jakość.
Wykorzystując postęp w elektronice i komunikacji, współczesna automatyka przemysłowa opiera się głównie na systemach- opartych na mikrokomputerach. Obecne typowe architektury sterowania charakteryzują się trzy-strukturą składającą się z komputerów głównych, sterowników przemysłowych i siłowników polowych. Systemy sterowania automatyzacją wykorzystują głównie sterowniki programowalne (PLC), rozproszone systemy sterowania (DCS), komputery przemysłowe i komputery wbudowane,-w tym regulatory i sterowniki PID-obok produktów OEM.
Po pierwsze, technologia sterowników programowalnych (PLC) reprezentuje nową generację przemysłowych urządzeń sterujących opartych na technologii komputerowej. Jest to cyfrowy system elektroniczny zaprojektowany specjalnie dla środowisk przemysłowych do wykonywania operacji arytmetycznych, sterowania sekwencyjnego, liczenia, pomiaru czasu i operacji logicznych. Sterowniki PLC skutecznie zarządzają całym procesem produkcyjnym produktów i maszyn, utrzymując-długoterminową dominację na rynku sterowania automatyką przemysłową.
Po drugie, rozproszone systemy sterowania (DCS) opierają się na podstawowych sieciach komunikacyjnych i składają się z wielo-poziomowych architektur komputerowych, obejmujących monitorowanie procesów i poziomy kontroli. DCS integruje wiele zaawansowanych technologii-nowoczesne technologie komunikacyjne, sterujące, wyświetlające i komputerowe,-co czyni go produktem konwergencji wielu-technologii.
Po trzecie, wraz ze wzrostem innowacyjności technologii informatycznych, komputery przemysłowe zintegrowały technologie sieci polowych i sieci sterujących, nowoczesne techniki sterowania siecią oraz zaawansowany sprzęt i technologie wyświetlania. Jest to zgodne ze współczesnymi trendami technologicznymi w kierunku informacji, cyfryzacji i inteligencji. Od czasu wejścia na rynek wojskowej automatyki przemysłowej na początku lat 90. XX wieku, przemysłowe komputery PC szybko rozszerzyły się na sektor komercyjny i cywilny, osiągając szersze zastosowania.
Sterowniki PLC ewoluują w kierunku integracji i sieci
Wprowadzenie zintegrowanego sterownika (OCS) wyjaśniło drogę do integracji PLC. Ewoluując od sterowników PLC, OCS nie jest jedynie sterownikiem PLC. Integruje tradycyjne sterowniki PLC z interfejsami HMI, we/wy i szybko rozwijającymi się technologiami sieciowymi w ujednolicony system, obejmujący interfejsy człowiek-maszyna w celu ułatwienia operacji sterowania automatyką przemysłową. Zarówno programy sterujące PLC, jak i programowanie HMI wykorzystują platformę programistyczną opracowaną przez firmę HORNER. Jego wygodna i wydajna obsługa sprawiła, że jest on bardzo lubiany przez użytkowników, co sprawia, że trend w kierunku integracji PLC jest coraz bardziej widoczny. Co więcej, innowacje w technologii internetowej napędzają transformację w sterowaniu procesami poprzez rozwój technologii Ethernet. Rozwój sterowników PLC opiera się obecnie na postępie Internetu, aby ewoluować w kierunku sieci. Dzięki-szybkiej transmisji danych w systemach komunikacyjnych i zwiększonej integracji funkcji sieciowych w terminalach sterujących sterowniki PLC będą nadal zmierzać w stronę rozwiązań sieciowych.
Rozwój nowych systemów sterowania magistralą polową
Napędzane nowymi technologiami komputerowe systemy sterowania ewoluowały w kilku kluczowych etapach:-montowane na bazie systemy sterowania oprzyrządowaniem pneumatycznym, systemy sterowania oprzyrządowaniem analogowym z kombinacją jednostek elektrycznych, scentralizowane cyfrowe systemy sterowania i rozproszone systemy sterowania (DCS). Obecnie rozwijają się i rozszerzają w kierunku systemów sterowania magistralą polową (FCS). Przyszła żywotność FCS będzie coraz silniejsza, przede wszystkim dlatego, że FCS integruje nowe technologie, takie jak DCS, Ethernet przemysłowy i zaawansowane sterowanie. Technologie Ethernetu przemysłowego i magistrali polowej zapewniają wysoce niezawodne, elastyczne i wygodne metody transmisji danych, umożliwiając szersze zastosowanie FCS w warunkach przemysłowych. Nowe systemy sterowania magistralą polową utrzymają wzrost w dziedzinie sterowania i zajmą bardziej znaczącą pozycję rynkową.
Rozwój inteligentnego sterowania
Pojawienie się inteligentnego sterowania doprowadziło do transformacji w różnych dziedzinach. Jako zastosowanie technologii informacyjnej wykorzystuje teorię sztucznej inteligencji, algorytmy uczenia się i zaawansowane techniki, aby umożliwić sprzętowi symulowanie pewnych cech i funkcji ludzkiej inteligencji. Inteligentne sterowanie przemysłowe, opracowane w oparciu o zasady sztucznej inteligencji, przejawia się przede wszystkim w wielofunkcyjnej automatyzacji urządzeń mechanicznych. Realizuje otwarte, rozproszone inteligentne systemy za pośrednictwem sieci Ethernet i technologii internetowych, wykorzystując uniwersalny czterowarstwowy zestaw protokołów-TCP/IP, aby dostarczać wysoce modułowe, rozproszone i nadające się do wielokrotnego użytku rozwiązania do sterowania przemysłowego. Na przykład: czujniki półprzewodnikowe nowej-generacji-i inteligentne nadajniki ewoluują w kierunku miniaturyzacji, wysokiej precyzji, niskiego zużycia energii i inteligencji. Inteligentne pozycjonery zaworów, sterowane przez wysoce zintegrowane mikrokontrolery, umożliwiają konfigurację wszystkich parametrów sterowania. Umożliwiają one charakterystyczne funkcje korekcji, takie jak sterowanie liniowe,-z podziałem zakresu, stałoprocentowe i szybkie-otwieranie, zapewniając jednocześnie inteligentne działanie. Osadzanie sieci sprawia, że realizacja inteligencji jest nieuniknionym trendem.