U svijetu sve veće učinkovitosti, nije iznenađujuće otkriti da se većina pogodnosti koje uzimamo zdravo za gotovo postiže putem automatiziranih procesa. S ljudskim operaterima koji zahtijevaju minimalnu pažnju, strojevi obavljaju važne zadatke kao što su analiza podataka, izvođenje operacija i zajednički rad.
Kao rezultat napretka u industrijskoj automatizaciji, sustavi kao što je SCADA kombiniraju se s komponentama kao što su PLC i HMI kako bi se povećala produktivnost, pogodnost i poboljšala sigurnost u opasnim uvjetima.
Danas stotine kritičnih objekata koriste SCADA i PLC sustave koji gotovo uvijek imaju HMI. ti su procesi ključni kada je u pitanju automatizacija rukovanja i napredni dizajn sustava. Ovi sustavi će se samo poboljšavati. Očekuje se da će uporaba SCADA-e porasti za gotovo 7 posto do 2024. godine, a sve više proizvođača prihvaća ovaj učinkovitiji pristup.
Ali budući da neki od ovih sustava imaju slične značajke i funkcionalnost, važno je razumjeti kako se razlikuju i kako funkcioniraju specifično za potrebe vaše industrije.
Brza analiza SCADA, HMI-ja i PLC-ova
SCADA sustavi su neophodni za funkcije industrijske automatizacije. Poput računala, ovi složeni sustavi mogu analizirati informacije, bilježiti podatke i obavljati zadatke bez veće ljudske pomoći.
Sustavi nadzornog upravljanja i prikupljanja podataka
Nadzorna kontrola i prikupljanje podataka, ili SCADA, je automatizirani kontrolni proces koji koriste mnoge velike industrije za industrijsku automatizaciju, kao što su proizvodnja, građevinarstvo i inženjerski objekti.
SCADA je dvodijelni sustav:
- PLC (programabilna logička kontrola)
- RTU (udaljena terminalna jedinica)
Često će SCADA također imati zasebnu komponentu koja se zove HMI (Human Machine Interface). Ukratko, SCADA je sustav sa softverskim i hardverskim elementima za kontrolu procesa, interakciju te praćenje i bilježenje podataka putem PLC-a i HMI-ja.
Sučelje čovjeka i stroja
HMI je korisničko sučelje ili nadzorna ploča koja omogućuje ljudskom operateru interakciju sa strojem. HMI se koriste diljem svijeta u širokom rasponu tehnologija, od pametnih telefona do elektrana.
HMI-ji nisu dio određenog softvera, već se koriste za komunikaciju ljudi sa strojem ili uređajem. HMI-ji se primarno koriste za pomoć korisnicima u razumijevanju i kontroli podataka dodirom vrhom prsta putem komunikativnog uređaja, na primjer:
- ekran (TV, kompjuter ili film)
- Gumbi
- Poluge
- Računalni miš
- Tipkovnica
SCADA sustavima može se upravljati bez HMI-a, iako se HMI često preporučuje. kako bi operateri mogli razumjeti kako komunicirati sa sustavom i primiti obavijest o svim greškama koje je potrebno riješiti.
Programabilni kontroleri
Programabilni logički kontroleri često se opisuju kao mikroračunala koja mogu komunicirati s različitim objektima, sustavima i strojevima. Namijenjeni su za kontrolu i rješavanje problema u mrežama, zbog čega su nužna komponenta SCADA-e.
Sustav pojednostavljuje korištenje strojeva dok još uvijek pruža potrebnu funkcionalnost i koristi se u svakoj situaciji u kojoj je potreban ljudski operater za vrlo pouzdanu kontrolu. Osim toga, oni su složeni dio industrijske automatizacije, bez kojeg SCADA sustav ne može funkcionirati.
Neke od glavnih funkcija PLC-ova u SCADA uključuju:
- Robotika
- montažna traka
- Brojač
- Mjerenje
- Računalstvo
- Senzori
- Motori
- Svjetiljke
- Navijači
- Prekidač strujnog kruga
Važna uloga industrijske automatizacije
Industrijska automatizacija je korištenje višestrukih kontrolnih sustava za upravljanje strojevima i opremom. To se uvelike razlikuje između mnogih vrsta industrija, kao što su proizvodni pogoni i sustavi upravljanja za zgrade, transport i komunikacije.
Ova vrsta procesa je moćna i koristi računala i strojeve za rad umjesto ljudi, uz minimalnu pažnju operaterima. Stoga neke od glavnih prednosti automatiziranih sustava uključuju:
- Povećana produktivnost jer strojevi mogu raditi neumorno
- Poboljšajte kvalitetu proizvoda proizvodeći istu količinu svaki put
- Smanjite troškove rada zamjenom radnika strojevima
- Smanjite rutinske inspekcije korištenjem PLC-ova i HMI-a koji rade u tandemu
- Poboljšajte sigurnost izvođenjem radnika iz opasnih okruženja
Kad se sve svodi na to, automatizacija je izvrstan način za postizanje važnih postupaka uz minimalnu ljudsku intervenciju. Iako se koristi u različitim oblicima, ovu metodu ljudi koriste stoljećima.
Kratka povijest automatizacije
Iako je Ford Motor Company skovao pojam "automatizacija" 1948. godine, proces se može pratiti sve do starog Egipta. Zapravo, jedan od prvih kontrolnih mehanizama s povratnom spregom datira iz 270. godine prije Krista!
Tijekom sljedećih nekoliko stoljeća čovječanstvo je tražilo načine da olakša rad. Sa žetvom hrane, gradnjom kuća i uvođenjem industrijske revolucije, postojale su stotine načina da se život učini praktičnijim. Tijekom 1800-ih ljudi su iskusili prve automatski upravljane strojeve, kao što su peći, motori i termostati.
Kako je vrijeme ulazilo u 20. stoljeće, ljudi su sve više koristili električnu energiju, a industrijska automatizacija bila je u punom zamahu. Industrijska automatizacija nešto je složenija od automatizacije koju ljudi znaju godinama; to je kontrola i korištenje različitih sustava za upravljanje opremom kao što su strojevi.
Danas postoji velika potražnja za proizvodima, zalihama i potrepštinama poput transporta i proizvodnje električne energije. Jedan od najlakših načina za ispunjavanje ovih zahtjeva je korištenje industrijske automatizacije. Ovi kompletni sustavi pomažu u kontroli ovih glavnih dijelova života i zahtijevaju učinkovite sustave kao što su SCADA, PLC i HMI.
Kako SCADA, HMI i PLC rade zajedno u industrijskoj automatizaciji?
U današnjem svijetu postoji toliko mnogo tehnologije s kojom treba ići u korak. Dakle, iako može zvučati neodoljivo razumjeti kako točno funkcionira složeni sustav kao što je SCADA, to je jednostavan lanac informacija. Zapamtite, SCADA sustavi su dizajnirani za:
- Automatizirati procese i procedure
- Pratite i analizirajte podatke i pogreške
- Izvršite udaljeni nadzor stranice
- Povećajte produktivnost i osigurajte ispis iste kvalitete
Ali kako SCADA, PLC i HMI rade zajedno?
SCADA je najbolje shvatiti kao centraliziranu bazu podataka koja pohranjuje i kontrolira cijeli rad. Ovo komunicira s PLC-om, što je način na koji sustav radi i komunicira unutar radnog okruženja. Ako postoji HMI, on može biti u obliku ekrana, gumba, poluge ili tipkovnice koja omogućuje interakciju čovjeka sa SCADA-PLC sustavom. Neki primjeri uključuju tvorničke strojeve, računala i vozila.
U industrijskoj proizvodnji, HMI je ključan za pružanje informacija operateru. PLC sustav identificira sve probleme unutar SCADA sustava i predstavlja ih operateru putem HMI-a kako bi se problem mogao riješiti.
Proizvodni pogoni
Postoje bezbrojne industrije koje koriste automatizirane sustave, ali neki od najpopularnijih su:
- Hrana, kao što je stoka, žitarice, konzervirano voće i povrće i ambalaža
- Pića i duhan, kao što su flaširana voda, sok, alkohol, cigarete i cigare
- Tekstil, kao što su tkanine za odjeću, posteljina, ručnici i draperije
- Proizvodi od drva, kao što su drvena građa, šperploča, furnir, podovi i materijali za izgradnju kuća
Može se reći da je roba tražena u cijelom svijetu, što zauzvrat znači da je potreba za produktivnošću veća nego ikad. Kako bi pomogli u ispunjavanju ovih zahtjeva, proizvodni pogoni okreću se sustavima industrijske automatizacije, koji pomažu u povećanju produktivnosti i dosljednoj proizvodnji visokokvalitetnih proizvoda.
Proizvodnja električne energije
Uz stalni porast potrošnje električne energije diljem svijeta, postoji velika potražnja za automatiziranom proizvodnjom električne energije. Iako ovim objektima treba upravljati ručno, više izlaza može se distribuirati zahvaljujući automatiziranim sustavima kao što je SCADA.
Hrana i Maloprodaja
Ako ste nedavno bili u restoranu brze hrane McDonald's, onda ste vjerojatno primijetili najnoviji dodatak njihovoj trgovini: kiosk za naručivanje. S ovim automatiziranim sustavom naručivanja sa zaslonom osjetljivim na dodir produktivnost je povećana, što znači manje vremena čekanja za potrošače i više vremena za zaposlenike da se usredotoče na svoj posao.
Ali McDonald's nije jedina tvrtka koja koristi automatizirane sustave. U bilo kojem restoranu ili trgovini mješovitom robom možete pronaći primjere ovih sustava, na primjer:
- Sustavi pokretnih traka
- Mogućnosti online kupovine
- Automati za samoplaćanje
- Isporuke dronovima
Još jedan glavni primjer SCADA sustava u maloprodaji je automatizirano bankarstvo. Zahvaljujući bankomatima, ljudi mogu podići gotovinu sa svojih tekućih računa u bilo kojem trenutku. Ovi sustavi koriste SCADA, PLC i HMI za zajednički rad.
Sustavi putovanja i prijevoza
Operateri se uvelike oslanjaju na automatizirane sustave kada kontroliraju i nadziru postupke prijevoza, na primjer:
- avioni
- kontrola zračnog prometa
- Upravljanje brodovima
- vlakovi
- Mehanička skretanja
- GPS uređaji i uređaji za praćenje
- Tempirana svjetla na raskrižjima
Operater će koristiti HMI, koji može biti kombinacija ekrana, poluga, tipki i tipkovnica.
Zaključak
Industrijska automatizacija mijenja način na koji svijet funkcionira. Više nego ikad prije, strojevi mogu manipulirati i obrađivati podatke kako bi povećali produktivnost, smanjili troškove rada i smanjili ljudsku interakciju kako bi rezultat bio dosljedan.