Automatiseerimissüsteemid – leidke tootjaid ja tarnijaid

Automatiseerimissüsteemid juhivad, jälgivad ja koordineerivad tehnilisi protsesse masinates, tootmisrajatistes ja tööstusprotsessides.

Need tuvastavad tööseisundeid andurite abil, töötlevad signaale kontrollerites ja käivitavad määratud reaktsioone aktuaatorite, ajamite või muude komponentide kaudu. See võimaldab korduvaid protsesse usaldusväärselt läbi viia, protsessandmeid salvestada ja masinate funktsioone omavahel ühendada.
Sõltuvalt rakendusest koosnevad automaatikasüsteemid programmeeritavatest loogikakontrolleritest, detsentraliseeritud sisend- ja väljundmoodulitest, väljavõrgu- ja sidesüsteemidest, juhtimis- ja seireüksustest ning kõrgemal tasemel asuvatest juhtimis- ja visualiseerimissüsteemidest.
Lihtsamad lahendused automatiseerivad üksikuid masinafunktsioone. Seevastu ulatuslikumad süsteemid ühendavad terviklikke tootmisliine, identifitseerimissüsteeme, liikumisjuhtimise komponente, positsioneerimissüsteeme ja töökorraldustehnoloogiat.
Allpool on esitatud ülevaade automaatikasüsteemide tüüpilistest tüüpidest, rakendustest, eelistest ja valikukriteeriumidest.

Automatiseerimissüsteemide tüübid

Juhtimis- ja PLC-süsteemid

Programmeeritavad loogikakontrollerid koordineerivad masinate ja seadmete loogilist ja ajastatud tööd.
Need töötlevad anduritelt, nuppudelt või mõõteseadmetelt saadud sisendsignaale ning kasutavad seda teavet mootorite, klappide, silindrite, kontaktorite ja muude täiturite juhtimiseks.
Kompaktkontrollerid sobivad selgelt määratletud masinafunktsioonide jaoks. Modulaarseid PLC-süsteeme saab laiendada täiendavate sisend- ja väljundmoodulite, kommunikatsioonimoodulite, ohutusfunktsioonide ja tehnoloogiamoodulitega.
Mikrokontrollerid või sisseehitatud juhtimissüsteemid sobivad ka väikestele rakendustele, kus paigaldusruumi on piiratud.

Juhtimis- ja visualiseerimissüsteemid

Juhtimis- ja visualiseerimissüsteemid kuvavad masinate seisundeid, protsessiväärtusi, teateid ja tööfunktsioone selges vormis.
Käsitsuspaneelid, tööstuslikud arvutid ja HMI-süsteemid võimaldavad kasutajatel sisestada seadistuspunkte, valida töörežiime ja tuvastada rikkeid.
Kõrgema taseme juhtimissüsteemid võivad ühendada mitut masinat või tehase osa. Need salvestavad tootmisandmeid, arhiveerivad protsessiväärtusi ja toetavad keeruliste protsesside jälgimist.
Sõltuvalt rakendusest võivad vajalikuks osutuda ka häirehaldus, retseptide haldus, aruandlusfunktsioonid ning ühendused tootmis- või ettevõtte tarkvaraga.

Välibussid ja bussisüsteemid

Bussisüsteemid ühendavad kontrollerid, andurid, täiturid, ajamid ning detsentraliseeritud sisend- ja väljundmoodulid ühiste sideühenduste kaudu.
Välibussisüsteemid vähendavad juhtmestiku vajadust ja võimaldavad juhtimis-, diagnostika- ja protsessandmete kiiret vahetamist.
Tunnustatud lahenduste hulka kuuluvad PROFIBUS-põhised süsteemid, erinevad tööstuslikud Ethernet-süsteemid ja tootjaspetsiifilised sidesüsteemid.
Olulised valikukriteeriumid on andmeedastuskiirus, osalejate arv, kaabli pikkus, reaalajas töötamise võime ja ühilduvus olemasoleva automaatikakeskkonnaga.

Kaug-I/O-süsteemid

Kaug-I/O-süsteemid registreerivad sisend- ja väljundsignaale kohapeal, andurite ja täiturite lähedal.
Andmed edastatakse keskjuhtimisseadmesse sidevõrgu kaudu. See vähendab pikkade üksikute kaablite vajadust ja võimaldab kompaktseid juhtimiskappide lahendusi.
Modulaarsed kaug-I/O-jaamad suudavad töödelda digitaal- ja analoogsignaale, temperatuuriväärtusi, loendurifunktsioone ja ohutusega seotud signaale.
Nende kaitseklass ja konstruktsioon peavad sobima kavandatud paigalduskeskkonnaga.

Liikumisjuhtimissüsteemid

Liikumise juhtimissüsteemid koordineerivad servo-, samm- või muude elektriajamite juhitavaid liikumisi.
Need juhivad ühe või mitme telje asendit, kiirust, kiirendust ja pöördemomenti.
Selliseid süsteeme kasutatakse muu hulgas pakendamis- ja robotitehnoloogias, tööpinkides ning materjalide käitlemisseadmetes.
Mitme teljega rakendustes on eriti olulised täpne sünkroniseerimine ja lühikesed reageerimisaegad.

Positsioneerimissüsteemid

Positsioneerimissüsteemid liigutavad töödeldavaid detaile, tööriistu, andureid või masina komponente määratud asenditesse.
Need võivad koosneda ajamist, juhikut, asukoha mõõtesüsteemi, kontrollerit ja juhtimistarkvarast.
Sõltuvalt rakendusest on saadaval lineaarsed, pöörlevad ja mitme teljega lahendused.
Oluliste omaduste hulka kuuluvad positsioneerimistäpsus, korratavus, kandevõime, kiirus ja kättesaadav liikumisulatus.

Identifitseerimis- ja vöötkoodisüsteemid

Identifitseerimissüsteemid registreerivad ja jälgivad töödeldavaid detaile, tooteid, konteinerid või kaubakandjaid automatiseeritud protsessides.
Selleks kasutatakse vöötkoodi-, RFID- ja muid automaatseid identifitseerimissüsteeme.
Salvestatud andmeid saab kasutada tootmise juhtimiseks, kvaliteedi tagamiseks, jälgitavuse tagamiseks ja laohalduseks.
Olulisteks valikukriteeriumideks on lugemisulatus, andmekandja tüüp, keskkonnatingimused, liikumiskiirus ja ühendus juhtimissüsteemiga.

Automaatsed materjalijuhimise ja liikluse juhtimise süsteemid

Riba juhtimissüsteemid tuvastavad pidevmaterjalide asukoha ja korrigeerivad nende külgsuunalist liikumist.
Neid kasutatakse näiteks kilede, paberi, tekstiili ja metallribade puhul.
Liiklusjuhtimissüsteemid seevastu jälgivad ja juhivad liiklusvooge, juurdepääsupunkte või sisemisi transporditeid.
Mõlemad süsteemitüübid ühendavad andurid, juhtimistehnoloogia, side ja sobivad täiturid, moodustades automatiseeritud terviklahenduse.

Täielikud automatiseerimislahendused

Täielikud automatiseerimislahendused hõlmavad kõigi vajalike komponentide projekteerimist, programmeerimist, paigaldamist ja kasutuselevõttu.
Need võivad hõlmata kontrollerid, juhtimiskapid, andurid, ajamitehnoloogia, ohutusfunktsioonid, visualiseerimise ja andmeside.
Sellised süsteemid on sageli kohandatud konkreetsetele masinatele, tootmisprotsessidele ja olemasolevatele IT-struktuuridele.
Lisaks tehnilisele projekteerimisele on vaja hoolikalt kooskõlastada liideseid ja kõiki kaasatud komponente.

Automatiseerimissüsteemide rakendused

Mehaanika- ja seadmete ehitamine

Mehaanika- ja seadmete ehituses juhivad automaatikasüsteemid liikumisi, töötlemistoiminguid, materjali etteandmist ja ohutusfunktsioone.
Need koordineerivad üksikuid komponente ja tagavad, et kavandatud protsessid viiakse läbi õiges järjekorras.
Modulaarsed juhtimisarhitektuurid hõlbustavad süsteemide kohandamist erinevate masinate suuruste ja seadmevariantidega.

Tootmis- ja monteerimistehnoloogia

Tootmis- ja monteerimisliinidel ühendavad automaatikasüsteemid töötlemisjaamu, roboteid, katseseadmeid ja konveierisüsteeme.
Need jälgivad protsessi etappe, tuvastavad töödeldavaid detaile ning dokumenteerivad kvaliteedi- või tootmisandmeid.
Retseptide haldamine ja automaatne ümberlülitamine võivad olla olulised tootmiskeskkondades, kus on palju tootevariante.

Protsessitööstus

Keemia-, toiduainete-, farmaatsia- ja töötlevas tööstuses reguleerivad automaatikasüsteemid nii pidevaid kui ka partiipõhiseid protsesse.
Need salvestavad parameetreid, nagu temperatuur, rõhk, voolukiirus, täitmistasand ja kontsentratsioon, ning juhivad ventiile, pumbasid, doseerimissüsteeme ja segistajaid.
Kõrged nõuded kättesaadavusele, dokumenteerimisele ja protsessi ohutusele võivad nõuda dubleeritud kontrollerite ja spetsiaalsete protsessijuhtimissüsteemide kasutamist.

Konveier-, lao- ja logistikatehnoloogia

Konveierisüsteemides, ladudes ja jaotuskeskustes koordineerivad automaatikasüsteemid materjalivoogu.
Need juhivad konveierilinte, rullkonveiereid, ladustamis- ja väljastamismasinaid, sorteerimissüsteeme ja automaatselt juhitavaid sõidukeid.
Identifitseerimis- ja positsioneerimissüsteemid tagavad, et kaubad ja lastikandjad suunatakse õigesse sihtkohta.

Energeetika ja hoonetehnika

Automatiseerimissüsteemid jälgivad ja juhivad energia tootmist, jaotamist, ventilatsiooni, kütet, jahutust ja muid tehnilisi süsteeme.
Need võimaldavad salvestada tööd andmeid, koordineerida koormusi ja tagada energiakulu läbipaistvuse.
Usaldusväärsed side- ja kaugjuhtimissüsteemid on eriti olulised laialdaselt hajutatud rajatiste puhul.

Automatiseerimissüsteemide eelised

• Korduvad ja kontrollitud protsessijärjekorrad
• Suurem tootlikkus ja rajatise kättesaadavus
• Käsitsi sekkumise vajaduse vähenemine
• Protsessi seire ja diagnostika täiustamine
• Tootmisandmete salvestamine ja analüüs
• Suurem positsioneerimis- ja tootmistäpsus
• Kiirem reageerimine rikete ja protsessikõrvalekallete korral
• Paindlik kohandamine erinevate toodete ja protsessidega
• Masinate, seadmete ja juhtimissüsteemide võrgustamine
• Kvaliteedi tagamise ja jälgitavuse toetamine

Automatiseerimissüsteemide olulised valikukriteeriumid

Rakenduse ulatus ja keerukus

Esimene samm on määratleda, millised masinafunktsioonid, protsessietapid ja tehaseosad tuleb automatiseerida.
Otsustavaks on sisend- ja väljundsignaalide arv, vajalikud teljed, töötlemiskiirus ja soovitud automatiseerituse tase.
Süsteemi valimisel tuleks arvesse võtta ka võimalikke tulevasi laiendusi.

Juhtimissüsteemi jõudlus ja reaalajas töötamise võime

Kontroller peab suutma töödelda programme, signaale ja sideülesandeid nõutud tsükliaegade piires.
Kiirete liikumiste, mitme teljega rakenduste ja ajakriitiliste protsesside puhul on vajalikud lühikesed ja ettearvatavad reageerimisaegad.
Vähem dünaamiliste rakenduste puhul võib piisata lihtsamast kontrollerist.

Liidesed ja side

Automatiseerimiskomponendid peavad omavahel ja vajaduse korral ka kõrgemate taseme süsteemidega usaldusväärselt suhtlema.
Tuleb hinnata väljavõrke, tööstuslikke Etherneti protokolle, jadaliideseid ning ühendusi andmebaaside, MES- või ERP-süsteemidega.
Avatud ja dokumenteeritud liidesed hõlbustavad integreerimist ja tulevast laiendamist.

Käsitsemine ja visualiseerimine

Kasutajaliidesed peaksid kajastama masinaoperaatorite ja hoolduspersonali tegelikke ülesandeid.
Oluline teave peab olema kohe äratuntav. See hõlmab töötingimusi, seadistatud väärtusi ja tegelikke väärtusi, hoiatusi, rikkeid ja hooldusteavet.
Rahvusvaheliselt kasutatavate masinate puhul võivad olla vajalikud mitmekeelsed kasutajaliidesed.

Kättesaadavus ja tõrgeteta töö

Nõutav süsteemi kättesaadavus sõltub võimaliku seadme seiskumise tagajärgedest.
Kriitiliste protsesside puhul võivad olla kasulikud dubleeritud kontrollerid, sidekanalid, toiteallikad või andmesalvestussüsteemid.
Diagnostikafunktsioonid ja selge süsteemistruktuur lihtsustavad veaotsingut ja vähendavad seisakuid.

Funktsionaalne ohutus

Ohutusega seotud funktsioonid tuleb projekteerida vastavalt riskianalüüsile.
Need võivad hõlmata hädaseiskamisfunktsioone, ohutuid seiskamisi, turvauksede seiret, ohutult piiratud kiirusi ja ohutuid liikumisvahemikke.
Sõltuvalt masinast ja rakendusest on vaja sobivaid ohutuskontrollerid, andureid ja täiturmehhanisme.

Keskkonnatingimused

Temperatuur, tolm, niiskus, vibratsioon, elektromagnetilised häired ja agressiivsed keskkonnatingimused võivad mõjutada komponentide valikut.
Juhtimiskapid, juhtpaneelid ja detsentraliseeritud moodulid peavad tagama asjakohase kaitse vastavalt ettenähtud keskkonnatingimustele.
Potentsiaalselt plahvatusohtlikes, hügieenilistes või eriti rasketes keskkondades kehtivad täiendavad nõuded.

Laiendatavus ja elutsükkel

Automatiseerimissüsteem peaks olema kohandatav tulevaste tootmisnõuetega.
Modulaarne riistvara, skaleeritav tarkvara ja kättesaadavad side liidesed hõlbustavad hilisemaid laiendusi.
Enne hankimist tuleks kontrollida ka varuosade kättesaadavust, tarkvara hooldust, tootja tuge ja komponentide pikaajalist kättesaadavust.

Integreerimine ja tehniline tugi

Keerukad automaatikasüsteemid nõuavad tihedat koostööd masinaehituse, elektrotehnika, tarkvaraarenduse ja tootmise vahel.
Tootja või süsteemiintegrator peaks rakendust mõistma ning suutma toetada projekteerimist, programmeerimist, kasutuselevõttu ja dokumenteerimist.
Selgelt määratletud vastutusalad ja täielikult täpsustatud liidesed vähendavad rakendamise käigus tekkivaid riske.

Kokkuvõte

Automatiseerimissüsteemid juhivad, jälgivad ja ühendavad võrku masinaid, tehaseid ja tööstusprotsesse.
Need hõlmavad PLC-sid, juhtimis- ja visualiseerimissüsteeme, väljavõrke, kaug-I/O-süsteeme, liikumisjuhtimise lahendusi, positsioneerimissüsteeme ja automaatset identifitseerimistehnoloogiat.
Sõltuvalt rakendusest on võimalik automatiseerida nii üksikuid masinafunktsioone kui ka terviklikke tootmis- ja töötlemisliine.
Peamised valikukriteeriumid hõlmavad funktsionaalset ulatust, juhtimisvõimsust, sidevõimalusi, käitamist, ohutust, keskkonnatingimusi ja laiendatavust.

Automatiseerimissüsteeme pakuvad erinevad tootjad ja tarnijad. Kõikehõlmavat teavet automatiseerimissüsteemide tootjate ja tarnijate kohta kogu maailmast leiate veebisaidilt Exportpages.