I en verden med stadig økende effektivitet er det ikke overraskende å finne at de fleste av bekvemmelighetene vi tar for gitt, oppnås gjennom automatiserte prosesser. Med menneskelige operatører som krever minimal oppmerksomhet, utfører maskiner viktige oppgaver som å analysere data, utføre operasjoner og samarbeide med hverandre.
Som et resultat av fremskritt innen industriell automasjon, blir systemer som SCADA kombinert med komponenter som PLS-er og HMI-er for å øke produktiviteten, brukervennligheten og forbedre sikkerheten under farlige forhold.
I dag bruker hundrevis av kritiske anlegg SCADA- og PLS-systemer som nesten alltid har HMI-er. disse prosessene er kritiske når det gjelder håndtering av automatisering og avansert systemdesign. Disse systemene vil bare bli bedre. Bruken av SCADA forventes å vokse med nesten 7 prosent innen 2024, med flere og flere produsenter som tar i bruk denne mer effektive tilnærmingen.
Men fordi noen av disse systemene har lignende funksjoner og funksjonalitet, er det viktig å forstå hvordan de er forskjellige og hvordan de fungerer spesifikt for bransjens behov.
Rask sammenbrudd av SCADA, HMI og PLS
SCADA-systemer er nødvendige for industrielle automasjonsfunksjoner. I likhet med datamaskiner kan disse komplekse systemene analysere informasjon, registrere data og utføre oppgaver uten mye menneskelig hjelp.
Systemer for tilsynskontroll og datainnsamling
Supervisory Control and Data Acquisition, eller SCADA, er en automatisert kontrollprosess som brukes av mange store industrier for industriell automatisering, for eksempel produksjon, konstruksjon og ingeniøranlegg.
SCADA er et todelt system:
- PLS (programmerbar logisk kontroll)
- RTU (Remote Terminal Unit)
Ofte vil SCADA også ha en egen komponent kalt en HMI (Human Machine Interface). I et nøtteskall er SCADA et system med både programvare- og maskinvareelementer for å kontrollere prosesser, samhandle og overvåke og logge data gjennom PLS-er og HMI-er.
Human Machine Interface
En HMI er et brukergrensesnitt eller dashbord som lar en menneskelig operatør samhandle med en maskin. HMI-er brukes over hele verden i et bredt spekter av teknologier, fra smarttelefoner til kraftverk.
HMI-er er ikke en del av spesifikk programvare, men brukes for folk til å kommunisere med en maskin eller enhet. HMI-er brukes først og fremst for å hjelpe brukere med å forstå og kontrollere data med fingertuppberøring gjennom en kommuniserbar enhet, for eksempel:
- skjerm (TV, datamaskin eller film)
- Knapper
- Spaker
- Datamus
- Tastatur
SCADA-systemer kan brukes uten HMI, selv om en HMI ofte anbefales. slik at operatører kan forstå hvordan de skal kommunisere med systemet og motta melding om eventuelle feil som må løses.
Programmerbare kontroller
Programmerbare logiske kontrollere er ofte beskrevet som mikrodatamaskiner som kan kommunisere med ulike objekter, systemer og maskiner. De er designet for å kontrollere og feilsøke nettverk, og det er derfor de er en nødvendig komponent i SCADA.
Systemet forenkler bruken av maskiner samtidig som det gir den nødvendige funksjonaliteten og brukes i enhver situasjon der en menneskelig operatør er nødvendig for svært pålitelig kontroll. I tillegg er de en intrikat del av industriell automasjon, uten hvilke et SCADA-system ikke kan fungere.
Noen av hovedfunksjonene til PLS-er i SCADA inkluderer:
- Robotikk
- samlebånd
- Disk
- Måling
- Databehandling
- Sensorer
- Motorer
- Lamper
- Fans
- Strømbryter
Den viktige rollen til industriell automatisering
Industriell automasjon er bruken av flere kontrollsystemer for å betjene maskiner og utstyr. Dette varierer sterkt mellom mange typer bransjer, som for eksempel produksjonsanlegg og kontrollsystemer for bygninger, transport og kommunikasjon.
Denne typen prosesser er kraftige og bruker datamaskiner og maskiner til å jobbe i stedet for mennesker, med minimal oppmerksomhet til operatører. Derfor inkluderer noen av hovedfordelene med automatiserte systemer:
- Økt produktivitet fordi maskinene kan kjøre utrettelig
- Forbedre produktkvaliteten ved å produsere samme mengde hver gang
- Reduser arbeidskostnadene ved å erstatte arbeidere med maskiner
- Reduser rutinemessige inspeksjoner ved å ha PLS-er og HMI-er som jobber sammen
- Forbedre sikkerheten ved å ta arbeidere ut av farlige miljøer
Når det kommer til stykket, er automatisering en utmerket måte å utføre viktige prosedyrer med minimal menneskelig innblanding. Selv om den brukes i forskjellige former, har denne metoden blitt brukt av mennesker i århundrer.
En kort historie om automatisering
Selv om Ford Motor Company laget begrepet "automatisering" i 1948, kan prosessen spores tilbake til det gamle Egypt. Faktisk går en av de første tilbakemeldingskontrollmekanismene tilbake til 270 f.Kr.!
I løpet av de neste århundrene søkte menneskeheten etter måter å gjøre arbeidet enklere. Med høsting av mat, bygging av hus og innføringen av den industrielle revolusjonen, var det hundrevis av måter å gjøre livet mer praktisk på. Gjennom 1800-tallet opplevde folk de første automatisk opererte maskinene, som ovner, motorer og termostater.
Etter hvert som tiden hoppet inn på 1900-tallet, brukte folk mye elektrisitet og industriell automatisering var i full gang. Industriell automatisering er litt mer kompleks enn automasjonsfolket har kjent på i årevis; det er kontroll og bruk av ulike systemer for å betjene utstyr som maskiner.
I dag er det stor etterspørsel etter produkter, forsyninger og nødvendigheter som transport og kraftproduksjon. En av de enkleste måtene å møte disse kravene er å bruke industriell automasjon. Disse komplette systemene hjelper til med å kontrollere disse store delene av livet, og disse krever effektive systemer som SCADA, PLC og HMI.
Hvordan SCADA, HMI og PLS fungerer sammen i industriell automasjon?
I dagens verden er det så mye teknologi å holde tritt med. Så selv om det kan høres overveldende ut å forstå nøyaktig hvordan et komplekst system som SCADA fungerer, er det en enkel informasjonskjede. Husk at SCADA-systemer er designet for å:
- Automatiser prosesser og prosedyrer
- Spor og analyser data og feil
- Utfør ekstern overvåking av nettsteder
- Øk produktiviteten og sørg for samme kvalitet
Men hvordan fungerer SCADA, PLS-er og HMI-er sammen?
SCADA forstås best som den sentraliserte databasen som lagrer og kontrollerer hele operasjonen. Denne kommuniserer med PLS, som er hvordan systemet kjører og kommuniserer innenfor driftsmiljøet. Hvis det er et HMI, kan det være i form av en skjerm, knapp, spak eller tastatur som lar et menneske samhandle med SCADA-PLC-systemet. Noen eksempler inkluderer fabrikkmaskiner, datamaskiner og kjøretøy.
I industriell produksjon er HMI avgjørende for å gi informasjon til operatøren. PLS-systemet identifiserer eventuelle problemer i SCADA-systemet og presenterer dem for operatøren gjennom HMI slik at problemet kan løses.
Produksjonsanlegg
Det er utallige bransjer som bruker automatiserte systemer, men noen av de mest populære er:
- Mat, som husdyr, korn, frukt- og grønnsakskonserver og emballasje
- Drikkevarer og tobakk, som flaskevann, brus, alkohol, sigaretter og sigarer
- Tekstiler, som klesstoffer, sengetøy, håndklær og draperier
- Treprodukter, som trelast, kryssfiner, finer, gulv og byggematerialer til hjemmet
Det er trygt å si at varer er etterspurt over hele verden, noe som igjen betyr at behovet for produktivitet er høyere enn noen gang. For å hjelpe til med å møte disse kravene, tyr produksjonsanlegg til industrielle automasjonssystemer, som bidrar til å øke produktiviteten og konsekvent produsere høykvalitetsprodukter.
Elektrisk kraftproduksjon
Med den jevne økningen i strømforbruket rundt om i verden, er det stor etterspørsel etter automatisert kraftproduksjon. Selv om disse fasilitetene må betjenes manuelt, kan mer produksjon distribueres takket være automatiserte systemer som SCADA.
Mat og detaljhandel
Hvis du har vært på en McDonald's gatekjøkkenrestaurant i det siste, så har du sannsynligvis lagt merke til det nyeste tilskuddet til butikken deres: bestillingskiosken. Med dette automatiserte bestillingssystemet for berøringsskjerm har produktiviteten økt, noe som betyr mindre ventetid for forbrukerne og mer tid for ansatte til å fokusere på arbeidet sitt.
Men McDonald's er ikke det eneste selskapet som bruker automatiserte systemer. I en gitt restaurant eller dagligvarebutikk kan du finne eksempler på disse systemene, for eksempel:
- Transportbåndsystemer
- Alternativer for netthandel
- Selvutsjekkingsautomater
- Droneleveranser
Et annet godt eksempel på et SCADA-system i detaljhandel er automatisert bankvirksomhet. Takket være minibanker kan folk ta ut penger fra sjekkkontoene sine når som helst. Disse systemene bruker SCADA, PLS-er og HMI-er for å fungere sammen.
Reise- og transportsystemer
Operatører stoler sterkt på automatiserte systemer når de kontrollerer og overvåker transportprosedyrer, for eksempel:
- fly
- flykontroll
- Styre skip
- tog
- Mekaniske avledninger
- GPS-trackere og enheter
- Tidsbestemt lys i veikryss
Operatøren vil bruke HMI, som kan være en kombinasjon av skjermer, spaker, knapper og tastaturer.
Konklusjon
Industriell automatisering endrer måten verden fungerer på. Mer enn noen gang før er maskiner i stand til å manipulere og behandle data for å øke produktiviteten, redusere arbeidskostnadene og redusere menneskelig interaksjon slik at produksjonen er konsistent.