Промышленная революция стала акушеркой технологий автоматизации. Именно благодаря потребностям промышленной революции технология автоматизации вырвалась из своей скорлупы и достигла быстрого развития. В то же время технологии автоматизации также способствовали промышленному прогрессу. Сегодня технологии автоматизации широко применяются в таких областях, как машиностроение, энергетика, строительство, транспорт и информационные технологии, став основным средством повышения производительности труда.
Автоматизация производства, также известная как автоматизация цеха, относится к автоматическому завершению всего или части производственного процесса продукта. Для создания автоматизированного завода необходимы определенные электронные и механические изделия...
I. Контроллер - Мозг автоматизированного завода
Контроллер (английское название: контроллер) — командное устройство, управляющее пуском, регулированием скорости, торможением и реверсом электродвигателя путем изменения в заданной последовательности проводки главной цепи или цепи управления и изменения значений сопротивлений в цепи. Он состоит из счетчика программ, регистра команд, декодера команд, генератора синхронизации и контроллера операций. Он служит «органом,-принимающим решения», который выдает команды, координирует и направляет операции всей компьютерной системы. Обычно используемые контроллеры на автоматизированных заводах включают ПЛК и промышленные управляющие компьютеры.
Программируемый логический контроллер (ПЛК) использует тип программируемой памяти для внутреннего хранения программ, выполняя ориентированные на пользователя инструкции, такие как логические операции, последовательное управление, синхронизация, счет и арифметические операции, а также управляя различными типами оборудования или производственными процессами посредством цифрового или аналогового ввода/вывода.
Промышленные персональные компьютеры (IPC) — это тип промышленного управляющего компьютера, который использует структуру шины для обнаружения и управления производственными процессами, электромеханическим оборудованием и технологическим оборудованием. Компьютерные ПК обладают важными компьютерными атрибутами и функциями, такими как компьютерный процессор, жесткий диск, память, периферийные устройства и интерфейсы, а также операционная система, сети и протоколы управления, вычислительные возможности и -дружественный к пользователю-человеко-машинный интерфейс. Продукты и технологии в сфере промышленного контроля являются узкоспециализированными, классифицируются как промежуточные продукты и обеспечивают надежные, встроенные и интеллектуальные промышленные компьютеры для других отраслей.
II. Роботы-Надежные исполнители автоматизированных заводов
Робот – это автоматизированное машинное устройство, выполняющее задачи. Он может либо следовать человеческим командам, выполнять заранее-запрограммированные последовательности, либо действовать в соответствии с принципами, установленными технологией искусственного интеллекта. Его основная функция — помогать или заменять человеческий труд в таких задачах, как производство, строительство или опасные операции. Роботы обычно состоят из исполнительных механизмов, систем привода, сенсорных устройств, систем управления и сложных механических компонентов.
III. Серводвигатели - Силовые мышцы автоматизированных заводов
Серводвигатель — это двигатель, который управляет работой механических компонентов сервосистемы и служит вспомогательным двигателем для косвенного регулирования скорости. Серводвигатели обеспечивают точный контроль скорости и точности положения, преобразуя сигналы напряжения в крутящий момент и скорость для приведения в движение контролируемого объекта. Скорость вращения ротора серводвигателя контролируется входным сигналом и может быстро реагировать. В системах автоматического управления он выполняет роль исполнительного механизма и имеет такие характеристики, как малая электромеханическая постоянная времени, высокая линейность, низкое пусковое напряжение. Он может преобразовывать полученные электрические сигналы в угловое смещение или угловую скорость на валу двигателя. Они делятся на две основные категории: серводвигатели постоянного и переменного тока. Их основная характеристика заключается в том, что они не демонстрируют само-вращения, когда напряжение сигнала равно нулю, а их скорость равномерно снижается по мере увеличения крутящего момента.
Сервосистема (сервомеханизм) — это система автоматического управления, которая позволяет выходным управляемым переменным, таким как положение, ориентация и состояние объекта, отслеживать любые изменения входной цели (или заданного значения). Сервоприводы в основном полагаются на импульсы для позиционирования. По сути, когда серводвигатель получает один импульс, он вращается на угол, соответствующий этому импульсу, тем самым достигая смещения. Поскольку сам серводвигатель способен генерировать импульсы, он излучает соответствующее количество импульсов для каждого угла поворота. При этом создается петля обратной связи или замкнутая-система с импульсами, принимаемыми серводвигателем. Таким образом, система знает, сколько импульсов она отправила на серводвигатель и сколько импульсов получила обратно, что позволяет точно контролировать вращение двигателя и достигать точного позиционирования с точностью до 0,001 мм.
Серводвигатели постоянного тока делятся на коллекторные и бесщеточные. Коллекторные двигатели имеют низкую-стоимость, простую конструкцию, высокий пусковой момент, широкий диапазон скоростей и простоту управления. Однако они требуют неудобного обслуживания (замена угольных щеток), создают электромагнитные помехи и предъявляют экологические требования. Поэтому они подходят для общепромышленных и гражданских применений,-чувствительных к затратам.
IV. Датчики - Тактильное ощущение автоматизированного завода
Датчик (английское название: преобразователь/сенсор) — это устройство обнаружения, которое может воспринимать измеренную информацию и преобразовывать полученную информацию в электрические сигналы или другие необходимые формы вывода информации в соответствии с определенными правилами для удовлетворения требований передачи, обработки, хранения, отображения, записи и контроля информации. Это основной компонент для достижения автоматического обнаружения и контроля.
В современном промышленном производстве, особенно в автоматизированных производственных процессах, используются различные датчики для мониторинга и контроля параметров на протяжении всего производственного процесса, обеспечивающие работу оборудования в нормальных или оптимальных условиях и достижение высочайшего качества продукции. Поэтому можно сказать, что без широкого спектра высококачественных датчиков-современное производство потеряет свою основу.