自動化と制御の問題を解決するために、業界は制御システムで絶えず変化するテクノロジーを使用して、効率的な生産または製造プロセスを実現しています。これらには、高品質で信頼性の高い制御システムが必要です。産業オートメーションの新しいトレンドは、制御バルブやその他の最終制御要素などのフィールドデバイスを制御するための最新の制御デバイスと通信プロトコルを扱っています。自動化された業界で使用されるスマートデバイスまたは機器の中には、PLCなどの他のフィールドレベルの制御デバイスとインターフェイスすることなく、プロセスを制御する機能と通信機能を備えているものがあります。

産業オートメーションとは何ですか？

産業オートメーションとは、PC / PLC / DCSなどのさまざまな制御デバイスを使用することであり、人間の大きな介入なしに業界のさまざまな操作を制御し、自動制御パフォーマンスを提供するために使用されます。業界では、制御戦略は、必要なパフォーマンスまたは出力を得るために実装された一連のテクノロジーを使用するため、自動化システムは業界にとって最も重要です。

産業における自動化されたプロセス

産業オートメーションには、カスケード制御、PLCとしての最新の制御ハードウェアデバイス、制御変数を検出するためのセンサーやその他の機器、信号を制御デバイスに接続する信号調整装置、ドライブ、その他の重要な最終制御デバイス、スタンドアロンなどの高度な制御戦略の使用が含まれますコンピューティングシステム、通信システム、警報およびHMI（Human Machine Interface）システム。

自動化された産業の必要性

制御マニュアル

定期的または手動のチェックを減らすため

一部の重要なアプリケーションでは、産業用操作を実行するためにプロセス変数の定期的なチェックが必要です。自動化装置は、定期的または手動の操作を減らし、自動作業条件を確立します。

生産性を高めるために

製造およびその他の生産プロセスを自動化すると、特定の労働投入量に対してより多くの生産量を生産することにより、生産率が向上します。

生産コストを削減

自動機械と装置を使用して、プロセスを制御するための人間の介入は突然落ちます。これにより、人件費、したがって製造コストへの投資が削減されます。

製品の品質を向上させるため

人間の努力による品質仕様の観点から、同じ作業を継続的に行うことは、すべての場合において完全ではないかもしれません。自動化装置を使用すると、リアルタイムのハードウェア制御デバイスを使用して、信頼性が高く均一な製品品質を得ることができます。

柔軟性を高めるには

さまざまな自動化装置を使用して、特に製造プロセスで複雑な環境を取得することなく、プロセスを簡単に処理します。

オペレーターフレンドリーで安全性を向上

機器やプロセスの操作の複雑さは、産業オートメーションによって軽減されます。オペレーターとしてのオペレーターの位置を監督の役割に変更します。

産業オートメーションの構造

産業オートメーションの構造は、センサーレベル、自動化制御レベル（ユニット、セル、プロセス制御）、監視レベル、エンタープライズレベルなど、さまざまなレベルの操作を説明します。ピラミッド構造は、先端を上るにつれて情報が集約されることを示します。そして降りてくる間、それは溶解します。これは、特定の変数の詳細情報が下部に表示されることを意味します。産業オートメーションは、エンタープライズレベルを自動化する必要がないように、すべてのレベルが自動化されることを意味するわけではありません。

自動化構造

センサーレベルは、プロセスレイヤーとも呼ばれます。センサーとアクチュエーターを使用して、プロセス変数の値を連続的または定期的に取得します。これらは、産業プロセスの目と腕として機能します。これらの機器には、空気圧機器、スマート機器などが含まれます。

自動化制御レベルまたは制御層は、PC / PLC / DCSなどの産業用制御デバイスを使用します。このレベルは、さまざまな組み込みプロセッサ、PIDアルゴリズムを利用してプロセスを制御します。

オートメーションレイヤー

監視レベルまたはSCADA層は、多くのチャネル情報を取得し、そのデータをシステムデータベースに保存します。さまざまな制御デバイスからデータを取得し、HMI（Human Machine Interface）に表示します。また、プロセス変数と制御変数のレベルを示すアラームも表示します。特別なソフトウェアを使用して、フィールドデバイスと対話するためのデータおよび通信プロトコルを取得します。

“ハーレーダビッドソン電圧レギュレータの配線図 ”

エンタープライズレベルでは、スケジューリング、注文と販売、製品計画などのタスクを実行します。

産業オートメーションの種類

自動化システムは、製造プロセスにおける柔軟性と統合レベルに基づいて、4つの基本的なタイプに分類されます。それらについて以下に説明します。

固定自動化

1.1。 固定自動化

この一連の操作では、実行する操作は機器の構成によって決まります。専用設備による大量生産に使用されます。この自動化システムの例は、自動組立ライン、蒸留プロセス、機械移送ラインです。

プログラム可能な自動化

2.プログラム可能な自動化

この場合、プログラムを変更することで操作順序を変更できます。操作の順序は、さまざまな製品構成に基づいて異なります。また、新しいプログラムを新製品のプログラマブルデバイスに入力することもできます。このタイプのシステムは、バッチプロセス、鉄鋼圧延機、産業用ロボットなどで使用されます。

3.柔軟な自動化

これは、プログラム可能な自動化の拡張機能です。これにより、製品設計のバリエーションに対処するための柔軟性が高まります。プロセスの順序を変更したい場合、オペレーターはコンピュータープログラムでコードの形式でコマンドを与えることができます。下位レベルの機器は、生産時間を失うことなくフィールドレベルで操作するための指示を受け取ります。このタイプの自動化は、多目的CNCマシン、無人搬送車などの製造に使用されます。

柔軟な自動化

4.統合された自動化

このタイプでは、システム全体がコンピューター制御下で完全に自動化されています。設計から発送まで、システム全体が完全自動化されています。機器もロボットで処理します。このシステムは、コンピューター統合生産システムで使用されます。

オートメーション機器

自動化された産業の装置

センサーとアクチュエーター

センサーはさまざまなプロセス変数を感知し、それらを電気信号または光信号に変換します。これらのセンサーには、温度、圧力、速度、流量などが含まれます。

“抵抗計は回路内の__________を測定します ”

アクチュエータは、電気信号を機械的手段に変換して、プロセスを制御します。これらには、リレー、磁石、サーボモーターなどが含まれます。

一部のセンサーとアクチュエーターは、スマートデバイスの下にある産業用フィールド通信バスと通信する機能を備えています。

産業用コンピューター

プログラマブルロジックコントローラー（PLC） 産業用コンピュータとも呼ばれ、特定の制御機能を実行するようにプログラムすることができます。これは、CPUまたはプロセッサ、さまざまな入出力デバイスとリレーモジュールを接続するためのI / Oモジュール（アナログとデジタルの両方）で構成されています。これらは、使用可能な入力に基づいてモジュールを拡張するための固定タイプまたは統合タイプのモジュラーにすることができます。

PLCに加えて、従来のPCを使用して、オンラインまたはプログラムの変更によってプロセスを制御します。 PLCには、制御戦略をプログラムするための専用ソフトウェアが付属しています。

HMI（ヒューマンマシンインターフェース）

HMIは、コンピューター画面やその他のディスプレイへの情報の表示、データベースへの結果の記録、アラーム信号の送信などの機能を提供します。SCADA（監視制御およびデータ取得）などの視覚ベースのテクノロジーを使用します。

通信システム

業界では、多くのセンサー、アクチュエーター、制御PC、およびその他の制御デバイスが地理的に分散しており、複数のデータバスを介して相互に作用しています。産業オートメーションで使用されるバスには、ファクトリーバス、プロセスバス、フィールドバスの3種類があります。

フィールドバスはフィールド機器と制御デバイスの間で相互作用し、プロセスバスは監視レベルのコンピュータをPLCなどの制御デバイスに接続します。ファクトリーバスは、組織の上位レベルを監督レベルに接続します。 RS-485、profibus、CAN制御modbusなどの通信にはさまざまなプロトコルが使用されます。

この記事に貴重な時間を割いていただきありがとうございます。産業オートメーションとは何かを理解していただければ幸いです。自動化に関する質問です。

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