У світі постійно зростаючої ефективності не дивно виявити, що більшість зручностей, які ми сприймаємо як належне, досягаються завдяки автоматизованим процесам. Коли люди-оператори потребують мінімальної уваги, машини виконують такі важливі завдання, як аналіз даних, виконання операцій і взаємодія одна з одною.
У результаті прогресу в промисловій автоматизації такі системи, як SCADA, поєднуються з такими компонентами, як ПЛК і HMI, для підвищення продуктивності, зручності та підвищення безпеки в небезпечних умовах.
Сьогодні сотні критично важливих об’єктів використовують системи SCADA та PLC, які майже завжди мають HMI. ці процеси мають вирішальне значення, коли справа доходить до автоматизації обробки та вдосконаленого проектування системи. Ці системи будуть тільки вдосконалюватися. Очікується, що до 2024 року використання SCADA зросте майже на 7 відсотків, і все більше виробників застосують цей більш ефективний підхід.
Але оскільки деякі з цих систем мають подібні функції та функції, важливо розуміти, чим вони відрізняються та як вони функціонують спеціально для потреб вашої галузі.
Швидка розбивка SCADA, HMI та ПЛК
Системи SCADA необхідні для виконання функцій промислової автоматизації. Як і комп’ютери, ці складні системи можуть аналізувати інформацію, записувати дані та виконувати завдання без особливої допомоги людини.
Системи диспетчерського контролю та збору даних
Контрольний контроль і збір даних, або SCADA, — це автоматизований процес керування, який використовується багатьма великими галузями промисловості для промислової автоматизації, такими як виробництво, будівництво та інженерні об’єкти.
SCADA - це система з двох частин:
- PLC (програмоване логічне керування)
- RTU (віддалений термінал)
Часто SCADA також має окремий компонент під назвою HMI (інтерфейс людини-машини). У двох словах, SCADA — це система з програмними та апаратними елементами для керування процесами, взаємодії, моніторингу та реєстрації даних через ПЛК та HMI.
Людино-машинний інтерфейс
HMI — це інтерфейс користувача або інформаційна панель, яка дозволяє людині-оператору взаємодіяти з машиною. HMI використовуються в усьому світі в широкому діапазоні технологій, від смартфонів до електростанцій.
Інтерфейси HMI не є частиною спеціального програмного забезпечення, але використовуються для спілкування людей із машиною чи пристроєм. Інтерфейси HMI в основному використовуються, щоб допомогти користувачам розуміти та контролювати дані за допомогою дотику пальця через комунікаційний пристрій, наприклад:
- екран (телевізор, комп'ютер або кіно)
- кнопки
- Важелі
- Комп'ютерна мишка
- Клавіатура
Системи SCADA можуть працювати без HMI, хоча часто рекомендується HMI. щоб оператори могли зрозуміти, як спілкуватися з системою, і отримувати сповіщення про будь-які помилки, які потрібно вирішити.
Програмовані контролери
Програмовані логічні контролери часто описують як мікрокомп'ютери, які можуть спілкуватися з різними об'єктами, системами та машинами. Вони призначені для контролю та усунення несправностей мереж, тому є необхідним компонентом SCADA.
Система спрощує використання машин, водночас забезпечуючи необхідну функціональність і використовується в будь-якій ситуації, коли для високонадійного керування потрібна людина-оператор. Крім того, вони є складною частиною промислової автоматизації, без якої система SCADA не може функціонувати.
Деякі з основних функцій ПЛК в SCADA включають:
- Робототехніка
- складальна лінія
- Лічильник
- Вимірювання
- обчислювальна техніка
- Датчики
- Двигуни
- Лампи
- вболівальники
- Автоматичний вимикач
Важлива роль промислової автоматизації
Промислова автоматизація — це використання кількох систем керування для керування машинами та обладнанням. Це дуже різниться між багатьма типами галузей, наприклад виробничими підприємствами та системами керування будівлями, транспортом і зв’язком.
Цей тип процесу є потужним і використовує комп’ютери та машини для роботи замість людей, з мінімальною увагою до операторів. Таким чином, деякі з основних переваг автоматизованих систем включають:
- Підвищення продуктивності, оскільки машини можуть працювати невтомно
- Покращуйте якість продукції, виробляючи щоразу однакову кількість
- Зменшіть витрати на робочу силу, замінивши робітників машинами
- Зменште кількість рутинних перевірок, працюючи в тандемі з ПЛК і HMI
- Підвищення безпеки, виводячи працівників із небезпечного середовища
Коли справа доходить до справи, автоматизація є чудовим способом виконання важливих процедур із мінімальним втручанням людини. Незважаючи на те, що цей метод використовується в різних формах, люди використовували його протягом століть.
Коротка історія автоматизації
Незважаючи на те, що Ford Motor Company ввела термін «автоматизація» в 1948 році, цей процес можна простежити ще в стародавньому Єгипті. Фактично, один із перших механізмів контролю зі зворотним зв’язком датується 270 роком до нашої ери!
Протягом кількох наступних століть людство шукало способи полегшити роботу. Із збиранням їжі, будівництвом будинків і початком промислової революції з’явилися сотні способів зробити життя більш практичним. Протягом 1800-х років люди випробували перші машини з автоматичним керуванням, такі як печі, двигуни та термостати.
З часом у 20 столітті люди активно використовували електроенергію, а промислова автоматизація була в розпалі. Промислова автоматизація дещо складніша, ніж автоматизація, яку люди знали роками; це управління та використання різноманітних систем для керування таким обладнанням, як машини.
Сьогодні існує високий попит на продукти, матеріали та предмети першої необхідності, такі як транспорт і виробництво електроенергії. Одним із найпростіших способів задовольнити ці вимоги є використання промислової автоматизації. Ці комплексні системи допомагають контролювати ці основні частини життя, і для цього потрібні ефективні системи, такі як SCADA, PLC та HMI.
Як SCADA, HMI і PLC працюють разом у промисловій автоматизації?
У сучасному світі існує стільки технологій, за якими потрібно йти в ногу. Отже, хоча зрозуміти, як саме працює така складна система, як SCADA, може здатися надзвичайно важкою, це простий ланцюжок інформації. Пам’ятайте, що системи SCADA призначені для:
- Автоматизувати процеси та процедури
- Відстежуйте та аналізуйте дані та помилки
- Виконуйте віддалений моніторинг сайту
- Підвищте продуктивність і забезпечте таку ж якість продукції
Але як SCADA, ПЛК та HMI працюють разом?
SCADA найкраще розуміти як централізовану базу даних, яка зберігає та контролює всю роботу. Це зв’язується з ПЛК, тобто система працює та спілкується в операційному середовищі. Якщо є HMI, він може бути у формі екрана, кнопки, важеля або клавіатури, що дозволяє людині взаємодіяти з системою SCADA-PLC. Деякі приклади включають фабричні машини, комп’ютери та транспортні засоби.
У промисловому виробництві HMI має вирішальне значення для надання інформації оператору. Система PLC визначає будь-які проблеми в системі SCADA та представляє їх оператору через HMI, щоб проблему можна було вирішити.
Виробничі потужності
Існує незліченна кількість галузей промисловості, які використовують автоматизовані системи, але деякі з найпопулярніших:
- Продукти харчування, такі як худоба, зерно, фруктові та овочеві консерви та пакування
- Напої та тютюн, наприклад вода в пляшках, газована вода, алкоголь, сигарети та сигари
- Текстиль, наприклад тканини для одягу, постільна білизна, рушники та драпірування
- Вироби з деревини, такі як пиломатеріали, фанера, шпон, підлога та будівельні матеріали для дому
Можна з упевненістю сказати, що товари користуються попитом у всьому світі, а це, у свою чергу, означає, що потреба у продуктивності висока, ніж будь-коли. Щоб задовольнити ці вимоги, виробничі потужності звертаються до систем промислової автоматизації, які допомагають підвищити продуктивність і стабільно виробляти високоякісну продукцію.
Виробництво електроенергії
Зважаючи на постійне зростання споживання електроенергії в усьому світі, існує високий попит на автоматизоване виробництво електроенергії. Хоча цими об’єктами потрібно керувати вручну, завдяки автоматизованим системам, таким як SCADA, можна розподілити більше продукції.
Продукти харчування та роздрібна торгівля
Якщо ви нещодавно були в ресторані швидкого харчування McDonald's, то, мабуть, помітили нову новинку в цьому магазині: кіоск для замовлення. Завдяки цій автоматизованій системі замовлень із сенсорним екраном підвищилася продуктивність, що означає менше часу очікування для споживачів і більше часу для працівників, щоб зосередитися на своїй роботі.
Але McDonald's не єдина компанія, яка використовує автоматизовані системи. У будь-якому ресторані чи продуктовому магазині ви можете знайти приклади цих систем, наприклад:
- Системи конвеєрної стрічки
- Варіанти онлайн-покупок
- Автомати самообслуговування
- Доставка дронами
Іншим яскравим прикладом системи SCADA в роздрібній торгівлі є автоматизований банкінг. Завдяки банкоматам люди можуть зняти готівку зі своїх чекових рахунків у будь-який час. Ці системи використовують SCADA, ПЛК та HMI для спільної роботи.
Подорожі та транспортні системи
Оператори значною мірою покладаються на автоматизовані системи під час контролю та моніторингу транспортних процедур, наприклад:
- літаки
- управління повітряним рухом
- Кермування кораблями
- поїзди
- Механічні відведення
- GPS трекери та пристрої
- Ліхтарі на перехрестях
Оператор використовуватиме HMI, який може бути комбінацією екранів, важелів, кнопок і клавіатур.
Висновок
Промислова автоматизація змінює спосіб роботи світу. Більше, ніж будь-коли раніше, машини здатні маніпулювати та обробляти дані, щоб підвищити продуктивність, зменшити витрати на оплату праці та зменшити взаємодію з людьми, щоб результат був послідовним.