Arten von Automatisierungssteuerungssystemen
Ein Automatisierungssteuerungssystem ist das Herzstück aller industriellen Steuerungen und Systeme. Es hilft bei der Verwaltung von Systemen und Maschinen, um einen ordnungsgemäßen Betrieb innerhalb vorgegebener Parameter zu gewährleisten. Die Klassifizierung von Steuerungssystemen kann auf der Steuermethode, dem Systemtyp oder der Architektur oder der Anwendung basieren.
- Automatisierungssteuerungssysteme basierend auf der Steuermethode: Die beiden Haupttypen sind kontinuierliche Steuerungssysteme, wie z. B. industrielle Prozesse, die eine kontinuierliche Steuerung erfordern, und diskrete Steuerungssysteme, wie z. B. solche, die in der digitalen Elektronik zu finden sind und eine Ein-/Aus-Steuerung verwenden.
- Automatisierungssteuerungssysteme basierend auf dem Systemtyp: Open-Loop-Steuerungssysteme verlassen sich ausschließlich auf den Eingang, um einen Ausgang zu erzeugen, haben aber keine Rückkopplung, die mit dem Eingang verglichen werden kann; Closed-Loop-Steuerungssysteme steuern ihren Ausgang, indem sie ihn über eine Art von Rückkopplung mit ihrem Eingang vergleichen.
- Automatisierungssteuerungssysteme basierend auf der Architektur: Programmierbare Steuerungssysteme (SPS) werden in der Automatisierung von Anlagen und Maschinen eingesetzt, da sie rauen Bedingungen standhalten können; dezentrale Steuerungssysteme (DCS) bestehen aus Steuerungen, die über das gesamte System verteilt sind, um eine Steuerung zu erreichen, anstatt sie an einem zentralen Ort zu implementieren; Überwachungssteuerung (SCADA) bezieht sich auf groß angelegte industrielle Systeme, die Computer zur Überwachung verwenden.
- Automatisierungssteuerungssysteme basierend auf der Anwendung: Prozessregelungen werden verwendet, wenn Flüssigkeiten, Gase oder Pulver verarbeitet werden müssen, während Bewegungssteuerungen angewendet werden würden, wenn man etwas mit Präzision und Genauigkeit von Punkt A nach Punkt B bewegen möchte. Die Qualitätsprüfung setzt maschinelle Bildverarbeitungstechnologien zusammen mit anderen Sensoren ein, um Defekte usw. zu erkennen.
Funktionen und Merkmale des Automatisierungssteuerungssystems
- Steigerung der Produktivität: Dies wird durch optimierte Abläufe und schnellere Workflows erreicht.
- Kosteneinsparungen: Dazu gehören reduzierte Personalkosten, minimierter Materialverbrauch und reduzierter Energieverbrauch.
- Verbesserung der Produktqualität: Die Konsistenz der Produkte wird neben der erhöhten Präzision der Aufgaben verbessert.
- Mehr Sicherheit am Arbeitsplatz: Der manuelle Umgang mit gefährlichen Aufgaben wird minimiert, gleichzeitig wird die Sichtbarkeit von Systemen und Umgebungen verbessert.
- Bessere Compliance und Einhaltung von Vorschriften: Automatisierungssysteme werden mit Dokumentationswerkzeugen angeboten, die bei der Einhaltung von Industriestandards helfen.
- Programmierbarkeit: Steuerungsparameter werden durch Automatisierungssteuerungssysteme angepasst, die programmiert werden können, um den Prozessanforderungen gerecht zu werden.
- Echtzeitüberwachung und Visualisierung: Systemstatus und Prozessvariablen werden über Mensch-Maschine-Schnittstellen kontinuierlich überwacht.
- Datenprotokollierung und -analyse: Historische Daten können untersucht werden, um Trends aufzudecken, Prozesse zu verbessern oder Probleme zu beheben.
- Fernbedienung und -zugriff: Systeme können von praktisch jedem Ort aus gesteuert und überwacht werden, was mehr Flexibilität bietet.
- Alarm- und Ereignismanagement: Systeme reagieren schnell auf potenzielle Bedrohungen, da Alarme kritische Ereignisse signalisieren.
- Integrationsmöglichkeiten: Systeme sind miteinander verbunden, was einen koordinierten Betrieb zwischen verschiedenen Segmenten ermöglicht.
Szenarien
Automatisierungssteuerungssysteme finden vielfältige Anwendungen in verschiedenen Branchen. Der globale Markt für Automatisierungssteuerungssysteme wird von 27 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 auf 52 Milliarden US-Dollar bis 2030 wachsen. Industrien setzen Automatisierungssteuerungssysteme in verschiedenen Anwendungen ein, darunter die folgenden:
- Produktion: Automatisierungssteuerungssysteme tragen dazu bei, die Produktivität, Präzision und Effizienz in Produktions- und Industrieanlagen zu verbessern. Sie werden in verschiedenen Fertigungsprozessen eingesetzt, z. B. beim Materialhandling, der Maschinensteuerung, der Steuerung von Montagelinien und der Qualitätssicherung. Das Automatisierungssystem im Fertigungssektor verbessert die Produktqualität und -konsistenz und verkürzt gleichzeitig die Durchlaufzeiten.
- Gebäudeautomation: Automatisierungssteuerungssysteme helfen bei der Optimierung der Betriebsfunktionen eines Gebäudes, wie z. B. HLK-Systeme, Lichtsteuerung, Sicherheitssysteme und Zugangskontrolle.
- Prozessindustrie: In der Prozessindustrie wie der Petrochemie, der Zellstoff- und Papierindustrie, der Pharmaindustrie sowie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wird ein Automatisierungssteuerungssystem eingesetzt. Es reguliert auch präzise kritische Prozessparameter wie chemische Zusammensetzung, Temperatur, Druck, Durchflussrate und Füllstand.
- Stromerzeugung und Versorgungsunternehmen: Automatisierungssteuerungssysteme werden verwendet, um Prozesse zu überwachen und zu steuern, die an der Stromerzeugung beteiligt sind, z. B. die Überwachung von Turbinen und Generatoren, Brennstoffversorgungssystemen und Stromverteilungsanlagen. Sie helfen auch, Anomalien innerhalb des Systems zu erkennen und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.
- Marine/Transport: Das System wird in Schiffen, Wasserfahrzeugen und U-Booten eingesetzt, um verschiedene Operationen und Systeme zu überwachen und zu steuern. Es wird auch in der Luftfahrt und im Transportwesen eingesetzt, um die betriebliche Effizienz zu verbessern.
- Landwirtschaft: Ein Automatisierungssteuerungssystem für die Landwirtschaft hilft bei der Optimierung von Betriebsmanagementprozessen, der Steigerung des Ernteertrags und der Schonung von Ressourcen. Es steuert verschiedene landwirtschaftliche Betriebe, darunter die Tierhaltung, die Gewächshausbedingungen, die Bewässerung und die Düngung.
- Gesundheitswesen und Medizintechnik: Automatisierung und Steuerungssysteme im Gesundheitswesen regulieren und steuern kritische Parameter in verschiedenen Gesundheitseinrichtungen. Das System überwacht und steuert die Vitalwerte eines Patienten, wie z. B. Temperatur, Blutdruck, Herzfrequenz und Atemfrequenz.
- Sicherheit und Überwachung: Ein Automatisierungs- und Steuerungssystem trägt zur Verbesserung der Sicherheit bei, indem es verschiedene Sicherheitssysteme integriert, wie z. B. Perimeter-Sicherheit, Einbruchserkennung, Zugangskontrolle und Umweltüberwachung.
So wählen Sie ein Automatisierungssteuerungssystem aus
Automatisierungssteuerungssysteme sind in industriellen und kommerziellen Umgebungen von entscheidender Bedeutung. Alle Käufer müssen zahlreiche Kriterien berücksichtigen, bevor sie ein System auswählen, das ihren Bedürfnissen entspricht.
Das erste, was zu tun ist, ist die Definition der Anwendungsanforderungen. Käufer müssen den Prozess identifizieren, der eine automatische Steuerung benötigt. Bestimmen Sie außerdem den Betriebsumfang, die Komplexität und die kritischen Parameter, die gemessen oder gesteuert werden sollen. Eine Anwendungsspezifikation führt den Käufer zum geeigneten System und zur geeigneten Lösung.
Betrachten Sie nun die Systemarchitektur. Käufer müssen beurteilen, ob sie ein dezentrales Steuerungssystem, ein direktes Steuerungssystem oder ein sequenzielles Steuerungssystem benötigen. Direkte Steuerungssysteme überwachen und steuern Prozesse in der Regel in Echtzeit. Gleichzeitig führen sequenzielle Steuerungssysteme eine vordefinierte Abfolge von Operationen aus, um Automatisierungsaufgaben auszuführen. Ein Automatisierungssteuerungssystem, das alle drei Architekturen integriert, ist eine gute Wahl für Käufer. Denn es kann an unterschiedliche Anwendungsanforderungen angepasst werden.
Als Nächstes sollten Käufer die Systemkomponenten betrachten. Dazu gehören in der Regel Sensoren, Aktuatoren, Steuerungen, Bedienerschnittstellen und Kommunikationsgeräte. Stellen Sie sicher, dass alle Komponenten miteinander kompatibel sind. Stellen Sie außerdem sicher, dass sie Anforderungen wie Funktionalität, Zuverlässigkeit und Leistungsstandards erfüllen.
Käufer sollten die Skalierbarkeit und Flexibilität des Systems berücksichtigen. Viele Käufer berücksichtigen diese beiden Faktoren, weil sie ein Automatisierungssteuerungssystem wünschen, das sich an Änderungen ihrer Produktionsprozesse anpassen lässt. Käufer, die sich für ein System entscheiden, das an sich ändernde Anforderungen anpassbar ist, werden eine höhere Effizienz und geringere Betriebskosten haben.
Ein weiterer Punkt, den Käufer beachten sollten, ist die Integration und Kompatibilität. Das Automatisierungssteuerungssystem sollte sich in die vorhandene Infrastruktur integrieren und gut mit den aktuellen Geräten und Systemen funktionieren. Käufer müssen die Kompatibilität des Systems mit Protokollen, Technologien und Komponenten bewerten, die bereits im Einsatz sind.
Schließlich sollten Käufer Unterstützung, Service und Systemwartung berücksichtigen. Systeme, die einfach zu warten sind, haben geringere Betriebskosten und minimieren Ausfallzeiten.
F&A
F: Was sind die Vorteile von Automatisierungssteuerungssystemen?
A: Zahlreiche Branchen profitieren von erhöhter Produktivität, geringeren Kosten, besserer Qualität und Konsistenz, erhöhter Sicherheit sowie verbesserter Steuerung und Überwachung, die durch Automatisierungs- und Steuerungssysteme bereitgestellt werden.
F: Welche Branchen verwenden Automatisierungssteuerungssysteme?
A: Die Steuerungs- und Automatisierungssysteme werden in vielen Branchen eingesetzt, wie z. B. der Fertigung, der Energieerzeugung, der Öl- und Gasindustrie, der chemischen Verarbeitung, der Wasser- und Abwasseraufbereitung, der Pharmaindustrie, der Lebensmittelverarbeitung sowie der Gebäude-HLK-Systeme (Heizung, Lüftung und Klimatisierung) und vielen anderen.
F: Was ist der Unterschied zwischen industrieller Automatisierung und Steuerung?
A: Sowohl die industrielle Automatisierung als auch die Steuerung sind unerlässlich, um die Effizienz in der Industrie zu steigern. Automatisierung bezieht sich auf die Technologie, die verwendet wird, um den Betrieb von Maschinen mit geringem oder ohne menschliches Eingreifen zu steuern, während Steuerungssysteme das Verhalten der industriellen Automatisierung verwalten, befehlen oder regulieren.
