Az ipari automatizálás fejlődése a vállalkozások jövője. Az automatizálási megoldásokat a gyártóüzemek számos területén alkalmazzák: a gyártási folyamatoktól kezdve a minőségellenőrzésen át a logisztikáig. Mielőtt azonban ezeket a megoldásokat használatba vennék, meg kell ismerni az automatizálás alapjait, amelyek nélkül lehetetlen megérteni az egyes eszközök és rendszerek működését.

Az Ipar 4.0 új kihívásokat és lehetőségeket hoz az automatizálás területén, továbbá a következő években ez a trend fogja irányítani az egész iparág fejlődését. Ahhoz, hogy lépést tudjunk tartani vele, átfogó és széleskörű ismeretekre van szükség az ipari automatizálás területén. A fejlődés azonban nem ér véget a megszerzésével.

Ezt a tudást folyamatosan bővíteni és frissíteni kell, hiszen a változások és az innovációk gyorsan zajlanak a szemünk előtt. A Balluff teljes mértékben tisztában van azzal, hogy minden mester valaha tanonc volt. Éppen a kezdőket szem előtt tartva hoztuk létre az "Automatizálási alapok" kézikönyvet, amely a legfontosabb információkat tartalmazza a terület különböző területeiről - az érzékeléstől, a tárgyazonosítástól, a szenzortechnikán és az RFID-n át az IO-Linkig.

Az ipari automatizálás alapjairól szóló tanulmányunk elsősorban a pályakezdő fiatal mérnököknek, valamint a mérnökhallgatóknak és az ipari automatizálás szerelmeseinek szól. A cikk első részében az érzékelés, a tárgyazonosítás és a különböző paraméterek mérése terén felmerülő kérdések fejlődésével ismertetjük meg a hallgatóságot a legkorszerűbb megoldások segítségével. Biztosak vagyunk benne, hogy ezek sokfélesége (szöveges és videó formátumban) segít az ismeretek elsajátításában és az automatizálás alapjainak legjobb megértésében.

Az automatizálás alapjai - 1. lecke: Érzékelés. Az érzékelők látnak, hallanak és a saját nyelvükön kommunikálnak

Ahhoz, hogy jobban megértsük, miről is szól az ipari automatizálás, és hogyan működnek a megoldásai, fel kell ismernünk, hogy az egyes komponensek (érzékelők, hálózatok, vezérlők) működése az emberi érzékszervek működéséhez hasonlítható. Hihetetlen? És mégis! Ha közelebbről megnézzük, láthatunk néhány hasonlóságot az emberek és a gépek között. Ez egy kissé futurisztikus megközelítés, de nem kell tőle félni - mivel az ipari automatizálási megoldások működésének jobb megértését szolgálja.

Például - a látás, az ízlelés, a szaglás vagy az érintés érzékei számos érzékelő működésének felelnek meg - optoelektronikus, a nyomás mérésére, látás, kapacitív. A neurális háló megfelelője viszont azok a hálózati kapcsolatok lesznek, amelyeken keresztül az adatok továbbításra kerülnek - a vezérlőegységtől a végrehajtó egységig. A gép agya egy PLC logikai vezérlő, a füle ultrahangos érzékelők, az izmai pedig különböző típusú motorok és hajtások. A gépszerkezet és az ipari automatizálás alapjainak ilyen szemléletének köszönhetően még a kezdők is képesek lesznek megérteni az egyes, az Ipar 4.0-ra szabott megoldások működési elvét. Első pillantásra triviális összehasonlításnak tűnhet, de fontos megjegyezni, hogy az emberi test egy tökéletes működésű gép, amely valójában felülmúlhatatlan modell a csatlakozások, vezérlők és egyéb elemek számára. Amint azonban ez az analógia világossá válik, a kezdőknek szóló automatizálás többi témaköre is a helyére kerül.

A fenti analógiához kapcsolódó "oktatóanyag" első fejezetében bemutatott témák a következők:

Automatizálási alapok - 2. lecke: Objektumészlelés és azonosítás.

Az észlelés egy másik rendkívül fontos téma, amelyet az automatizálás alapjaiban vizsgálunk. Az érzékelőket gyártóüzemekben és vállalatoknál számos különböző alkalmazásban használják: gyártási folyamat, minőségellenőrzés vagy késztermékek csomagolása és logisztika esetében.

Az érzékelés elsősorban az objektumok azonosításán, valamint azok pozicionálásán alapul. Megfelelő érzékelőkkel nemcsak szilárd anyagok (fémes és nem fémes), hanem folyadékok is kimutathatók. Különböző technológiákat alkalmaznak a tárgyak azonosítására, például a mágneses mező detektálás, valamint a fény és a hang tulajdonságain alapuló megoldások, amelyek az ipari automatizálást reprezentáló eszközökben, azaz érzékelőkben vannak beágyazva.

A fent említett eszközök egyszerű felosztás szerint osztályozhatók: induktív érzékelők (amelyeket néhány vagy akár tíz mm távolságban lévő fémtárgyak észlelésére használnak), kapacitív érzékelők (mindent érzékelnek, ami bizonyos kapacitással rendelkezik közeli tartományban), optoelektronikus érzékelők (diffúzra oszlanak, amelyek a tárgyat használják a fény visszaverésére az érzékelőhöz, és fényvisszaverő optoelektronikai érzékelők, amelyek az egyirányú akadály elvén működnek - segítségükkel az objektumok észlelése nagyobb távolságról is lehetséges) és ultrahangos érzékelők (szinte minden tárgy nagyobb távolságra történő észlelésére szolgálnak).

Annak érdekében, hogy a közönség könnyebben elsajátíthassa az ipari automatizálás alapjait, valamint az érzékelők és tárgyazonosítás témáját, a Balluff a következő témafelosztást javasolta:

Az automatizálás alapjai - 3. lecke: A pozíció, a távolság, a nyomás mérése

A paraméterek (pozíció, távolság, nyomás) pontos mérése számos szempontot befolyásol egy vállalatnál - különösen a termelést és annak optimalizálási lehetőségét. Fontos, hogy a mérések valós időben, a lehető legnagyobb pontossággal történjenek.

Az ipari automatizálási megoldásoknak köszönhetően részletesen mérhető a tárgyak helyzete, távolsága, szöge vagy nyomása - megfelelően kiválasztott eszközökkel. Minden paraméter esetében - nyomás, távolság, szögek vagy pozíció - a mérési módszerek eltérőek, ezért egy adott megoldás kiválasztása előtt gondosan meg kell határozni azokat az igényeket, amelyekre reagálnia kell.

Különböző megoldásokat alkalmaznak a pozíció és egyéb paraméterek mérésére - az egyik példa a lineáris jelátalakító, amely lehetővé teszi több pozíció egyidejű mérését - még nehéz üzemi körülmények között is.

A második típus a mágneses kódolási technológia (amelyet a mágneses kódolók használnak) - a legalkalmasabb a valós időben végzett pontos mérésekhez.

A harmadik és negyedik típus (érzékelők által képviselve) az induktív technológia (alkalmas közeli mérésekre) és az optoelektronikus technológia (méréseket végez a távolságtól, az objektum textúrájától és színétől függetlenül). Milyen kérdéseket fogunk részletesen megvitatni ebben a témában?

Az ipari automatizálás nagyon széles terület - az alapok elmagyarázása azonban nagy elégedettséggel tölt el minket - különösen, ha pozitív visszajelzést kapunk a közönségtől. Az "Automatizálási alapok" sorozatunk következő cikkében az RFID-technológiával, a hálózati kapcsolatokkal és az IO-Link interfésszel foglalkozó részeket tárgyaljuk.