Индустриалната революция беше акушерката на технологията за автоматизация. Именно поради нуждите на индустриалната революция технологията за автоматизация се освободи от черупката си и постигна бързо развитие. В същото време технологията за автоматизация също насърчава индустриалния прогрес. Днес технологията за автоматизация се прилага широко в области като машиностроенето, енергетиката, строителството, транспорта и информационните технологии, превръщайки се в основно средство за подобряване на производителността на труда.
Фабричната автоматизация, известна още като автоматизация на цеха, се отнася до автоматичното завършване на целия или част от производствения процес на даден продукт. За да се постигне автоматизирана фабрика, някои електронни и механични продукти са незаменими...
I. Контролер - Мозъкът на автоматизираната фабрика
Контролерът (наименование на английски: контролер) е командно устройство, което контролира пускането, регулирането на скоростта, спирането и обръщането на електродвигател чрез промяна на окабеляването на главната верига или управляващата верига в предварително определена последователност и промяна на стойностите на съпротивлението във веригата. Състои се от програмен брояч, регистър на инструкциите, декодер на инструкции, генератор на време и оперативен контролер. Той служи като „орган за-вземане на решения“, който издава команди, координира и ръководи операциите на цялата компютърна система. Често използваните контролери в автоматизираните фабрики включват PLC и промишлени контролни компютри.
Програмируемият логически контролер (PLC) използва тип програмируема памет за вътрешно съхраняване на програми, като изпълнява-ориентирани към потребителя инструкции като логически операции, последователно управление, синхронизация, броене и аритметични операции и контролира различни видове машини или производствени процеси чрез цифров или аналогов вход/изход.
Индустриалните персонални компютри (IPC) са вид индустриален контролен компютър, който използва шинна структура за откриване и управление на производствени процеси, електромеханично оборудване и машини за обработка. IPC притежават важни компютърни атрибути и характеристики, като компютърен процесор, твърд диск, памет, периферни устройства и интерфейси, както и операционна система, мрежи за управление и протоколи, изчислителни възможности и удобен за потребителя-интерфейс човек-машина. Продуктите и технологиите в индустрията за индустриално управление са тясно специализирани, класифицирани като междинни продукти и осигуряват надеждни, вградени и интелигентни индустриални компютри за други индустрии.
II. Роботи-Надеждните изпълнители на автоматизирани фабрики
Роботът е автоматизирано машинно устройство, което изпълнява задачи. Може или да следва човешки команди, да изпълнява предварително-програмирани последователности или да действа според принципите, установени от технологията за изкуствен интелект. Основната му функция е да подпомага или замества човешкия труд при задачи като производство, строителство или опасни операции. Роботите обикновено се състоят от изпълнителни механизми, задвижващи системи, сензорни устройства, системи за управление и сложни механични компоненти.
III. Серво мотори - Силовите мускули на автоматизираните фабрики
Серво моторът е двигател, който контролира работата на механични компоненти в серво система, служейки като спомагателен двигател за индиректно регулиране на скоростта. Серво моторите позволяват прецизен контрол на скоростта и точността на позицията, преобразувайки сигналите за напрежение във въртящ момент и скорост за задвижване на контролирания обект. Скоростта на въртене на ротора на сервомотора се контролира от входния сигнал и може да реагира бързо. В автоматичните системи за управление той служи като задвижващ механизъм и има характеристики като малка електромеханична времева константа, висока линейност и ниско начално напрежение. Той може да преобразува получените електрически сигнали в ъглово изместване или изходна ъглова скорост на вала на двигателя. Те са разделени на две големи категории: DC и AC серво мотори. Тяхната основна характеристика е, че те не проявяват само-въртене, когато напрежението на сигнала е нула, и скоростта им намалява равномерно с увеличаване на въртящия момент.
Сервосистемата (сервомеханизъм) е автоматична система за управление, която позволява на управляваните изходни променливи като позиция, ориентация и състояние на обект да следват всякакви промени във входната цел (или зададена стойност). Сервосистемите разчитат предимно на импулси за позициониране. По същество, когато серво моторът получи един импулс, той се завърта под ъгъла, съответстващ на този импулс, като по този начин се постига изместване. Тъй като самият серво мотор има способността да генерира импулси, той излъчва съответен брой импулси за всеки ъгъл, който завърта. Това създава верига за обратна връзка или затворена-система с импулси, получени от сервомотора. По този начин системата знае колко импулси е изпратила към серво мотора и колко импулси е получила обратно, позволявайки прецизен контрол на въртенето на мотора и постигане на прецизно позициониране с точност до 0,001 mm.
DC серводвигателите се делят на мотори с четка и без четки. Двигателите с четки са с ниска-цена, имат проста структура, висок начален въртящ момент, широк диапазон на скоростта и са лесни за управление. Те обаче изискват поддръжка, която е неудобна (смяна на въглеродни четки), генерират електромагнитни смущения и имат екологични изисквания. Поради това те са подходящи за-чувствителни към разходите общи индустриални и граждански приложения.
IV. Сензори - Тактилното усещане на автоматизирана фабрика
Сензорът (наименование на английски: преобразувател/сензор) е устройство за откриване, което може да усети измерената информация и да преобразува усетената информация в електрически сигнали или други необходими форми на извеждане на информация съгласно определени правила, за да отговори на изискванията за предаване на информация, обработка, съхранение, показване, запис и контрол. Това е основният компонент за постигане на автоматично откриване и контрол.
В съвременното промишлено производство, особено в автоматизираните производствени процеси, се използват различни сензори за наблюдение и контрол на параметрите през целия производствен процес, като се гарантира, че оборудването работи в нормални или оптимални условия и продуктите постигат най-високо качество. Следователно може да се каже, че без широка гама от високо-качествени сензори съвременното производство би загубило основата си.