Hvernig SCADA, HMI og PLCs vinna saman

Í heimi sívaxandi skilvirkni kemur ekki á óvart að flest þau þægindi sem við tökum sem sjálfsögðum hlut eru unnin með sjálfvirkum ferlum. Þar sem mannlegir stjórnendur þurfa lágmarks athygli, eru vélar að sinna mikilvægum verkefnum eins og að greina gögn, framkvæma aðgerðir og vinna saman.

Vegna framfara í sjálfvirkni iðnaðar er verið að sameina kerfi eins og SCADA við íhluti eins og PLC og HMI til að auka framleiðni, þægindi og bæta öryggi við hættulegar aðstæður.

Í dag nota hundruð mikilvægra aðstöðu SCADA og PLC kerfi sem eru næstum alltaf með HMI. þessi ferli eru mikilvæg þegar kemur að því að meðhöndla sjálfvirkni og háþróaða kerfishönnun. Þessi kerfi munu bara batna. Búist er við að notkun SCADA muni aukast um næstum 7 prósent árið 2024, þar sem fleiri og fleiri framleiðendur taka upp þessa skilvirkari nálgun.

En vegna þess að sum þessara kerfa hafa svipaða eiginleika og virkni er mikilvægt að skilja hvernig þau eru ólík og hvernig þau virka sérstaklega fyrir þarfir iðnaðarins þíns.

Fljótleg sundurliðun á SCADA, HMI og PLC

SCADA kerfi eru nauðsynleg fyrir sjálfvirkni í iðnaði. Eins og tölvur geta þessi flóknu kerfi greint upplýsingar, skráð gögn og framkvæmt verkefni án mikillar mannlegrar aðstoðar.

Eftirlitseftirlit og gagnaöflunarkerfi

Eftirlitsstjórnun og gagnaöflun, eða SCADA, er sjálfvirkt eftirlitsferli sem er notað af mörgum stórum iðnaði fyrir sjálfvirkni í iðnaði, svo sem framleiðslu, smíði og verkfræðiaðstöðu.

SCADA er tvískipt kerfi:

• PLC (forritanleg rökstýring)
• RTU (Remote Terminal Unit)

Oft mun SCADA einnig hafa sérstakan íhlut sem kallast HMI (Human Machine Interface). Í hnotskurn er SCADA kerfi með bæði hugbúnaðar- og vélbúnaðarþáttum til að stjórna ferlum, hafa samskipti og fylgjast með og skrá gögn í gegnum PLC og HMI.

Mannavélaviðmót

HMI er notendaviðmót eða mælaborð sem gerir mönnum kleift að hafa samskipti við vél. HMI eru notuð um allan heim í margs konar tækni, allt frá snjallsímum til orkuvera.

HMI eru ekki hluti af sérstökum hugbúnaði, heldur eru þeir notaðir fyrir fólk til að eiga samskipti við vél eða tæki. HMI eru fyrst og fremst notuð til að hjálpa notendum að skilja og stjórna gögnum með fingurgóma í gegnum tengibúnað, til dæmis:

• skjár (sjónvarp, tölva eða kvikmynd)
• Hnappar
• Lyftir
• Tölvu mús
• Lyklaborð

SCADA kerfi er hægt að stjórna án HMI, þó oft sé mælt með HMI. þannig að rekstraraðilar geti skilið hvernig eigi að eiga samskipti við kerfið og fá tilkynningu um villur sem þarf að leysa.

Forritanlegir stýringar

Forritanlegum rökstýringum er oft lýst sem örtölvum sem geta átt samskipti við mismunandi hluti, kerfi og vélar. Þau eru hönnuð til að stjórna og leysa netkerfi og þess vegna eru þau nauðsynlegur hluti af SCADA.

Kerfið einfaldar notkun véla en veitir samt nauðsynlega virkni og er notað í öllum aðstæðum þar sem þörf er á mannlegum stjórnanda fyrir mjög áreiðanlega stjórn. Að auki eru þau flókinn hluti af sjálfvirkni iðnaðar, án hennar getur SCADA kerfi ekki virkað.

Sumar af helstu aðgerðum PLC í SCADA eru:

• Vélfærafræði
• færiband
• Teljari
• Mæling
• Tölvun
• Skynjarar
• Mótorar
• Lampar
• Aðdáendur
• Hringrásarrofi

Mikilvægt hlutverk iðnaðar sjálfvirkni

Iðnaðar sjálfvirkni er notkun margra stjórnkerfa til að stjórna vélum og búnaði. Þetta er mjög mismunandi milli margra tegunda atvinnugreina, svo sem verksmiðja og stjórnkerfi fyrir byggingar, flutninga og fjarskipti.

Þessi tegund af ferli er öflug og notar tölvur og vélar til að vinna í stað manna, með lágmarks athygli á rekstraraðilum. Þess vegna eru sumir af helstu kostum sjálfvirkra kerfa:

• Aukin framleiðni vegna þess að vélar geta gengið sleitulaust
• Bættu vörugæði með því að framleiða sama magn í hvert skipti
• Draga úr launakostnaði með því að skipta út starfsmönnum fyrir vélar
• Dragðu úr venjubundnum skoðunum með því að láta PLC og HMI vinna saman
• Bættu öryggi með því að taka starfsmenn úr hættulegu umhverfi

Þegar það kemur að því er sjálfvirkni frábær leið til að framkvæma mikilvægar aðgerðir með lágmarks mannlegri íhlutun. Þó að þessi aðferð sé notuð í mismunandi myndum, hefur þessi aðferð verið notuð af mönnum um aldir.

Stutt saga sjálfvirkni

Þrátt fyrir að Ford Motor Company hafi búið til hugtakið „sjálfvirkni“ árið 1948, má rekja ferlið aftur til Egyptalands til forna. Reyndar er eitt af fyrstu viðbragðsstýringum frá 270 f.Kr.!

Á næstu öldum leitaði mannkynið að leiðum til að auðvelda vinnu. Með uppskeru matar, byggingu húsa og innleiðingu iðnbyltingarinnar voru hundruðir leiða til að gera lífið hagnýtara. Allan 1800 upplifðu fólk fyrstu sjálfvirku vélarnar, svo sem ofna, vélar og hitastilla.

Þegar tíminn rann inn á 20. öldina nýtti fólk mikið rafmagn og iðnaðarsjálfvirkni var í fullum gangi. Iðnaðarsjálfvirkni er aðeins flóknari en sjálfvirknin sem fólk hefur þekkt í mörg ár; það er stjórn og notkun ýmissa kerfa til að stjórna búnaði eins og vélum.

Í dag er mikil eftirspurn eftir vörum, birgðum og nauðsynjum eins og flutningum og orkuframleiðslu. Ein auðveldasta leiðin til að mæta þessum kröfum er að nota iðnaðar sjálfvirkni. Þessi heill kerfi hjálpa til við að stjórna þessum helstu hlutum lífsins og þau þurfa skilvirk kerfi eins og SCADA, PLC og HMI.

Hvernig SCADA, HMI og PLC vinna saman í iðnaðar sjálfvirkni?

Í heiminum í dag er svo mikil tækni til að halda í við. Svo þó að það gæti hljómað yfirþyrmandi að skilja nákvæmlega hvernig flókið kerfi eins og SCADA virkar, þá er það einföld upplýsingakeðja. Mundu að SCADA kerfi eru hönnuð til að:

• Gerðu sjálfvirkan ferla og verklag
• Rekja og greina gögn og villur
• Framkvæma fjarvöktun á vefsvæði
• Auka framleiðni og tryggja sömu gæðaframleiðslu

En hvernig vinna SCADA, PLC og HMI saman?

SCADA er best skilið sem miðlægi gagnagrunnurinn sem geymir og stjórnar allri starfseminni. Þetta hefur samskipti við PLC, sem er hvernig kerfið keyrir og hefur samskipti innan rekstrarumhverfisins. Ef það er HMI getur það verið í formi skjás, hnapps, handfangs eða lyklaborðs sem gerir manni kleift að hafa samskipti við SCADA-PLC kerfið. Nokkur dæmi eru verksmiðjuvélar, tölvur og farartæki.

Í iðnaðarframleiðslu er HMI mikilvægt til að veita rekstraraðila upplýsingar. PLC kerfið greinir öll vandamál innan SCADA kerfisins og kynnir þau fyrir rekstraraðilanum í gegnum HMI svo hægt sé að leysa vandamálið.

Framleiðsluaðstaða

Það eru óteljandi atvinnugreinar sem nota sjálfvirk kerfi, en nokkrar af þeim vinsælustu eru:

• Matur, svo sem búfé, korn, ávaxta- og grænmetissoðvörur og umbúðir
• Drykkir og tóbak, svo sem vatn á flöskum, gos, áfengi, sígarettur og vindla
• Vefnaður, svo sem fataefni, rúmföt, handklæði og gluggatjöld
• Viðarvörur, svo sem timbur, krossviður, spónn, gólfefni og byggingarefni fyrir heimili

Það er óhætt að segja að vörur séu eftirsóttar um allan heim, sem aftur þýðir að framleiðniþörfin er meiri en nokkru sinni fyrr. Til að hjálpa til við að mæta þessum kröfum, eru framleiðslustöðvar að snúa sér að sjálfvirknikerfum í iðnaði, sem hjálpa til við að auka framleiðni og framleiða stöðugt hágæða vörur.

Rafmagnsframleiðsla

Með stöðugri aukningu á raforkunotkun um allan heim er mikil eftirspurn eftir sjálfvirkri orkuframleiðslu. Þrátt fyrir að stjórna þurfi þessum aðstöðu handvirkt er hægt að dreifa meiri framleiðslu þökk sé sjálfvirkum kerfum eins og SCADA.

Matur og smásala

Ef þú hefur farið á McDonald's skyndibitastað undanfarið, þá hefur þú líklega tekið eftir nýjustu viðbótinni við verslunina þeirra: pöntunarsöluna. Með þessu sjálfvirka snertiskjápöntunarkerfi hefur framleiðni aukist, sem þýðir minni biðtíma fyrir neytendur og meiri tíma fyrir starfsmenn til að einbeita sér að vinnu sinni.

En McDonald's er ekki eina fyrirtækið sem notar sjálfvirk kerfi. Á hverjum veitingastað eða matvöruverslun sem er geturðu fundið dæmi um þessi kerfi, til dæmis:

• Færibandakerfi
• Valmöguleikar fyrir innkaup á netinu
• Sjálfsafgreiðsluvélar
• Drónasendingar

Annað gott dæmi um SCADA kerfi í smásölu er sjálfvirk bankastarfsemi. Þökk sé hraðbönkum getur fólk tekið út reiðufé af tékkareikningum sínum hvenær sem er. Þessi kerfi nota SCADA, PLC og HMI til að vinna saman.
 

Ferða- og flutningakerfi

Rekstraraðilar reiða sig mikið á sjálfvirk kerfi þegar þeir stjórna og fylgjast með flutningsferlum, til dæmis:

• flugvélar
• flugumferðarstjórn
• Stýra skipum
• lestir
• Vélrænar tilfærslur
• GPS rekja spor einhvers og tæki
• Tímasett ljós á gatnamótum

Rekstraraðili mun nota HMI, sem getur verið sambland af skjám, stangum, hnöppum og lyklaborðum.

Niðurstaða

Iðnaðar sjálfvirkni er að breyta því hvernig heimurinn virkar. Meira en nokkru sinni fyrr geta vélar meðhöndlað og unnið úr gögnum til að auka framleiðni, draga úr launakostnaði og minnka mannleg samskipti þannig að framleiðsla sé í samræmi.