In een wereld van steeds toenemende efficiëntie is het niet verrassend dat de meeste gemakken die we als vanzelfsprekend beschouwen, worden bereikt door geautomatiseerde processen. Terwijl menselijke operators minimale aandacht nodig hebben, voeren machines belangrijke taken uit, zoals het analyseren van gegevens, het uitvoeren van bewerkingen en het samenwerken met elkaar.
Dankzij de vooruitgang in industriële automatisering worden systemen zoals SCADA gecombineerd met componenten zoals PLC's en HMI's om de productiviteit, het gebruiksgemak en de veiligheid in gevaarlijke omstandigheden te vergroten.
Tegenwoordig gebruiken honderden kritieke faciliteiten SCADA- en PLC-systemen die bijna altijd HMI's hebben. Deze processen zijn cruciaal als het gaat om het verwerken van automatisering en geavanceerd systeemontwerp. Deze systemen zullen alleen maar verbeteren. Het gebruik van SCADA zal naar verwachting met bijna 7 procent groeien tegen 2024, waarbij steeds meer fabrikanten deze efficiëntere aanpak omarmen.
Omdat sommige van deze systemen vergelijkbare kenmerken en functionaliteiten hebben, is het belangrijk om te begrijpen hoe ze verschillen en hoe ze specifiek voor de behoeften van uw sector functioneren.
Snelle analyse van SCADA, HMI's en PLC's
SCADA-systemen zijn nodig voor industriële automatiseringsfuncties. Net als computers kunnen deze complexe systemen informatie analyseren, gegevens registreren en taken uitvoeren zonder veel menselijke hulp.
Toezichthoudende controle- en data-acquisitiesystemen
Supervisory Control and Data Acquisition, of SCADA, is een geautomatiseerd besturingsproces dat door veel grote industrieën wordt gebruikt voor industriële automatisering, zoals productie-, bouw- en technische installaties.
SCADA is een systeem dat uit twee delen bestaat:
- PLC (Programmeerbare Logische Besturing)
- RTU (afstandsbediening terminal eenheid)
Vaak heeft SCADA ook een apart onderdeel, een zogenaamde HMI (Human Machine Interface). Kort gezegd is SCADA een systeem met zowel software- als hardware-elementen voor het besturen van processen, interactie en het bewaken en loggen van gegevens via PLC's en HMI's.
Mens-machine-interface
Een HMI is een gebruikersinterface of dashboard waarmee een menselijke operator met een machine kan interacteren. HMI's worden wereldwijd gebruikt in een breed scala aan technologieën, van smartphones tot energiecentrales.
HMI's maken geen deel uit van specifieke software, maar worden gebruikt om mensen te laten communiceren met een machine of apparaat. HMI's worden voornamelijk gebruikt om gebruikers te helpen gegevens te begrijpen en te beheren met hun vingertoppen via een communiceerbaar apparaat, bijvoorbeeld:
- scherm (tv, computer of film)
- Knoppen
- Hefbomen
- Computermuis
- Toetsenbord
SCADA-systemen kunnen zonder HMI worden bediend, hoewel een HMI vaak wordt aanbevolen. Zo weten operators hoe ze met het systeem moeten communiceren en krijgen ze meldingen over fouten die moeten worden opgelost.
Programmeerbare controllers
Programmeerbare logische controllers worden vaak beschreven als microcomputers die kunnen communiceren met verschillende objecten, systemen en machines. Ze zijn ontworpen om netwerken te besturen en problemen op te lossen, en daarom zijn ze een noodzakelijk onderdeel van SCADA.
Het systeem vereenvoudigt het gebruik van machines, maar biedt nog steeds de benodigde functionaliteit en wordt gebruikt in elke situatie waarin een menselijke operator nodig is voor zeer betrouwbare besturing. Bovendien vormen ze een ingewikkeld onderdeel van industriële automatisering, zonder welke een SCADA-systeem niet kan functioneren.
Enkele van de belangrijkste functies van PLC's in SCADA zijn:
- Robotica
- lopende band
- Balie
- Meten
- Computeren
- Sensoren
- Motoren
- Lampen
- Fans
- Stroomonderbreker
De belangrijke rol van industriële automatisering
Industriële automatisering is het gebruik van meerdere controlesystemen om machines en apparatuur te bedienen. Dit varieert sterk tussen veel soorten industrieën, zoals productiefaciliteiten en controlesystemen voor gebouwen, transport en communicatie.
Dit type proces is krachtig en gebruikt computers en machines om te werken in plaats van mensen, met minimale aandacht voor operators. Daarom zijn enkele van de belangrijkste voordelen van geautomatiseerde systemen:
- Hogere productiviteit omdat machines onvermoeibaar kunnen draaien
- Verbeter de productkwaliteit door telkens dezelfde hoeveelheid te produceren
- Verminder arbeidskosten door werknemers te vervangen door machines
- Verminder routinematige inspecties door PLC's en HMI's samen te laten werken
- Verbeter de veiligheid door werknemers uit gevaarlijke omgevingen te halen
Als het erop aankomt, is automatisering een uitstekende manier om belangrijke procedures uit te voeren met minimale menselijke tussenkomst. Hoewel deze methode in verschillende vormen wordt gebruikt, wordt deze al eeuwenlang door mensen gebruikt.
Een korte geschiedenis van automatisering
Hoewel Ford Motor Company de term "automatisering" in 1948 bedacht, kan het proces worden herleid tot het oude Egypte. Een van de eerste feedbackcontrolemechanismen dateert zelfs uit 270 v.Chr.!
In de daaropvolgende eeuwen zocht de mensheid naar manieren om werk gemakkelijker te maken. Met de oogst van voedsel, de bouw van huizen en de introductie van de Industriële Revolutie waren er honderden manieren om het leven praktischer te maken. Gedurende de 19e eeuw ervoeren mensen de eerste automatisch bediende machines, zoals ovens, motoren en thermostaten.
Toen de tijd sprong naar de 20e eeuw, maakten mensen intensief gebruik van elektriciteit en was industriële automatisering in volle gang. Industriële automatisering is iets complexer dan de automatisering die mensen al jaren kennen; het is de controle en het gebruik van verschillende systemen om apparatuur zoals machines te bedienen.
Tegenwoordig is er een grote vraag naar producten, benodigdheden en benodigdheden zoals transport en energieproductie. Een van de makkelijkste manieren om aan deze vraag te voldoen is door industriële automatisering te gebruiken. Deze complete systemen helpen om deze belangrijke onderdelen van het leven te controleren en vereisen effectieve systemen zoals SCADA, PLC en HMI.
Hoe werken SCADA, HMI en PLC samen in industriële automatisering?
In de wereld van vandaag is er zoveel technologie om bij te houden. Dus hoewel het overweldigend kan klinken om precies te begrijpen hoe een complex systeem als SCADA werkt, is het een simpele keten van informatie. Vergeet niet dat SCADA-systemen zijn ontworpen om:
- Automatiseer processen en procedures
- Volg en analyseer gegevens en fouten
- Voer monitoring op afstand uit
- Verhoog de productiviteit en zorg voor dezelfde kwaliteit van de output
Maar hoe werken SCADA, PLC's en HMI's samen?
SCADA wordt het best begrepen als de gecentraliseerde database die de gehele operatie opslaat en bestuurt. Deze communiceert met de PLC, en zo draait en communiceert het systeem binnen de operationele omgeving. Als er een HMI is, kan dit de vorm hebben van een scherm, knop, hendel of toetsenbord waarmee een mens kan communiceren met het SCADA-PLC-systeem. Enkele voorbeelden zijn fabrieksmachines, computers en voertuigen.
In de industriële productie is de HMI van cruciaal belang voor het verstrekken van informatie aan de operator. Het PLC-systeem identificeert eventuele problemen binnen het SCADA-systeem en presenteert deze via de HMI aan de operator, zodat het probleem kan worden opgelost.
Productiefaciliteiten
Er zijn talloze sectoren die gebruikmaken van geautomatiseerde systemen, maar enkele van de populairste zijn:
- Voedsel, zoals vee, granen, fruit- en groenteconserven en verpakkingen
- Dranken en tabak, zoals flessenwater, frisdrank, alcohol, sigaretten en sigaren
- Textiel, zoals kledingstoffen, beddengoed, handdoeken en gordijnen
- Houtproducten, zoals timmerhout, multiplex, fineer, vloeren en bouwmaterialen voor woningen
We kunnen gerust stellen dat er over de hele wereld vraag is naar goederen, wat op zijn beurt betekent dat de behoefte aan productiviteit groter is dan ooit. Om aan deze vraag te voldoen, wenden productiefaciliteiten zich tot industriële automatiseringssystemen, die de productiviteit helpen verhogen en consistent hoogwaardige producten produceren.
Elektriciteitsopwekking
Met de gestage toename van het elektriciteitsverbruik over de hele wereld is er een grote vraag naar geautomatiseerde stroomopwekking. Hoewel deze faciliteiten handmatig bediend moeten worden, kan er meer output worden gedistribueerd dankzij geautomatiseerde systemen zoals SCADA.
Voedsel en detailhandel
Als u onlangs bij een McDonald's fastfoodrestaurant bent geweest, dan heeft u waarschijnlijk de nieuwste toevoeging aan hun winkel opgemerkt: de bestelzuil. Met dit geautomatiseerde touchscreen-bestelsysteem is de productiviteit toegenomen, wat betekent dat consumenten minder hoeven te wachten en werknemers meer tijd hebben om zich op hun werk te concentreren.
Maar McDonald's is niet het enige bedrijf dat geautomatiseerde systemen gebruikt. In elk willekeurig restaurant of supermarkt vindt u voorbeelden van deze systemen, bijvoorbeeld:
- Transportbandsystemen
- Online winkelopties
- Zelfscankassa's
- Bezorging met drones
Een ander goed voorbeeld van een SCADA-systeem in de detailhandel is geautomatiseerd bankieren. Dankzij geldautomaten kunnen mensen op elk gewenst moment geld opnemen van hun betaalrekening. Deze systemen gebruiken SCADA, PLC's en HMI's om samen te werken.
Reis- en transportsystemen
Operators vertrouwen sterk op geautomatiseerde systemen bij het regelen en monitoren van transportprocedures, bijvoorbeeld:
- vliegtuigen
- luchtverkeersleiding
- Schepen besturen
- treinen
- Mechanische omleidingen
- GPS-trackers en -apparaten
- Tijdgestuurde verkeerslichten op kruispunten
De operator gebruikt de HMI, die kan bestaan uit een combinatie van schermen, hendels, knoppen en toetsenborden.
Conclusie
Industriële automatisering verandert de manier waarop de wereld werkt. Meer dan ooit tevoren kunnen machines data manipuleren en verwerken om de productiviteit te verhogen, arbeidskosten te verlagen en menselijke interactie te verminderen, zodat de output consistent is.