Industriële automatisering is een complex, dynamisch en fascinerend technologiegebied.
Invoering
In de wereld van vandaag is industriële automatisering vrijwel alomtegenwoordig. Geautomatiseerde systemen maken productie-, engineering-, constructie-, energieopwekking- en andere processen in de kern van de economie mogelijk om de efficiëntie en productiviteit te verbeteren. Tegenwoordig ondergaat industriële automatisering een nieuwe golf van belangrijke ontwikkelingen, aangedreven door innovatieve technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI), cloud computing, big data en het Internet of Things (IoT).
Wat is industriële automatisering?
Industriële automatisering verwijst naar het gebruik van geautomatiseerde besturingen, zoals programmeerbare logische controllers (PLC's) en externe terminaleenheden (RTU's). Deze helpen bij het controleren van industriële processen en machines en vervangen handmatige interventies en gevaarlijke geautomatiseerde assemblagewerkzaamheden.
Industriële automatisering bestaat uit een reeks gesynchroniseerde componenten. Het voert functies uit zoals controle, detectie, supervisie en monitoring van industriële processen.
Functioneel gezien omvat industriële automatisering veld-niveau (sensoren en actuatoren), besturing-niveau, supervisie, productiecontrole-niveau (SCADA) en informatie- en bedrijfsniveau-(MES en ERP).
Geautomatiseerde besturingscomponenten
PLC - Programmeerbare logische controller
Een PLC is een digitale computer van industriële-kwaliteit die is ontworpen om besturingsfuncties uit te voeren, vooral in industriële toepassingen.
Een programmeerbare logische controller is een elektronisch apparaat dat wordt gebruikt om processen te besturen. Het bestaat uit een centrale verwerkingseenheid; invoer- en uitvoerapparaten, voeding, communicatie en redundantie-eenheden. Een PLC wordt voor-afhankelijk van zijn toepassing voorgeprogrammeerd en in bedrijf gesteld. Een PLC ontvangt input uit het veld, verwerkt de input volgens de voltooide programmering en geeft commando's door aan veldapparatuur. Het kan ook via SCADA opdrachten ontvangen van operators van installaties en opdrachten geven aan veldapparatuur. De functies van een PLC verschillen per fabrikant, maar de basisarchitectuur blijft hetzelfde.
RTU - Externe terminaleenheid
RTU staat voor Remote Terminal Unit. Een RTU is een besturingsapparaat dat doorgaans op een externe locatie wordt geïnstalleerd als onderdeel van een groter systeem. Het primaire doel van een RTU is het bewaken en besturen van veldapparatuur zoals kleppen, actuatoren, sensoren, enz. RTU's zijn een essentieel onderdeel van SCADA-systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) en dienen als interface tussen SCADA-besturing en fysieke processen.
Een RTU bestaat uit een hardwarepaneel waarin een of meer invoer-/uitvoermodules (I/O) zijn ondergebracht. De belangrijkste componenten van een RTU zijn de centrale verwerkingseenheid (CPU), voeding, communicatiepoorten en fysieke I/O.
DCS - Gedistribueerd besturingssysteem
Een DCS (Distributed Control System) is ontworpen om complexere en geografisch uitgebreide industriële processen te beheren. Het gehele industriële proces is verdeeld in afzonderlijke controlezones, elk bestuurd door speciale autonome controllers. Veldapparaten communiceren met controllers in specifieke controlezones. Deze controllers zijn met elkaar verbonden via een snel-communicatienetwerk en verbonden met een technische pc, waar de algehele besturings-, monitoring-, datalogging- en alarmfuncties worden uitgevoerd. In een gedistribueerd controlesysteem worden controlebeslissingen genomen door fabrieksoperators en niet door de controllers zelf. Een DCS is een vooraf-ontworpen oplossing die configuratie vereist in plaats van programmeren (zoals een PLC).
PAC - Programmeerbare logische controller
Een PAC kan worden beschouwd als een combinatie van een PLC, RTU, DCS en pc. Het beschikt over de discrete besturingsmogelijkheden van een PLC, de multitasking- en opslagmogelijkheden van een pc, de multi-protocollencommunicatie en bediening op afstand van een RTU, en de enorme I/O-verwerkingsmogelijkheden van een DCS.
SCADA - Systeem voor toezichtscontrole en gegevensverzameling
Een Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA) is een software-interface waarmee exploitanten van installaties eenvoudig verschillende apparaten in industriële/fabrieksomgevingen kunnen besturen en bewaken. Daarnaast voert het data-acquisitie uit. Operators kunnen parameters bewaken via PLC/SCADA en opdrachten geven aan veldapparatuur. SCADA kan niet rechtstreeks communiceren met veldapparatuur; dit kan alleen via PLC's. Alle gegevens uit het veld komen de I/O-modules in de PLC binnen en worden opgeslagen op specifieke geheugenlocaties of registers. Op zijn beurt leest of schrijft SCADA naar deze geheugenlocaties. De volledige besturingslogica wordt opgeslagen in de PLC, niet in SCADA.