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Industrieautomatisierung der Maschinen

Die Industrieautomatisierung ist einer der Bereiche der Elektrotechnik, der sich mit der weit verstandenen Automatisierung der Produktionsprozesse befasst.

Industrieautomatisierung – Integration

Sie beruht auf dem Zusammenfügen der Aktuatoren einer Maschine oder Fertigungslinie zu einem wirksamen System. Die Beispiele solcher Elemente sind: Motoren, Antriebe, Servoantriebe, pneumatische und hydraulische Elektroventile, Pumpen usw. Zu einem System gehören zusätzlich Prüf- und Messelemente, wie Sensoren, Initiatoren, Messgeräte, visuelle Systeme.

Darüber hinaus überwacht das Ganze ein Steuerungssystem (programmierbares Relais, PLC, Industriecomputer), das vom herkömmlichen oder Touch-Bedienfeld über das Kommunikationssystem gesteuert werden kann.

Steuer- und Messgeräte

Zur Kontrolle eines Produktionsprozesses sind Komponenten notwendig, die dem Controller das richtige Signal über den aktuellen Produktionszustand, über die Position usw. geben. Es gibt eine wachsende Auswahl an Sensoren, die ein immer breiteres Spektrum an Prozesssteuerungsfunktionen bieten. In unserer Arbeit verwenden wir nur die Komponenten der namhaften Firmen. Beispiele der Komponenten dieser Art sind:

  • Initiatoren (induktive Sensoren) – Komponenten, die Überprüfung der Position ermöglichen, wenn man sich ihnen nähert,
  • kapazitive Sensoren,
  • optische Sensoren,
  • Messer der physikalischen Größen (Strom-, Spannung-, Temperatur-, Druckmesser),
  • oder visuelle Systeme,
  • Sicherheitselemente (Vorhänge, Scanner),
  • und andere.

Dies sind die Komponenten, die am häufigsten in der Fertigungslinie montiert werden.
Außerdem werden in Schaltschränken verschiedenartige Relais (darunter Sicherheitsrelais), Wechselrichter, Umformer für Sensoren usw. installiert.

 

PLC

 

Die Steuerung ist das Herzstück des industriellen Automatisierungssystem. PLC, also die programmierbare logische Steuerung, ist neben den Industriecomputern und programmierbaren Relais eine der gängigsten Steuerungen.

Im Steuerungsgerät gibt es ein Programm, das für die Arbeit der gesamten Linie verantwortlich ist. Das PLC diagnostiziert, verarbeitet die eingehende Informationen, trifft auf der Grundlage eines im Voraus vorbereiteten Programms Entscheidungen und sendet Informationen über die Arbeitsparameter an die Aktuators. Wir arbeiten mit PLCs solcher Firmen wie:

  • SIEMENS
  • ALLEN BRADLEY (Rockwell Automation)
  • Mitsubishi
  • Omron
  • und andere.

HMI / SCADA

 

Ein HMI, auf Englisch: Human – Machine Interface, bedeutet auf Deutsch nichts anders als ein Bedienfeld. Ein Bedienfeld kann ein Satz von Tasten, Potentiometern und Schaltern oder aber ein zunehmend verwendetes Touch-Bedienfeld sein.

Die HMI-Bedienfelder sind moderne Lösungen, die in Verbindung mit einem PLC arbeiten. Für einfache und nicht anspruchsvolle Lösungen sind sie eine günstige Alternative zu mehreren Tasten und Schaltern und bieten darüber hinaus Prozessvisualisierungsfunktionen. Außerdem ermöglichen sie die Anzeige der Arbeitsparameter einer Fertigungslinie, die Anpassung der Einstellungen und die Prozesssteuerung.

Viel größere Möglichkeiten (die jedoch die Zusammenarbeit mit HMI nicht ausschließen) bieten die SCADA-Systeme (auf Englisch: Supervisory Control And Data Acquisition). Diese Systeme sind, wie ihr Name besagt, ein übergeordnetes System.

In einer Situation, in der wir mit mehreren PLCs kommunizieren, Prozessdaten sammeln und archivieren oder Datenbanken nutzen müssen, ist das SCADA-System die optimale Lösung.

 

Industrieautomatisierung – Kommunikation und Kommunikationsprotokolle

 

Die Industrieautomatisierung bedeutet auch  die Kommunikation und Kommunikationsprotokolle zwischen Geräten.

Während solche Komponenten wie Sensoren und Relais analoge und digitale Ausgänge haben und damit mit dem PLC kommunizieren können, wird für Geräte einer Linie die Kommunikation auf eine höhere Ebene gebracht.

Es gibt also immer mehr Elemente, die riesige Informationsmengen in Echtzeit austauschen müssen.

Zur Hilfe stehen hier Netzwerklösungen, wie:

  • ProfiBUS
  • DeviceNET
  • CAN/CANOpen

oder Industrial Ethernet:

  • ProfiNET
  • Ethernet/IP

 

Vorteile der Einführung der Industrieautomation

1

erhöhte Effizienz von Produktionsprozessen, Reproduzierbarkeit der Prozesse und

2

gleichbleibende Qualität

3

Kontrolle des Prozesses

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