En un món d'eficiència cada cop més gran, no és estrany trobar que la majoria de les comoditats que donem per fetes s'aconsegueixen mitjançant processos automatitzats. Amb els operadors humans que requereixen una atenció mínima, les màquines estan realitzant tasques importants com ara analitzar dades, realitzar operacions i treballar conjuntament entre elles.
Com a resultat dels avenços en l'automatització industrial, sistemes com SCADA s'estan combinant amb components com PLC i HMI per augmentar la productivitat, la comoditat i millorar la seguretat en condicions perilloses.
Avui, centenars d'instal·lacions crítiques utilitzen sistemes SCADA i PLC que gairebé sempre tenen HMI. aquests processos són crítics quan es tracta de gestionar l'automatització i el disseny avançat de sistemes. Aquests sistemes només milloraran. S'espera que l'ús de SCADA creixi gairebé un 7 per cent el 2024, amb cada cop més fabricants que adopten aquest enfocament més eficient.
Però com que alguns d'aquests sistemes tenen característiques i funcionalitats similars, és important entendre com es diferencien i com funcionen específicament per a les necessitats del vostre sector.
Desglossament ràpid de SCADA, HMI i PLC
Els sistemes SCADA són necessaris per a les funcions d'automatització industrial. Com els ordinadors, aquests sistemes complexos poden analitzar informació, registrar dades i realitzar tasques sense molta ajuda humana.
Control de Supervisió i Sistemes d'Adquisició de Dades
Control de supervisió i adquisició de dades, o SCADA, és un procés de control automatitzat que utilitzen moltes indústries grans per a l'automatització industrial, com ara les instal·lacions de fabricació, construcció i enginyeria.
SCADA és un sistema de dues parts:
- PLC (control lògic programable)
- RTU (Unitat terminal remota)
Sovint, SCADA també tindrà un component separat anomenat HMI (Human Machine Interface). En poques paraules, SCADA és un sistema amb elements tant de programari com de maquinari per controlar processos, interactuar i supervisar i registrar dades mitjançant PLC i HMI.
Interfície home màquina
Una HMI és una interfície d'usuari o tauler que permet a un operador humà interactuar amb una màquina. Les HMI s'utilitzen a tot el món en una àmplia gamma de tecnologies, des dels telèfons intel·ligents fins a les centrals elèctriques.
Les HMI no formen part d'un programari específic, però s'utilitzen perquè les persones es comuniquin amb una màquina o dispositiu. Les HMI s'utilitzen principalment per ajudar els usuaris a entendre i controlar les dades amb el toc del dit mitjançant un dispositiu comunicable, per exemple:
- pantalla (televisió, ordinador o pel·lícula)
- Botons
- Palanques
- Ratolí d'ordinador
- Teclat
Els sistemes SCADA es poden operar sense HMI, encara que sovint es recomana una HMI. perquè els operadors puguin entendre com comunicar-se amb el sistema i rebre la notificació dels errors que s'hagin de resoldre.
Controladors programables
Els controladors lògics programables sovint es descriuen com a microordinadors que poden comunicar-se amb diferents objectes, sistemes i màquines. Estan dissenyats per controlar i solucionar problemes de xarxes, per això són un component necessari de SCADA.
El sistema simplifica l'ús de les màquines alhora que proporciona la funcionalitat necessària i s'utilitza en qualsevol situació on es necessiti un operador humà per a un control altament fiable. A més, són una part complicada de l'automatització industrial, sense la qual un sistema SCADA no pot funcionar.
Algunes de les funcions principals dels PLC en SCADA inclouen:
- Robòtica
- cadena de muntatge
- Comptador
- Mesurament
- Informàtica
- Sensors
- Motors
- Llums
- Fans
- Interruptor de circuit
El paper important de l'automatització industrial
L'automatització industrial és l'ús de múltiples sistemes de control per fer funcionar màquines i equips. Això varia molt entre molts tipus d'indústries, com ara plantes de fabricació i sistemes de control d'edificis, transport i comunicacions.
Aquest tipus de procés és potent i utilitza ordinadors i màquines per treballar en comptes dels humans, amb una atenció mínima als operadors. Per tant, alguns dels principals avantatges dels sistemes automatitzats inclouen:
- Augment de la productivitat perquè les màquines poden funcionar incansablement
- Millora la qualitat del producte produint la mateixa quantitat cada vegada
- Reduir els costos laborals substituint els treballadors per màquines
- Reduïu les inspeccions rutinàries fent que els PLC i els HMI treballin conjuntament
- Millorar la seguretat traient els treballadors fora dels entorns perillosos
Quan es tracta d'això, l'automatització és una manera excel·lent de realitzar procediments importants amb una intervenció humana mínima. Tot i que s'utilitza de diferents formes, aquest mètode ha estat utilitzat pels humans durant segles.
Breu història de l'automatització
Tot i que Ford Motor Company va encunyar el terme "automatització" el 1948, el procés es remunta a l'antic Egipte. De fet, un dels primers mecanismes de control de retroalimentació es remunta al 270 aC!
Durant els segles següents, la humanitat va buscar maneres de facilitar la feina. Amb la recol·lecció d'aliments, la construcció de cases i la introducció de la Revolució Industrial, hi havia centenars de maneres de fer la vida més pràctica. Al llarg del 1800, la gent va experimentar les primeres màquines accionades automàticament, com ara forns, motors i termòstats.
A mesura que el temps va entrar al segle XX, la gent va fer un gran ús de l'electricitat i l'automatització industrial estava en ple apogeu. L'automatització industrial és una mica més complexa que l'automatització que la gent coneix des de fa anys; és el control i l'ús de diversos sistemes per fer funcionar equips com màquines.
Avui dia, hi ha una gran demanda de productes, subministraments i necessitats com el transport i la producció d'energia. Una de les maneres més fàcils de satisfer aquestes demandes és utilitzar l'automatització industrial. Aquests sistemes complets ajuden a controlar aquestes parts principals de la vida i requereixen sistemes efectius com SCADA, PLC i HMI.
Com funcionen conjuntament SCADA, HMI i PLC en l'automatització industrial?
En el món actual, hi ha molta tecnologia per mantenir-se al dia. Així, tot i que pot semblar aclaparador entendre exactament com funciona un sistema complex com SCADA, és una simple cadena d'informació. Recordeu que els sistemes SCADA estan dissenyats per:
- Automatitzar processos i procediments
- Seguiment i anàlisi de dades i errors
- Realitzar un seguiment remot del lloc
- Augmentar la productivitat i garantir la mateixa qualitat de sortida
Però, com funcionen conjuntament SCADA, PLC i HMI?
SCADA s'entén millor com la base de dades centralitzada que emmagatzema i controla tota l'operació. Això es comunica amb el PLC, que és com funciona el sistema i es comunica dins de l'entorn operatiu. Si hi ha una HMI, pot ser en forma de pantalla, botó, palanca o teclat que permeti a un ésser humà interactuar amb el sistema SCADA-PLC. Alguns exemples inclouen màquines de fàbrica, ordinadors i vehicles.
En la fabricació industrial, l'HMI és fonamental per proporcionar informació a l'operador. El sistema PLC identifica qualsevol problema dins del sistema SCADA i els presenta a l'operador a través de l'HMI perquè es pugui resoldre el problema.
Instal·lacions de fabricació
Hi ha innombrables indústries que utilitzen sistemes automatitzats, però algunes de les més populars són:
- Aliments, com ara bestiar, cereals, conserves i envasos de fruites i verdures
- Begudes i tabac, com ara aigua embotellada, refrescs, alcohol, cigarrets i cigars
- Tèxtils, com ara teixits de roba, roba de llit, tovalloles i cortines
- Productes de fusta, com ara fusta, fusta contraxapada, xapa, terres i materials de construcció d'habitatges
És segur dir que els béns són demanats a tot el món, la qual cosa significa que la necessitat de productivitat és més alta que mai. Per ajudar a satisfer aquestes demandes, les instal·lacions de fabricació estan recorrent a sistemes d'automatització industrial, que ajuden a augmentar la productivitat i produir productes d'alta qualitat constantment.
Generació d'energia elèctrica
Amb l'augment constant del consum d'electricitat a tot el món, hi ha una gran demanda de generació d'energia automatitzada. Tot i que aquestes instal·lacions s'han d'operar manualment, es pot distribuir més sortida gràcies a sistemes automatitzats com SCADA.
Alimentació i venda al detall
Si darrerament heu estat en un restaurant de menjar ràpid de McDonald's, probablement haureu notat la nova incorporació a la seva botiga: el quiosc de comandes. Amb aquest sistema automatitzat de comandes de pantalla tàctil, la productivitat ha augmentat, la qual cosa significa menys temps d'espera per als consumidors i més temps perquè els empleats es concentrin en la seva feina.
Però McDonald's no és l'única empresa que utilitza sistemes automatitzats. A qualsevol restaurant o botiga de queviures, podeu trobar exemples d'aquests sistemes, per exemple:
- Sistemes de cintes transportadores
- Opcions de compres en línia
- Màquines de pagament automàtic
- Lliuraments de drons
Un altre exemple excel·lent de sistema SCADA al detall és la banca automatitzada. Gràcies als caixers automàtics, les persones poden retirar diners en efectiu dels seus comptes corrents en qualsevol moment. Aquests sistemes utilitzen SCADA, PLC i HMI per treballar junts.
Sistemes de viatge i transport
Els operadors depenen molt dels sistemes automatitzats quan controlen i supervisen els procediments de transport, per exemple:
- avions
- control del trànsit aeri
- Dirigir vaixells
- trens
- Desviacions mecàniques
- Dispositius i rastrejadors GPS
- Llums cronometrats a les interseccions
L'operador utilitzarà l'HMI, que pot ser una combinació de pantalles, palanques, botons i teclats.
Conclusió
L'automatització industrial està canviant la manera de treballar del món. Més que mai, les màquines són capaços de manipular i processar dades per augmentar la productivitat, reduir els costos laborals i disminuir la interacció humana perquè la producció sigui coherent.