L'automazione industriale può essere approssimativamente definita come l'uso di tecnologie e sistemi di controllo (PC industriale, PLC, PAC, ecc.) per automatizzare i processi industriali al fine di migliorare la qualità e la produzione senza l'intervento umano. I sistemi di controllo vengono utilizzati per istruire le tecnologie integrate e altri dispositivi a funzionare automaticamente. Ad esempio, nei grandi stabilimenti di produzione automobilistica, i bracci robotici automatizzati possono eseguire rapidamente attività di produzione-ad alta intensità di manodopera, manuali o ripetitive su una linea di produzione per raggiungere livelli di precisione più elevati, consentendo operazioni manuali nello stesso lasso di tempo.
Quindi cosa controlla questa automazione? Entra nel computer industriale al centro della maggior parte dei sistemi di automazione industriale.
PC industriale con PLC/PAC
Grazie ai vantaggi ambientali e operativi, i PC industriali sono ora disponibili in tutte le forme e dimensioni. Dai computer a scheda singola rinforzati ai-PC box fanless di livello industriale completi con potenti CPU Intel, grafica HD e I/O avanzati. I PC industriali stanno plasmando il futuro dell’automazione industriale. I controllori logici programmabili (PLC) e i controllori di automazione programmabili (PAC) vengono ora sostituiti dai PC industriali grazie alla flessibilità, funzionalità, prestazioni e costi dei PC industriali. I PLC sono essenzialmente microcontrollori utilizzati per controllare le macchine. Sono costituiti da memoria, un processore e funzioni di input/output (i/o) e sono in grado di eseguire funzioni pre-programmate come matematica, conteggio, comunicazione, gestione di sensori e attivazione di attuatori.
I computer industriali possono essere implementati in una varietà di scenari operativi, incluso il reparto di produzione di una fabbrica, integrati in architetture di sicurezza e sorveglianza e altre impostazioni tecniche coinvolte nell'automazione dei processi e delle macchine. Rispetto ai computer di tipo commerciale-per uso generico-, i PC industriali sono in grado di resistere agli ambienti difficili spesso presenti negli ambienti industriali e simili, rendendoli una soluzione popolare per la produzione, l'energia, i trasporti, l'agricoltura e altri settori con ambienti altrettanto difficili. Questi computer rinforzati hanno anche la capacità di eseguire applicazioni HMI (Human Machine Interface), fornendo così anche una maggiore flessibilità rispetto a PLC e PAC. L'utilizzo di un kernel in tempo reale-migliora i modelli di automazione precedenti consentendo di separare l'automazione dall'ambiente del sistema operativo (OS).
PC industriali nell'automazione industriale
Gli usi e le applicazioni dei PC industriali vanno ben oltre l'ambito dell'automazione industriale ma, per questo articolo, ci limiteremo esclusivamente alle applicazioni nell'ambito dell'automazione industriale. Consideriamo innanzitutto il settore manifatturiero, il modo in cui vengono utilizzati i PC industriali e il modo in cui possono apportare vantaggi all'automazione industriale in questo campo.
Produzione:I robusti PC industriali forniscono la migliore piattaforma hardware per la produzione di massa che va oltre i limiti del normale lavoro manuale. L’automazione delle macchine ha consentito la produzione di massa e Internet ha consentito la comunicazione. I sistemi PC industriali, scossi fin dall’infanzia, sono oggi molto utilizzati da molti produttori, non solo per la visione artificiale e la guida dei robot, ma anche per la loro capacità di raccogliere dati preziosi da macchine e apparecchiature per la manutenzione preventiva.
Ispezione della confezione e controllo qualità:Naturalmente, un'altra applicazione importante nel settore manifatturiero è il controllo qualità-a controllo visivo, che opera a velocità più elevate e con maggiore precisione di quanto sia possibile per gli esseri umani. Utilizzando la visione artificiale e i sistemi di ispezione degli imballaggi, i produttori e gli stabilimenti di confezionamento alimentare possono automatizzare rapidamente il controllo qualità dei loro prodotti.. 3La visione artificiale è l'ultimo progresso nel settore della visione. Grazie alle potenti CPU multi-core, le CPU sono in grado di elaborare calcoli aggiuntivi sulla dimensione Z- a velocità ultra-veloci, fornendo dati multi-dimensionali più approfonditi sull'oggetto, consentendo una garanzia di qualità al 100%. Ciò porta il controllo di qualità a un nuovo livello, in cui la decisione di pass/fail di un sistema può dipendere da più parametri quali scala, forma, superficie, dimensione, ecc.
Monitoraggio delle risorse:Il manifatturiero non è l’unico settore che ha iniziato a fare molto affidamento sui PC industriali. Anche i settori della vendita al dettaglio e della sanità si occupano della gestione quotidiana dell'hardware dei PC industriali poiché hanno la capacità di tracciare e monitorare incoerenze e anomalie nelle risorse e nei processi. Questa operazione può essere eseguita sia in loco che in remoto e offre agli operatori di sistema un modo per monitorare le risorse o i processi in modo più accurato ed efficiente rispetto al lavoro manuale.
Simulazione e controllo:Le piattaforme PC industriali utilizzano potenti processori per emulare e creare simulazioni di potenziali scenari-del mondo reale. Ciò può migliorare le conoscenze per analizzare i rischi, prevedere ulteriori possibilità e testare i sistemi all’interno di qualsiasi quadro. La capacità di eseguire questi tipi di test e analisi consente ulteriori miglioramenti e sviluppi dell'infrastruttura esistente sulla base delle informazioni raccolte da simulazioni e previsioni. Considerato il grande dibattito sull’intelligenza artificiale e sull’apprendimento automatico, queste tre tecnologie convergeranno nel prossimo futuro per creare simulazioni ancora più avanzate.
Raccolta dati remota:nell’era dell’automazione e dell’IoT, i dati sono uno dei beni più preziosi in circolazione. La capacità dei sensori IoT remoti di inviare e ricevere dati sull'uso di macchinari, strumenti, hardware e altri dispositivi connessi remoti consente agli operatori che li distribuiscono di ricevere dati utilizzabili sui processi operativi, sull'affaticamento delle apparecchiature e sulle prestazioni generali. Questi dati consentono al sistema di controllo di sapere quando regolare la potenza di un dispositivo con estrema precisione, attivare gli attuatori, regolare il controllo della temperatura o della pressione e altre funzioni operative.
Automazione basata su IoT e PC-
Il PC è al centro della rivoluzione dell'IoT basata su standard aperti-, in particolare dell'IoT industriale, che sarà il cervello che controllerà l'infrastruttura da cui dipendono le comunità e le economie per la vita quotidiana. I sistemi e gli strumenti tecnologici operativi legacy dovranno essere protetti utilizzando computer più intelligenti finché non verranno sostituiti da tecnologie di sicurezza all'avanguardia-of-the-art. I gateway di comunicazione IoT richiederanno non solo componenti e assemblaggi robusti, ma anche una forte sicurezza di rete incorporata nel software che gestisce le comunicazioni tra le cose.