Hệ thống máy sản phẩm: đặc điểm và ví dụ

Hệ thống máy sản phẩm là việc sử dụng công nghệ thông qua đó một quy trình hoặc thủ tục được thực hiện với sự hỗ trợ tối thiểu của con người. Nó còn được gọi là điều khiển tự động.

Một số hệ thống điều khiển xử lý các thiết bị như quy trình trong nhà máy, máy móc, kết nối với mạng điện thoại, nồi hơi và lò nung để xử lý nhiệt, ổn định và điều khiển tàu, máy bay và các phương tiện và ứng dụng khác với sự can thiệp tối thiểu hoặc giảm của con người.

Hệ thống máy sản phẩm bao gồm các ứng dụng từ bộ điều nhiệt trong nước điều khiển lò hơi, đến hệ thống điều khiển công nghiệp lớn với hàng chục ngàn phép đo đầu vào và tín hiệu điều khiển đầu ra.

Đối với sự phức tạp của điều khiển, nó có thể bao gồm từ điều khiển bật / tắt đơn giản đến các thuật toán đa biến cấp cao.

Hệ thống này đã đạt được bằng nhiều phương tiện khác nhau, chẳng hạn như các đơn vị khí nén, thủy lực, cơ khí, điện tử, điện và máy tính, thường kết hợp với nhau.

Các hệ thống phức tạp, như đã thấy trong các nhà máy, máy bay và tàu gần đây, thường sử dụng kết hợp tất cả các kỹ thuật này.

Các tính năng

Các hệ thống máy sản phẩm linh hoạt và chính xác là rất quan trọng cho lợi nhuận của hoạt động chế biến và sản xuất.

Phát triển các ứng dụng để giám sát và kiểm soát các nhà máy có thể khó khăn, bởi vì các ứng dụng thử nghiệm trong các nhà máy thực sự rất tốn kém và nguy hiểm. Các nhà thiết kế hệ thống thường dựa vào mô phỏng để xác nhận các giải pháp của họ trước khi thực hiện.

Hệ thống điều khiển phân tán hiện đại cung cấp các chức năng kiểm soát và kiểm tra tiên tiến. Việc tích hợp kiểm soát và thông tin trong toàn công ty cho phép các ngành công nghiệp tối ưu hóa hoạt động của các quy trình công nghiệp.

Họ cũng có thể được duy trì với các điều khiển chất lượng đơn giản. Tuy nhiên, tại thời điểm này, không phải tất cả các tác vụ đều có thể được tự động hóa và một số tác vụ tốn kém hơn để tự động hóa so với các tác vụ khác.

Máy móc có thể thực hiện các nhiệm vụ được thực hiện trong môi trường nguy hiểm hoặc vượt quá khả năng của con người, vì chúng có thể hoạt động ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt hoặc trong môi trường không khí phóng xạ hoặc độc hại.

Ưu điểm

- Hiệu suất hoặc năng suất cao hơn.

- Cải thiện chất lượng hoặc dự đoán lớn hơn về chất lượng.

- Cải thiện tính nhất quán và mạnh mẽ của các quy trình hoặc sản phẩm.

- Tính nhất quán cao hơn của kết quả.

- Giảm chi phí và chi phí trực tiếp cho công việc của con người.

- Việc cài đặt trong các hoạt động làm giảm thời gian chu kỳ.

- Bạn có thể hoàn thành các nhiệm vụ đòi hỏi mức độ chính xác cao.

- Thay thế người vận hành con người trong các nhiệm vụ liên quan đến công việc thể chất mạnh mẽ hoặc đơn điệu. Ví dụ, sử dụng xe nâng với một người lái xe thay vì một nhóm nhiều công nhân để nâng vật nặng. Nó làm giảm một số chấn thương nghề nghiệp. Ví dụ, ít căng thẳng trở lại bằng cách nâng vật nặng.

- Thay thế con người trong các nhiệm vụ được thực hiện trong môi trường nguy hiểm, chẳng hạn như hỏa hoạn, không gian, núi lửa, cơ sở hạt nhân, dưới nước, v.v.

- Thực hiện các nhiệm vụ vượt quá khả năng của con người về kích thước, trọng lượng, tốc độ, sức đề kháng, v.v.

- Giảm đáng kể thời gian hoạt động và thời gian quản lý công việc.

- Giải phóng công nhân đảm nhận các vai trò khác. Nó cung cấp các công việc cấp cao hơn trong việc phát triển, thực hiện, bảo trì và thực hiện các hệ thống máy sản phẩm.

Nhược điểm

Một số nghiên cứu dường như chỉ ra rằng hệ thống sản phẩm máy móc có thể áp đặt các tác động có hại vượt ra ngoài mối quan tâm vận hành. Ví dụ, sự dịch chuyển của người lao động do mất việc làm nói chung.

- Các mối đe dọa có thể có hoặc các lỗ hổng bảo mật vì có độ nhạy cảm tương đối lớn hơn để phạm lỗi.

- Chi phí phát triển không thể đoán trước hoặc quá mức.

- Chi phí ban đầu cho việc lắp đặt máy móc trong cấu hình của một nhà máy là cao, và việc không bảo trì hệ thống có thể gây ra sự mất mát của chính sản phẩm.

- Nó dẫn đến thiệt hại môi trường lớn hơn và có thể làm trầm trọng thêm sự thay đổi khí hậu.

Ví dụ

Một xu hướng là tăng cường sử dụng thị giác máy để cung cấp các chức năng kiểm tra tự động và hướng dẫn robot. Một điều nữa là sự gia tăng liên tục trong việc sử dụng robot.

Robot công nghiệp

Nó là một nhánh phụ trong hệ thống sản phẩm máy, hỗ trợ một số quy trình sản xuất. Các quy trình sản xuất như vậy bao gồm hàn, gia công, sơn, xử lý vật liệu và lắp ráp, trong số những người khác.

Robot công nghiệp sử dụng nhiều hệ thống phần mềm, điện và cơ khí cho phép tốc độ và độ chính xác cao, do đó vượt xa mọi hoạt động của con người.

Sự ra đời của robot công nghiệp xảy ra ngay sau Chiến tranh thế giới thứ hai, vì Hoa Kỳ nhận thấy sự cần thiết phải có một cách nhanh hơn để sản xuất hàng công nghiệp và tiêu dùng.

Logic kỹ thuật số và điện tử trạng thái rắn cho phép các kỹ sư xây dựng các hệ thống tốt hơn và nhanh hơn. Các hệ thống này đã được sửa đổi và cải tiến cho đến khi một robot duy nhất có thể hoạt động với rất ít hoặc không cần bảo trì 24 giờ mỗi ngày.

Vì những lý do này, vào năm 1997, khoảng 700.000 robot công nghiệp đã hoạt động và năm 2017 số tiền này đã tăng lên 1, 8 triệu.

Trong những năm gần đây, trí tuệ nhân tạo cũng được sử dụng với robot để tạo ra một giải pháp dán nhãn tự động, sử dụng cánh tay robot như thế nào. ứng dụng nhãn tự động, và trí tuệ nhân tạo để tìm hiểu và phát hiện các sản phẩm sẽ được dán nhãn.

Bộ điều khiển logic khả trình

Hệ thống máy sản phẩm liên quan đến bộ điều khiển logic lập trình (PLC) trong quy trình sản xuất.

Họ có một hệ thống xử lý cho phép thay đổi các điều khiển của đầu vào và đầu ra bằng một chương trình đơn giản.

PLC sử dụng bộ nhớ lập trình, lưu trữ các hướng dẫn và chức năng như sắp xếp thứ tự, thời gian, đếm, v.v.

Thông qua ngôn ngữ logic, PLC có thể nhận được nhiều loại đầu vào và trả về nhiều đầu ra logic khác nhau. Các đơn vị đầu vào là cảm biến và các đơn vị đầu ra là van, động cơ, vv

PLC tương tự như máy tính. Tuy nhiên, máy tính được tối ưu hóa để tính toán, trong khi PLC được hoàn thiện để sử dụng trong môi trường công nghiệp và cho các nhiệm vụ điều khiển.

Chúng được xây dựng theo cách mà chỉ cần một kiến ​​thức cơ bản về lập trình logic, và xử lý các rung động, tiếng ồn, độ ẩm và nhiệt độ cao.

Ưu điểm chính được cung cấp bởi PLC là tính linh hoạt của chúng. Do đó, với cùng các bộ điều khiển cơ bản, PLC có thể xử lý nhiều hệ thống điều khiển khác nhau.

Không còn cần thiết phải nối lại một hệ thống để thay đổi hệ thống điều khiển. Tính năng này tạo ra một hệ thống hiệu quả chi phí cho các hệ thống điều khiển phức tạp.