Allgemeine Arten von Automatisierungssystemen

Leitfaden

Automatisierung ist, ähnlich wie die Mechanisierung, auf Maschinen (Automatisierungssysteme) angewiesen, um Funktionen auszuführen, die zunächst manuell ausgeführt wurden. Die Mechanisierung kann als Sprungbrett zwischen manueller Arbeit und Automatisierung gesehen werden – sie macht körperliche Arbeit überflüssig, aber es werden immer noch Bediener benötigt, die den Maschinenbetrieb überwachen und für Wartung und Rückmeldung sorgen. Ein Automatisierungssystem hingegen macht einen Bediener überflüssig, da es Rückmeldungen und sensorische Programme enthält. Das Ergebnis sind hochgradig unabhängige Maschinensysteme, die eine Aufgabe von Anfang bis Ende ohne menschliche Hilfe ausführen können.

Typen von Automatisierungssystemen

Automatisierte Maschinen haben sich nahtlos in unzählige Industriezweige integriert, wobei verschiedene Arten von industriellen Automatisierungssystemen alles von der Durchführung von Fertigungsaufgaben bis zur Bedienung von Telefonzentralen übernehmen. Im täglichen Leben begegnen wir automatisierten Systemen jedes Mal, wenn wir einen Geldautomaten benutzen. Der Grad der menschlichen Abhängigkeit ist hoch, ebenso wie die Funktionen, die wir ihnen anvertrauen – die Verwaltung unserer Finanzen, unserer Telefongespräche, unserer Computer. Bei einer solchen Vielfalt von Funktionen ist es nicht verwunderlich, dass nicht alle automatisierten Systeme gleich sind. Je nach der genauen Funktion kann eines von mehreren verschiedenen Werkzeugen für ein automatisiertes System verantwortlich sein: ein künstliches neuronales Netz, ein verteiltes Steuerungssystem, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, eine übergeordnete Steuerung und Datenerfassung oder eine speicherprogrammierbare Steuerung. Nachfolgend werden die Arten der Automatisierung sowie Beispiele für manuelle und automatisierte Systeme aufgeführt.

Bildnachweis: Big Sky Engineering

Künstliches neuronales Netz

Ein künstliches neuronales Netz ist ein mathematisches oder computergestütztes Modell, dessen Rhythmen die von biologischen Neuronen nachahmen. Die Struktur des Netzes ist adaptiv, d.h. sie kann sich auf der Grundlage des externen oder internen Informationsaustauschs innerhalb des Netzes verändern. Künstliche neuronale Netze werden zur Identifizierung von Mustern in Datenbeständen und zur Klassifizierung von Beziehungen (z. B. Sequenzerkennung) eingesetzt. Zu den Anwendungen gehören die Filterung von E-Mail-Spam, die Systemsteuerung (z. B. in einem Auto), die Mustererkennung in Systemen (z. B. Radar), die Mustererkennung in Sprache, Bewegung und Text sowie automatisierte Finanzhandelssysteme.

Verteiltes Steuersystem

Ein verteiltes Steuersystem ist ein System, bei dem es überall im System separate Steuerungen gibt. Die Steuerungen befinden sich nicht zentral, sondern sind je nach dem zu überwachenden Bereich des Systems verteilt – jede Steuerung ist mit den anderen über ein Kommunikationsnetz verbunden. Diese Art der Automatisierung von Fertigungsprozessen wird häufig eingesetzt, vor allem wenn es sich um eine kontinuierliche Aktion oder Produktion handelt. Die Steuerungen können für einen bestimmten Prozess spezifiziert und manipuliert werden, um die Maschinenleistung zu verbessern oder zu überwachen. Verteilte Steuersysteme steuern in der Regel Verkehrsampeln und können auch in der Ölraffinerie und bei der Stromerzeugung in Zentralstationen eingesetzt werden.

Mensch-Maschine-Schnittstelle

Gemeinsam als Benutzerschnittstelle bezeichnet, ist ein Mensch-Maschine-Schnittstellensystem auf die Interaktion des Menschen mit dem System angewiesen, um zu funktionieren. Der Benutzer gibt seine Eingaben ein, und das System erzeugt im Gegenzug Ausgaben, die mit den Absichten des Benutzers übereinstimmen. Damit dies funktioniert, müssen die Benutzer Zugang zu dem System haben und die Möglichkeit, es zu manipulieren. Geldautomaten beispielsweise sind so konzipiert, dass die Benutzer dem System leicht vorgeben können, was es tun soll, während es gleichzeitig in der Lage ist, leicht zu reagieren und die entsprechenden Ergebnisse zu liefern. Schaltflächen mit der Aufschrift „Abheben“ oder „Einzahlen“ bieten dem Benutzer eine einfache Möglichkeit, eine Kette von Befehlen innerhalb des internen Systems auszulösen. Das gewünschte Ergebnis, entweder die Entgegennahme einer Einzahlung oder die Auszahlung von Bargeld, kann dann erreicht werden.

Überwachungssteuerung und Datenerfassung

Ein Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssystem (SCADA) ist ein größeres industrielles Steuernetz, das oft aus kleineren Teilsystemen besteht, einschließlich Mensch-Maschine-Schnittstellensystemen, die mit entfernten Endgeräten verbunden sind, die Sensorsignale in verständliche Daten umwandeln. Diese Systeme können zusammenarbeiten, um einen ganzen Produktionsstandort oder sogar eine ganze Region zu steuern, indem sie mehrere verschiedene Produktionsanlagen miteinander verbinden. SCADA-Systeme haben große Ähnlichkeit mit verteilten Steuerungssystemen, und manchmal kann es schwierig sein, zwischen den beiden zu unterscheiden. Der Hauptunterschied liegt darin, was sie letztendlich tun: SCADA-Systeme steuern nicht jeden Prozess in Echtzeit, sondern koordinieren die Prozesse. Im Allgemeinen sind sich die beiden Systeme jedoch sehr ähnlich und werden oft in identischen Anwendungen eingesetzt.

Programmierbare logische Steuerungen

Programmierbare logische Steuerungen sind Echtzeitsysteme, d.h. es gibt eine festgelegte Frist und einen festgelegten Zeitrahmen, in dem das gewünschte Ergebnis erreicht werden muss. Das SPS-System ist im Wesentlichen ein Computer, der die Fertigungsmaschinen in einer industriellen Produktionslinie steuert. Daher verfügt es über zahlreiche Fähigkeiten, wie z. B. unterschiedliche Temperaturbereiche und Eingangs- und Ausgangseinstellungen sowie die Fähigkeit, Staub und anderen ungünstigen Bedingungen zu widerstehen. Speicherprogrammierbare Steuerungen können zur Programmierung einer Vielzahl von alltäglichen Anwendungen, wie z. B. Fahrgeschäften in Vergnügungsparks, verwendet werden.

Automatisierungssysteme – Zusammenfassung

Dieser Artikel vermittelte ein Verständnis für die verschiedenen Arten von industriellen Automatisierungssystemen. Weitere Informationen zu verwandten Produkten finden Sie in unseren anderen Leitfäden oder auf der Thomas Supplier Discovery Platform, wo Sie potenzielle Bezugsquellen ausfindig machen oder Details zu bestimmten Produkten einsehen können.

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