ניתן להגדיר באופן גס אוטומציה תעשייתית כשימוש בטכנולוגיה ובמערכות בקרה (מחשב תעשייתי, PLC, PAC וכו') לאוטומציה של תהליכים תעשייתיים לשיפור האיכות והייצור ללא התערבות אנושית. מערכות בקרה משמשות להנחות טכנולוגיות משולבות והתקנים אחרים לפעול באופן אוטומטי. לדוגמה, במפעלי ייצור רכב גדולים, זרועות רובוטיות אוטומטיות יכולות לבצע במהירות-משימות ייצור אינטנסיביות, ידניות או חוזרות על קו ייצור כדי להשיג רמות דיוק גבוהות יותר, מה שמאפשר לבצע פעולות ידניות באותו פרק זמן.
אז מה שולט באוטומציה הזו? היכנסו למחשב התעשייתי שבלב רוב מערכות האוטומציה התעשייתית.
מחשב תעשייתי עם PLC / PAC
בשל היתרונות הסביבתיים והתפעוליים שלהם, מחשבים תעשייתיים מגיעים כעת בכל הצורות והגדלים. ממחשבי לוח יחיד מוקשחים ועד למחשבים מלאים-תעשייתיים ללא מאווררים עם מעבדי Intel חזקים, גרפיקת HD ו-I/O עשירים. מחשבים תעשייתיים מעצבים את עתיד האוטומציה התעשייתית. בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC) ובקרי אוטומציה ניתנים לתכנות (PAC) מוחלפים כעת במחשבים תעשייתיים בשל הגמישות, הפונקציונליות, הביצועים והעלות של מחשבים תעשייתיים. PLCs הם בעצם מיקרו-בקרים המשמשים לשליטה במכונות. הם מורכבים מזיכרון, מעבד ופונקציות קלט/פלט (i/o), ומסוגלים לבצע פונקציות-מתוכנתות מראש כגון מתמטיקה, ספירה, תקשורת, ניהול חיישנים והפעלת מפעילים.
ניתן לפרוס מחשבים תעשייתיים במגוון תרחישי הפעלה, כולל רצפת הייצור של מפעל, מוטמעים בארכיטקטורות אבטחה ומעקב והגדרות טכניות אחרות הכרוכות באוטומציה של תהליכים ומכונות. בהשוואה למחשבים מסחריים-למטרים כלליים-, מחשבים תעשייתיים מסוגלים לעמוד בסביבות הקשות שנמצאות לעתים קרובות בסביבות תעשייתיות וכדומה, מה שהופך אותם לפתרון פופולרי לייצור, אנרגיה, תחבורה, חקלאות ותעשיות אחרות עם סביבות מאתגרות דומות. למחשבים הקשוחים הללו יש גם את היכולת להריץ יישומי ממשק מכונה אנושי (HMI), ובכך מספקים גם גמישות רבה יותר מ-PLC ו-PAC. השימוש בקרנל בזמן אמת-משפר את דגמי האוטומציה הישנים יותר בכך שהוא מאפשר הפרדה של אוטומציה מסביבת מערכת ההפעלה (OS).
מחשבים תעשייתיים באוטומציה תעשייתית
השימושים והיישומים של מחשבים אישיים תעשייתיים חורגים הרבה מעבר להיקף האוטומציה התעשייתית, אך עבור מאמר זה, ניצמד ליישומים בהיקף של אוטומציה תעשייתית בלבד. בואו נסתכל תחילה על ייצור וכיצד משתמשים במחשבים תעשייתיים וכיצד הם יכולים להועיל לאוטומציה תעשייתית בתחום זה.
ייצור:מחשבים תעשייתיים קשיחים מספקים את פלטפורמת החומרה הטובה ביותר לייצור המוני שחורגת מהמגבלות של עבודת כפיים רגילה. אוטומציה של מכונות אפשרה ייצור המוני והאינטרנט אפשר תקשורת. מערכות PC תעשייתיות, מטלטלות מינקות, זוכות כיום לסמוך רב על ידי יצרנים רבים, לא רק עבור ראיית מכונה והנחיית רובוטים, אלא גם עבור יכולתן לאסוף נתונים יקרי ערך ממכונות וציוד לתחזוקה מונעת.
בדיקת חבילה ובקרת איכות:כמובן, יישום מרכזי נוסף בייצור הוא אבטחת איכות-מבוקרת ראייה, הפועלת במהירויות גבוהות יותר ובדיוק גבוה יותר ממה שניתן לבני אדם. תוך שימוש במערכות ראיית מכונה ובדיקת אריזות, יצרנים כמו גם מפעלי אריזות מזון יכולים להפוך את הבטחת האיכות של המוצרים שלהם לאוטומטית בקצב מהיר. 3ראיית מכונה D היא ההתקדמות האחרונה בתעשיית הראייה. הודות למעבדים רבי-ליבות רבי עוצמה, מעבדים מסוגלים לעבד חישובי מימד Z- נוספים במהירויות-מהירות במיוחד, ומספקים נתונים רב-ממדיים- עמוקים יותר על האובייקט, ומאפשרים אבטחת איכות של 100%. זה לוקח את בקרת האיכות לרמה חדשה, שבה החלטת מערכת לעבור/נכשל עשויה להיות תלויה בפרמטרים נוספים כמו קנה מידה, צורה, משטח, גודל וכו'.
מעקב אחר נכסים:הייצור אינו התעשייה היחידה שהחלה להסתמך במידה רבה על מחשבים תעשייתיים. למגזרי הקמעונאות והבריאות יש גם את הפעילות היומיומית-ל-של חומרת PC תעשייתית מכיוון שיש להם את היכולת לעקוב ולנטר חוסר עקביות וחריגות בנכסים ובתהליכים. זה יכול להיעשות הן באתר והן מרחוק, ומספק למפעילי מערכות דרך לעקוב אחר נכסים או תהליכים בצורה מדויקת ויעילה יותר ממה שעבודה ידנית יכולה בדרך כלל.
סימולציה ובקרה:פלטפורמות PC תעשייתיות משתמשות במעבדים רבי עוצמה כדי לחקות וליצור סימולציות של תרחישים פוטנציאליים בעולם האמיתי-. זה יכול לשפר את התובנות לניתוח סיכונים, לחזות אפשרויות נוספות ולבחון מערכות בכל מסגרת. היכולת לבצע בדיקות וניתוח מסוגים אלה מאפשרת שיפורים ופיתוח נוספים של תשתית קיימת על סמך תובנות שנאספו מסימולציות ותחזיות. עם הרבה דיונים סביב בינה מלאכותית ולמידת מכונה, שלוש הטכנולוגיות הללו יתכנסו בעתיד הקרוב כדי ליצור סימולציות מתקדמות עוד יותר.
איסוף נתונים מרחוק:בעידן האוטומציה וה-IoT, נתונים הם אחד מהמוצרים היקרים ביותר בסביבה. היכולת של חיישני IoT מרוחקים לשלוח ולקבל נתונים על השימוש במכונות מרוחקות, כלים, חומרה והתקנים מחוברים אחרים מאפשרת למפעילים הפורסים אותם לקבל נתונים מעשיים לגבי תהליכים תפעוליים, עייפות ציוד וביצועים כלליים. נתונים אלו מאפשרים למערכת הבקרה לדעת מתי להתאים את הספק של מכשיר בדיוק רב, להפעיל מפעילים, לווסת בקרת טמפרטורה או לחץ ופונקציות תפעוליות אחרות.
אוטומציה מבוססת IoT ואוטומציה-מחשבים
המחשב האישי הוא במרכז מהפכת ה-IoT-הפתוח, במיוחד ה-IoT התעשייתי, שיהיה המוח ששולט בתשתית שבה תלויות קהילות וכלכלות לחיי היומיום. מערכות ומכשירים טכנולוגיים תפעוליים מדור קודם יצטרכו להיות מוגנים באמצעות מחשבים חכמים יותר עד שיוחלפו בטכנולוגיות אבטחה-מתוכנות יותר--. שערי תקשורת IoT ידרשו לא רק את הרכיבים והמכלולים הקשוחים שלהם, אלא גם אבטחת רשת חזקה המוטמעת בתוכנה שמנהלת תקשורת בין דברים.