Šiandien vis didėjantis konkurencingumas pramonėje reikalauja aukštos kokybės produktų bei paslaugų, tačiau ne mažiau aktuali lieka ir jų kaina. Tai – ne mažas iššūkis, todėl pramonės sektorius didelį dėmesį skiria projektams, kuriuose galima sujungti gamybos technologijas bei jų automatizavimo sprendimus. Vienas iš puikių ir įtakingiausių žingsnių sprendžiant pirmiau minėtą iššūkį yra pramonės automatizavimas. Industrializacijos srityje tai yra antrasis žingsnis po mechanizacijos pasiekimų. Pramonės automatika palengvina produktų kokybę, patikimumą ir gamybos greitį, kartu mažindama gamybos ir projektavimo kaštus, taikydama naujas, novatoriškas ir integruotas technologijas bei paslaugas.

Kas yra pramonės automatika?

Pramonės automatikos sąvoka apibrėžiama kaip technologijų ir automatinių valdymo įtaisų naudojimas, kai be reikšmingo žmogaus įsikišimo (rankinio valdymo) yra pasiekiamas aukščiausias kokybės lygis.

Automatika apima daugybę gyvybiškai svarbių elementų, sistemų ir darbo funkcijų bei suteikia naudos beveik visai pramonės sritims:

• gamybai, įskaitant maisto ir farmacijos, chemijos ir naftos, celiuliozės ir popieriaus gamybą;
• transportui, įskaitant automobilių, oro ir geležinkelio transportą;
• komunalinėms paslaugoms, įskaitant vandens ir nuotekų, naftos ir dujų, elektros energijos ir telekomunikacijų apskaitą, stebėjimą ir kontrolę;
• įvairios įrangos operacijoms, įskaitant saugumą, aplinkos kontrolę, energijos valdymą, saugą ir kitą pastatų automatizavimą;
• ir daugeliui kitų sričių.

Automatika yra susijusi su  visomis pramonės funkcijomis nuo montavimo, integravimo ir techninės priežiūros iki projektavimo, pirkimo ir valdymo. Automatika netgi atlieka šių pramonės šakų rinkodaros ir pardavimo funkcijas. Automatika taip pat apima labai platų technologijų spektrą, įskaitant robotų ir ekspertų sistemas, telemetriją ir ryšius, elektro-optiką, kibernetinį saugumą, procesų matavimus ir valdymą, jutiklius, belaidžio ryšio programas, sistemų integraciją, bandymų matavimus ir t.t.

Pagrindinis automatikos naudojimo pramonėje tikslas yra didinti našumą, efektyvumą, greitį ir kokybę, taip padidinant įmonių konkurencingumą jų pramonės šakoje.

Automatinės sistemos privalumai

• Didesnis produktyvumas. Gamyklos, gamybos ar perdirbimo įmonės automatizavimas pagerina gamybos apimtį ir užtikrina geresnę gamybos kontrolę. Tai padeda masinėje gamyboje gerokai sumažinant produktų surinkimo laiką ir pagerinti gamybos kokybę.
• Optimalios eksploatacijos išlaidos. Įvairių pramonės procesų integravimas į automatizuotus mechanizmus sumažina gamybos ciklo trukmę ir sąnaudas, todėl sumažėja ir žmogaus darbo jėgos poreikis.
• Geresnė produktų kokybė. Kadangi automatika mažina žmonių dalyvavimą gamybos, įrenginių priežiūros, eksploatacijos bei duomenų apskaitos procese, „žmogiškojo faktoriaus“ klaidų galimybė taip pat sumažėja. Tokiu būdu, automatizuojant pramonės procesus, visuose gamybos etapuose yra išlaikoma aukšta kokybė
• Mažesnis patikrų skaičius. Automatika visiškai sumažina rankinio įvairių proceso parametrų tikrinimo poreikį. Naudodamiesi automatizavimo technologijomis, pramoniniai procesai automatiškai tikrina gamybos procesą ir informuoja apie aptiktus netikslumus.
• Didesnis saugos lygis. Pramonės automatika padidina darbuotojų saugos lygį, nes pavojingose darbo sąlygose dirba ne žmonės, o automatinės mašinos (pramoniniai robotai ir robotų įrenginiai).

Pramonės automatikos sistemos hierarchija

Pramonės automatikos sistemos gali būti labai sudėtingos, jos turi daugybę prietaisų, veikiančių sinchronizuojant su automatizavimo technologijomis. Toliau pateiktame paveiksle aprašyta hierarchinė automatizavimo sistemos struktūra, susidedanti iš skirtingų hierarchinių lygių.

Pagrindinis lygis (Field Level)

Tai žemiausias automatikos hierarchijos lygis, kuris apima pagrindinius įrenginius, tokius kaip jutikliai ir pavaros. Pagrindinis šių lauko prietaisų uždavinys yra perduoti procesų ir mašinų duomenis į kitą aukštesnį lygį stebėjimui ir analizavimui. Be to, tai apima proceso parametro valdymą per pavaros mechanizmus. Šį lygį galime apibūdinti kaip konkretaus proceso „akis ir rankas“.

Kontrolinis lygis (Control Level)

Šis lygis susideda iš įvairių automatikos įrenginių, tokių kaip CNC mašinos, PLC ir t.t., kurie iš įvairių jutiklių gauna proceso parametrus. Automatiniai valdikliai paleidžia pavaros pagal apdorotų jutiklių signalus ir programos arba valdymo metodus.

Programuojami loginiai valdikliai (PLC) yra plačiausiai naudojami tvirti pramoniniai valdikliai, kurie gali tiekti automatines valdymo funkcijas pagal jutiklių įvestį. Jį sudaro įvairūs moduliai, tokie kaip CPU, analoginiai I / O, skaitmeniniai I / O ir ryšio moduliai. Tai leidžia operatoriui programuoti valdymo funkciją arba strategiją tam tikram automatiniam procesui atlikti.

Priežiūros ir gamybos kontrolės lygis (Supervising and Production Control Level)

Šiame lygmenyje automatiniai įrenginiai ir stebėjimo sistemos palengvina valdymo ir įjungimo funkcijas, tokias kaip Žmogaus-mašinos sąsaja (HMI), įvairių parametrų stebėjimas, gamybinių tikslų nustatymas, istorinis archyvavimas, nustatymo mašinos paleidimas ir išjungimas ir kt.

Dažniausiai šiuo lygmeniu yra populiariai naudojama Distribucijos kontrolės sistema (DCS) arba priežiūrinio valdymo ir duomenų kaupimo (SCADA) HMI sistema.

Informacijos lygis (Information Level)

Tai aukščiausias pramonės automatikos lygis, valdantis visą automatizavimo sistemą. Šio lygio užduotys apima gamybos planavimą, klientų ir rinkos analizę, užsakymus ir pardavimus ir kt. Taigi, jis daugiau dėmesio skiria komercinei veiklai ir mažiau techniniams aspektams.

Taip pat pramoniniai ryšių tinklai yra labiausiai žinomi pramoninės automatikos sistemose, kurios perduoda informaciją iš vieno lygio į kitą. Taigi, jie yra visuose automatizavimo sistemos lygmenyse, siekiant užtikrinti nuolatinį informacijos srautą. Šis ryšių tinklas gali būti įvairių lygių. Kai kurie iš šių tinklų apima RS485, CAN, DeviceNet, Fondo lauko magistralę, „Profibus“ ir t.t.