Den industrielle revolution var automationsteknologiens jordemoder. Det var netop på grund af den industrielle revolutions behov, at automationsteknologien brød ud af sin skal og opnåede en hurtig udvikling. Samtidig fremmede automationsteknologien også industrielle fremskridt. I dag er automationsteknologi blevet anvendt i vid udstrækning inden for områder som mekanisk fremstilling, kraft, konstruktion, transport og informationsteknologi, og er blevet det primære middel til at forbedre arbejdsproduktiviteten.
Fabriksautomatisering, også kendt som værkstedsautomatisering, refererer til den automatiske færdiggørelse af hele eller dele af fremstillingsprocessen af et produkt. For at opnå en automatiseret fabrik er visse elektroniske og mekaniske produkter uundværlige...
I. Controller - The Brain of the Automated Factory
En controller (engelsk navn: controller) er en kommandoenhed, der styrer start, hastighedsregulering, bremsning og vending af en elektrisk motor ved at ændre ledningerne til hovedkredsløbet eller styrekredsløbet i en forudbestemt rækkefølge og ændre modstandsværdierne i kredsløbet. Den består af en programtæller, instruktionsregister, instruktionsdekoder, timinggenerator og operationscontroller. Det fungerer som det "beslutningstagende-organ", der udsteder kommandoer, koordinerer og styrer hele computersystemets operationer. Almindeligt anvendte controllere i automatiserede fabrikker omfatter PLC'er og industrielle kontrolcomputere.
PLC (Programmable Logic Controller) bruger en type programmerbar hukommelse til at gemme programmer internt og udføre bruger-orienterede instruktioner såsom logiske operationer, sekventiel kontrol, timing, tælling og aritmetiske operationer og styre forskellige typer maskiner eller produktionsprocesser gennem digitalt eller analogt input/output.
Industrielle personlige computere (IPC'er) er en type industriel kontrolcomputer, der bruger en busstruktur til at detektere og kontrollere produktionsprocesser, elektromekanisk udstyr og procesmaskineri. IPC'er besidder vigtige computeregenskaber og funktioner, såsom en computer-CPU, harddisk, hukommelse, periferiudstyr og grænseflader, samt et operativsystem, kontrolnetværk og protokoller, beregningsmuligheder og en bruger-venligt menneskeligt-maskininterface. Produkter og teknologier i den industrielle kontrolindustri er højt specialiserede, klassificeret som mellemprodukter og leverer pålidelige, indlejrede og intelligente industrielle computere til andre industrier.
II. Robotter-De pålidelige eksekutører af automatiserede fabrikker
En robot er en automatiseret maskinenhed, der udfører opgaver. Den kan enten følge menneskelige kommandoer, udføre forud-programmerede sekvenser eller handle i overensstemmelse med principper etableret af kunstig intelligens-teknologi. Dens primære funktion er at assistere eller erstatte menneskelig arbejdskraft i opgaver som f.eks. fremstilling, konstruktion eller farlige operationer. Robotter består typisk af udøvende mekanismer, drivsystemer, sensorenheder, kontrolsystemer og komplekse mekaniske komponenter.
III. Servomotorer - Automatiserede fabrikkers kraftmuskler
En servomotor er en motor, der styrer driften af mekaniske komponenter i et servosystem, der tjener som en hjælpemotor til indirekte hastighedsregulering. Servomotorer muliggør præcis kontrol af hastighed og positionsnøjagtighed, og konverterer spændingssignaler til moment og hastighed for at drive det kontrollerede objekt. Rotationshastigheden på servomotorens rotor styres af indgangssignalet og kan reagere hurtigt. I automatiske styresystemer fungerer den som en aktuator og har karakteristika som en lille elektromekanisk tidskonstant, høj linearitet og lav startspænding. Det kan konvertere de modtagne elektriske signaler til vinkelforskydning eller vinkelhastighedsoutput på motorakslen. De er opdelt i to hovedkategorier: DC- og AC-servomotorer. Deres hovedegenskab er, at de ikke udviser selv-rotation, når signalspændingen er nul, og deres hastighed falder ensartet, når drejningsmomentet stiger.
Et servosystem (servomekanisme) er et automatisk kontrolsystem, der gør det muligt for output-styrede variabler såsom position, orientering og tilstand af et objekt at følge eventuelle ændringer i inputmålet (eller indstillet værdi). Servoer er primært afhængige af pulser til positionering. I det væsentlige, når en servomotor modtager en puls, roterer den med den vinkel, der svarer til den puls, hvorved der opnås forskydning. Da servomotoren selv har evnen til at generere impulser, udsender den et tilsvarende antal impulser for hver vinkel, den roterer. Dette skaber en tilbagekoblingssløjfe eller lukket-sløjfesystem med de impulser, der modtages af servomotoren. På denne måde ved systemet, hvor mange impulser det har sendt til servomotoren, og hvor mange impulser det har modtaget tilbage, hvilket muliggør præcis styring af motorens rotation og opnår præcis positionering med en nøjagtighed på 0,001 mm.
DC servomotorer er opdelt i børstede og børsteløse motorer. Børstede motorer er billige-, har en enkel struktur, højt startmoment, et bredt hastighedsområde og er nemme at kontrollere. De kræver dog vedligeholdelse, hvilket er ubelejligt (erstatning af kulbørster), genererer elektromagnetisk interferens og har miljøkrav. Derfor er de velegnede til omkostningsfølsomme-generelle industrielle og civile applikationer.
IV. Sensorer - Den taktile sans for en automatiseret fabrik
En sensor (engelsk navn: transducer/sensor) er en detektionsenhed, der kan registrere målt information og konvertere den registrerede information til elektriske signaler eller andre nødvendige former for informationsoutput i henhold til visse regler, for at opfylde kravene til informationstransmission, -behandling, lagring, visning, optagelse og kontrol. Det er den primære komponent til at opnå automatisk detektering og kontrol.
I moderne industriel produktion, især i automatiserede produktionsprocesser, bruges forskellige sensorer til at overvåge og kontrollere parametre gennem hele produktionsprocessen, hvilket sikrer, at udstyret fungerer under normale eller optimale forhold, og at produkter opnår den højeste kvalitet. Derfor kan det siges, at uden en bred vifte af høj-kvalitetssensorer ville moderne produktion miste sit fundament.