PCS może zbierać i przesyłać dane podczas produkcji
Systemy sterowania procesem (PCS), czasami nazywane przemysłowymi układami sterowania (ICS), to elementy wyposażenia wzdłuż linii produkcyjnej, które mogą być nadzorowane i zbierane dane (SCADA), programowalne sterowniki logiczne (PLC) lub rozproszone systemy sterowania (DCS) , który może gromadzić i przesyłać dane uzyskane podczas procesu produkcyjnego.
PCS może być stosunkowo prostym elementem, który może mieć czujnik, często nazywany pierwotnym przetwornikiem, który odbiera dane wejściowe, kontroler, który przetwarza dane wejściowe, i odbiornik, który przetwarza dane wyjściowe.
Bardziej skomplikowane urządzenia PCS mogą być zrobotyzowane i wykonywać wiele zadań. Urządzenia PCS mogą komunikować się z firmową aplikacją planowania zasobów przedsiębiorstwa ( ERP ) za pośrednictwem oprogramowania warstwy pośredniej nazywanego systemem wykonywania produkcji ( MES ).
Czujniki
Istnieje ogromna liczba pomiarów, które można wykonać na linii produkcyjnej. Czujnik może wykonywać wiele pomiarów, w tym ciśnienie, natężenie przepływu, gęstość, kwasowość, prędkość, prędkość, naprężenie, temperaturę i ciężar.
Ponadto czujniki mogą wykryć, czy nastąpiła operacja, na przykład napełnienie butelki, osiągnięcie właściwego ciśnienia lub osiągnięcie temperatury.
Istnieje wiele czujników, które można znaleźć na linii produkcyjnej, które mieszczą się w wielu różnych obszarach, takich jak czujniki ciśnienia, przepływomierze, czujniki siły i czujniki temperatury.
Czujniki ciśnienia
Czujnik ciśnienia może być uruchamiany mechanicznie, gdy przedmiot przechodzi przez czujnik.
W swojej podstawowej postaci czujnik ciśnienia pokazuje odczyt na tarczy dołączonej do czujnika, ale może również elektronicznie transmitować odczyt do aplikacji MES.
- Czujnik ciśnienia tłoka - ciśnienie z elementu na linii produkcyjnej może naciskać na tłok, który ściska sprężynę. Ruch sprężyny może wskazywać na ciśnienie.
- Membrana - Na membranę ma wpływ niewielkie ciśnienie, które jest wskazane na tarczy.
- Rurka Bourdona - jest pustą rurą, która jest prostowana po przyłożeniu nacisku. Może służyć do pomiaru różnic ciśnień.
Przepływomierze
Miernik przepływu jest przyrządem do pomiaru liniowego, nieliniowego, masowego lub objętościowego natężenia przepływu cieczy lub gazu.
Wybierając przepływomierz do linii produkcyjnej, musisz znać informacje o zaangażowanym płynie, szybkości przepływu i sposobie zapisywania przepływu.
- Dodatnie przemieszczenie - Te przepływomierze wykorzystują efekt mechaniczny do pomiaru przepływu. Prędkość obrotu miernika wskazuje na przepływ cieczy.
- Dyferencjał - Różnicowy przepływomierz identyfikuje przepływ i przekształca go w różnicę ciśnień, którą można zmierzyć.
- Wnioskowanie - Inferencyjny przepływomierz mierzy przepływ w oparciu o wpływ przepływu. Może to być proste ramię wirnika, które jest przesuwane przez przepływ; im szybciej rotor się porusza, tym szybszy przepływ.
Czujniki siły
Czujnik siły służy do pomiaru siły i momentu obrotowego. Czujniki te zwykle zawierają tensometry i mogą przekazywać informacje wymagane do pomiarów siły. Czujniki siły mogą być mechaniczne, hydrauliczne lub elektryczne.
- Mechaniczne - Są podobne do działania w normalnej skali, gdzie sprężyna jest przesuwana po przyłożeniu siły. Odchylenie sprężyny jest wprost proporcjonalne do przyłożonej siły, więc jeśli ruch jest pokazany na skali.
- Hydrauliczne - Często określane jako hydrauliczne czujniki obciążenia. Komórka zawiera ciecz, która staje się pod ciśnieniem po przyłożeniu siły. Pomiar odbywa się za pomocą pokrętła pokazującego ciśnienie.
- Wskaźnik odkształcenia - jest to metalowy cylinder, który jest ściskany po przyłożeniu siły. Skurcz w cylindrze może być mierzony, co powoduje zwiększoną rezystancję mierzoną przez przyłożony prąd elektryczny.
Czujnik temperatury
Czujnik temperatury przekształca temperaturę na inną ilość, taką jak ruch mechaniczny dla tarczy lub napięcia elektrycznego.
- Termopara - Thomas Seebeck odkrył, że kiedy jakikolwiek przewodnik poddany zostanie gradientowi termicznemu, wygeneruje on napięcie. Termoelementy są zazwyczaj drutami izolowanymi od siebie materiałami z tworzywa sztucznego lub włókna szklanego.
- Rozszerzanie cieczy - Te czujniki to termometry, które można wypełnić rtęcią lub parującym płynem, które są używane w lodówkach. Zmiany temperatury powodują rozszerzenie lub odparowanie cieczy, dzięki czemu czujnik staje się pod ciśnieniem. Zmiana jest pokazana na prostym manometrze.
- Bimetaliczne - gdy dwa metale są sztywno połączone razem jako pasek dwuwarstwowy i podgrzane, różnica szybkości rozszerzania powoduje zginanie paska. W przypadku czujników na linii produkcyjnej pasek jest skręcony w długą cienką cewkę wewnątrz rurki. Jeden koniec jest ustalony na dole rury, a drugi obraca się i przesuwa wskaźnik na tarczy.
Ten artykuł na temat PCS został zaktualizowany przez Gary'ego Mariona, specjalistę ds. Logistyki i łańcucha dostaw.