Sammanfattning pp Flashcards
Vad menas med automation?
- Automatisering = samordning av delprocesser
- Givare, drivdon, styrsystem, datainsamling,
datakommunikation, nätverk, visualisering av
processinformation i realtid, inlärning /kunskapsutveckling - Produktionsekonomi
- Säkerhet
- Miljö (utsläpp /föroreningar, onödig resursförbrukning,
hållbarhet, miljöeffektivitet, Clean Tech) - Administrativa systemen länkas samman med de tekniska
Produktionsplanering, samordning och styrning, 4 st, hur görs detta i praktiken?
- Företagsstyrning (MPS)
- Verkstadsstyrning (MTS)
- Gruppstyrning (celldator)
- Maskinstyrning (NC-kod)
Vad är Manufacturing Execution System? Ge några exempel
Fungerar som ett mellanskikt för informationshantering mellan produktionsutrustningen och de överordnade affärssystemen (ERP)
- Prod. Planering och Schemaläggning
- Datainsamling
- Hantering av produktionsresurser
- Produktdokumentation
- Spårbarhet
- Frisläpning av produktionsorder
- Tillverkningsprocessen
- Prestationsanalys
VARFÖR SKALL MAN AUTOMATISERA?
- Avlasta människor /reducera tråkiga, farliga och utmattande jobb
/(”förenkla livet”) - Frikoppla operatörer från maskinerna
- Förkorta processtiderna
- Förkorta omställningstiderna och minska batchstorlekarna
- Minska inverkan av erfarenhetskurvan
- Förbättra produktkvaliteten (variation)
- Öka säkerheten, /reducera den ”Mänskliga faktorn”
- Öppna för informationsutbytet längs produktionslinjen
Vad avgör flexibiliteten?
Produkt mix, long/short series, demand
få varianter - automated production cells, fullyautomated connected systems
många varianter - manuel produktion, flexibila modulsystem
Teknik som används för att utveckla automatiserade lösningar, hur hänger det ihop…
Styrsystem - program -> aktuatorer ->
Process - aktiviteter -> sensorer
Styrsystem
Ett styrsystem definieras som en sammansättning av ett antal objekt och/eller processer som har bestämda kopplingar till varandra
Programvaror - soft PLC
VE_STEP
PLC-system, stegregister…
Typer av ställdon
Ett ställdon är en enhet som omvandlar en styrsignal till en mekanisk rörelse. Inom tillverkning och tillverkningssystem används ställdon för att styra rörelser i olika maskiner och processer, exempelvis för att öppna ventiler, flytta robotarmar eller justera produktionsutrustning.
Hydrauliska,
Pneumatiska, Elektriska
och Mekaniska
- Piezokeramisk
- Airbag inflators
- Motors (servo)
– DC (brushed, brashless)
– AC
– Stepper
– Solenoids
Styrsystem -> STÄLLDON -> rörelsen
Drivdon
ett drivdon en komponent som används för att skapa rörelse eller utöva kraft i ett system tex hydraliska cylindrar
När använder man Tryckluftssystem och fördelar och nackdelar
okomplicerade rörelser mellan
ändlägen.
måttligt behov av kraft.
+ Enkel ledningsdragning och installation.
+ Klenare armatur.
+ Tryckluft finns för det mesta.
+ Behöver ej stoppas vid ändlägen.
- OVÄSEN
- Luft är kompressibelt.
-Stora tryckluftsförluster
Hydraulsystem, varför, fördelar…
Hydraulsystem väljer man vid:
överföring av stora krafter
+ Ger möjlighet till alstring av stora krafter.
+ Styvt system
- Komplicerad ledningsdragning och installation.
- Grövre armatur.
- Väsnas en del.
- Miljöproblem, läckagerisk.
Elektromekaniska system, när, fördelar och nackdelar
Elektromekaniska system väljer man vid:
behov av kontrollerad rörelse.
+ Ger möjlighet till noggrannare styrning.
+ Enkel ledningsdragning och installation.
- Små krafter.
- Måste stoppas vid ändlägen.
51
Pneumatiska ställdon, fördelar och nackdelar
Tex tryckluftscylindern
Fördelar med pneumatiska ställdon
* Enkel medieförsörjning, ofta centraliserad.
* Inga returledningar behövs.
* Billigt sätt åstadkomma linjär rörelse.
* Tar inte skada av att drivsignal ligger på.
* Hög driftsäkerhet.
* Miljötålig.
* Är lätt att förstå ‐ kräver ingen formell behörighet för byggare, användare,
* Ofta den enda tekniken som är tillgänglig för explosiv miljö
* Rotationsmotorerna klarar mycket höga hastigheter (luften kyler systemet)
* Komprimerbarhet av luft ger naturlig dämpning / elasticitet
* Billiga, plaströr som är enkla och snabba att montera
* Inga returrör behövs som i hydrauliska system
Nackdelar:
* Svårt att få noggrann styrning av rörelsehastigheten.
* Dålig noggrannhet vid stopp i andra positioner än i kolvens ändlägen.
* Positionering mellan ändlägena svår / dyr
* Hög ljudnivå (utsläpp av returluft).
* Högre energikostnad att gå via tryckluft, än att utnyttja el direkt till elektriska
ställdon.
* Stora krafter kräver stora komponenter jämfört med hydraulik
* Logik svår för felsökning / diagnostik
Två sätt att styra automatiserade maskiner
Med PLC:
* En ”generell” lösning
* Innehåller allt som behövs för att hantera typiska automatiserings- uppgifterna
* Priset från ett hundra till tusentals dollar
* Flexibel, lätt att omprogrammera,
* Passar ”one-off” design
Med skräddarsydda mikrodatorbaserade styrenheter:
* Innehåller bara vad som behövs (skräddarsydd, utformad efter behov)
* Ändringar ej möjliga
* Passar som controller för massproducerade maskiner - anpassade styrsystem
snabbt betalar sig tillbaka på grund av den låga enhetskostnaden (men hög initial
utvecklingskostnad)
* T.ex. en styrenhet for diskmaskin (5 reläer och en strömkälla) ca 5-10 USD
Olika typer av PLC
Kompakta
Modulära
Soft PLC
PLC har ett inbyggt realtidsoperativsystem, hur fungerar det?
I varje cykel
Ingångarna skannas -> logiken utvärderas -> utgångarna sätts -> tillgängligheten och tillståndet kontrolleras
Monteringsprocessen faser
Magasin -> separering, orientering -> överföring magasinering -> inpassning -> hopfogning
Vad påverkar montagesystements komplexitet?
Automatiseringsgrad
Montagesystemets kompexitet
Sammanfogningsmetoder? Vilken sammanfogningsmetod är enklare att automatisera - limning eller pressning?
Enklare att automatisera från upp till ner:
Pressning
Snäppförband
Ympforsprutning
Svetsning
Nitning
Skruvning
“Pinnar och ringar”
Krympförband
Lödning
Limning
LIMNING
STUKNITNING, CLINCHING
STANSNITNING
BLINDNIT
FLYTBORRANDE SKRUV
SKRUVFÖRBAND
- Snäppfästen (Snap joints)
- Spikning (Nail)
- Falsning, fållning (folding, hemming)
- Krympförband (Shrink fit)
- Varianter av skruvförband, som Huck låsbult
- Pinnskruv med varianter (Studs)
Industrirobot - IRB - Vilka typiska egenskaper hos en irb bör man ta hänsyn till vid val av en irb för en tillämpning??
Väljs efter arbetsområdet, nyttolast och repeterbarhet (typisk ± 0,15 mm)
Styrsystem
* Online /offline programmering
* Programmet definierar bana av gripdonet
* Har en PLC-del för styrning av kringutrustning /process (digitala I / O-signaler och
analoga ingångar och utgångar)
* Kan kommunicera med andra enheter, såsom andra robotar, högre nivå system, en
hydraulisk press eller transportör till exempel
* Tillförlitlighet
– Feldetektering / felkorrigeringsalgoritmer i styrenheten
– Olika typer av säkerhetsskydd
– Tillgänglighet 95% och högre,
– Hållbarhet 20.000 timmars produktion,
* Repeterbarhet/ noggrannhet
Beskriv behov av dataöverföring inom ett tillverkande företag
Behov av dataöverföring i tillverkande företag:
- Fältnivå: Snabb realtidskommunikation för sensorer och aktuatorer (fältbussar, DIO).
- Cellnivå: Styrning och synkronisering av maskiner (fältbussar, seriell kommunikation, celldator).
- Fabriksnivå: Produktionsledning och övervakning (nätverk, MES).
- Företagsnivå: Affärsprocesser, planering (ERP).
Viktigt: Skiktat behov beroende på nivå (hastighet, datavolym). Grundläggande för automatisering och effektivitet.
Beskriv ett SCADA system - vad står förkortningen för, vad är funktionen?
Supervisory Control And Data Acquisition
SCADA-system – Beskrivning
SCADA står för Supervisory Control and Data Acquisition och är ett system som används för övervakning, styrning och datainsamling i industriella processer.
Funktion och användning
SCADA-system används främst inom industriell automation för att:
1. Övervaka processer i realtid genom att samla in data från sensorer och styrsystem.
2. Styrning av utrustning som pumpar, ventiler, motorer och robotar.
3. Datainsamling och lagring för analys och optimering av produktionsprocesser.
4. Larmhantering för att snabbt upptäcka fel eller avvikelser i systemet.
5. Visualisering av produktionsdata genom grafiska gränssnitt (HMI - Human Machine Interface).
Komponenter i ett SCADA-system
Ett SCADA-system består av följande huvudkomponenter:
- HMI (Human-Machine Interface) – Ett grafiskt gränssnitt där operatörer kan övervaka och styra processer.
- PLC (Programmable Logic Controller) / RTU (Remote Terminal Unit) – Styrsystem som samlar in data från sensorer och styr maskiner.
- Databaser och servrar – Lagrar historisk data för analys och rapportering.
- Kommunikationsnätverk – Möjliggör dataöverföring mellan sensorer, styrsystem och operatörer (t.ex. via Ethernet, Modbus, PROFIBUS).
Exempel på användningsområden
SCADA-system används i många branscher, bland annat:
- Tillverkning – Övervakning och styrning av produktionslinjer.
- Energi – Kontroll av elnät, vindkraftverk och vattenkraft.
- Vatten- och avloppssystem – Övervakning av vattenreningsverk och pumpstationer.
- Transport – Styrning av trafikljus, järnvägssystem och tunnelbanor.
Sammanfattning
SCADA-system är en central del av industriell automation och hjälper företag att effektivisera processer, minska driftstopp och optimera resursanvändning genom realtidsövervakning och datainsamling.
Beskriv förlopp av seriell dataöverföring
Seriell dataöverföring innebär att data skickas bit för bit längs en kommunikationskanal
Överföringshastigheten (baudrate, typ 9600 bit /sec)
UART-krets
Handskakning
Half/full duplex
Parallell dataöverföring
Flera bitar skickas samtidigt över flera ledare
a) Det börjar med att A presenterar en byte för B.
b) När signalen är stabil signalerar A detta till B genom
att sätta DAV hög. DAV = Data Avaiable.
c) B upptäcker detta och tar mot byten.
d) Genom att sätta DAK hög signalerar B till A att byten
mottagits. DAK = Data Acknowledge.
e) A kan nu ta bort byten och samtidigt sätta DAV låg.
f) När B upptäcker att DAV gått låg avslutas
överföringssekvensen med att B sätter DAK
låg