A automação industrial pode ser definida aproximadamente como o uso de tecnologia e sistemas de controle (PC industrial, PLC, PAC, etc.) para automatizar processos industriais para melhorar a qualidade e o rendimento sem intervenção humana. Os sistemas de controle são usados para direcionar a operação automática de tecnologia integrada e outros equipamentos. Por exemplo, numa grande fábrica de automóveis, os braços robóticos automatizados podem executar rapidamente tarefas de fabrico manuais ou repetitivas de mão-de-obra intensiva na linha de produção para alcançar maior precisão, permitindo operações manuais no mesmo período de tempo. .

Então, o que controla essa automação? O computador industrial isso está no coração da maioria dos sistemas de automação industrial.

PC industrial versus PLC/PAC

Os PCs industriais agora vêm em todos os formatos e tamanhos devido aos seus benefícios ambientais e operacionais. De robusto computadores de placa única até PCs sem ventilador de nível industrial completos com CPUs Intel poderosas, gráficos HD e E/S ricas. Computadores Industriais estão moldando o futuro da automação industrial. Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) e Controladores de Automação Programáveis (PACs) estão sendo gradualmente substituídos por PCs Industriais devido à sua flexibilidade, funcionalidade, desempenho e custo. Um PLC é essencialmente um microcontrolador usado para controlar máquinas. Eles consistem em funções de memória, processador e entrada/saída (E/S) e são capazes de executar funções pré-programadas, como matemática, contagem, comunicação, gerenciamento de sensores e acionamento de atuadores.

Os PCs industriais podem ser implantados em diversos cenários operacionais, incluindo o chão de produção de uma fábrica, integrados em arquiteturas de segurança e monitoramento e outras configurações técnicas envolvidas na automação de processos e máquinas. Em comparação com computadores comerciais de uso geral, os PCs industriais são capazes de resistir aos ambientes agressivos frequentemente encontrados em ambientes industriais, etc., tornando-os uma solução popular para manufatura, energia, transporte, agricultura e outras indústrias igualmente desafiadoras do ponto de vista ambiental. Esses computadores robustos também têm a capacidade de executar aplicações de interface homem-máquina (HMI), oferecendo assim maior flexibilidade do que PLCs e PACs. O uso de um kernel em tempo real melhora os modelos de automação mais antigos, permitindo que a automação seja separada do ambiente do sistema operacional (SO).

Aplicação de PC Industrial em Automação Industrial

Os usos e aplicações dos PCs industriais vão muito além do âmbito da automação industrial, porém, para este artigo, nos limitaremos apenas às aplicações no âmbito da automação industrial. Vejamos primeiro a fabricação e também a aplicação de PCs industriais e como eles podem beneficiar a automação industrial nesta área.

Fabricação: PCs industriais robustos fornecer a melhor plataforma de hardware para produção em massa, que vai além das restrições de trabalho dos seres humanos comuns. A automação das máquinas permitiu a produção em massa e a Internet permitiu a comunicação. Os sistemas de PC industriais estão em alta desde a infância e agora são altamente utilizados por muitos fabricantes, não apenas para visão mecânica e orientação robótica, mas também por sua capacidade de coletar dados valiosos de máquinas e equipamentos para manutenção preventiva.

Inspeção de embalagens e controle de qualidade: É claro que outra aplicação importante na fabricação é a garantia de qualidade para controle de visão, que opera em velocidades mais altas e com maior precisão do que é possível com seres humanos. Usando sistemas de visão mecânica e inspeção de embalagens, os fabricantes, bem como as fábricas de embalagens de alimentos, podem automatizar a garantia de qualidade de seus produtos em um ritmo rápido. A visão mecânica 3D é o mais recente avanço na indústria de visão. Graças a uma poderosa CPU multi-core, a CPU é capaz de processar cálculos adicionais de dimensão Z super rápido, fornecendo dados multidimensionais mais profundos sobre o objeto, permitindo 100% de garantia de qualidade. Isto leva o controle de qualidade a um novo nível, onde a decisão de aprovação/reprovação de um sistema pode depender de mais parâmetros, como escala, forma, superfície, tamanho, etc.

Asset Tracker: A manufatura não é a única indústria que está começando a depender fortemente de PCs industriais. Os setores de varejo e saúde também contam com o funcionamento diário do hardware de PC industrial devido à sua capacidade de rastrear e monitorar inconsistências e anomalias em ativos e processos. Isto pode ser feito no local e remotamente e fornece uma maneira para os operadores do sistema rastrearem ativos ou processos de forma mais precisa e eficiente do que os humanos costumam fazer.

Simulação e controle: As plataformas de PC industriais usam processadores poderosos para simular e criar simulações de possíveis cenários do mundo real. Isto permite insights aprimorados para analisar riscos, prever novas possibilidades e testar sistemas dentro de qualquer estrutura. Ser capaz de realizar estes tipos de testes e análises pode melhorar e desenvolver ainda mais a infra-estrutura existente com base em conhecimentos obtidos a partir de simulações e previsões. Com muita discussão em torno da inteligência artificial e do aprendizado de máquina, num futuro próximo, essas três tecnologias convergirão para criar simulações mais avançadas.

Coleta remota de dados: Na era da automação e da Internet das Coisas, os dados são uma das mercadorias mais valiosas que existem. A capacidade dos sensores IoT remotos de enviar e receber dados sobre o uso de máquinas, ferramentas, hardware e outros equipamentos conectados remotos permite que os operadores os implantem para receber dados acionáveis sobre processos operacionais, fadiga do equipamento e desempenho geral. Esses dados permitem que o sistema de controle saiba quando ajustar a potência do equipamento, acionar atuadores, ajustar controles de temperatura ou pressão e outras funções operacionais de maneira extremamente precisa.

Automação baseada em IoT e PC

O PC está no centro da revolução da IoT baseada em padrões abertos, especialmente a revolução da IoT Industrial, e será o cérebro que controlará a infraestrutura da qual as comunidades e economias dependem para a vida cotidiana. Os sistemas e instrumentos de tecnologia operacional legados precisarão ser protegidos com computadores mais inteligentes até serem substituídos por tecnologia de segurança de última geração. Os gateways de comunicação IoT exigem não apenas componentes e montagens robustos, mas também uma forte segurança cibernética incorporada no software que gerencia a comunicação entre as coisas.