Mechatronika i automatyka to dwie dziedziny, które na pewnych etapach się pokrywają. Mają jednak swoje różnice. Oto definicje automatyki i mechatroniki oraz korzyści dla produkcji.
Spis treści
Mechatronika
Mechatronika to połączenie inżynierii mechanicznej, elektroniki z obwodami elektrycznymi oraz sterowaniem i inżynierią programowania. Możemy dodać także telekomunikację obejmującą mechatronikę.
Jim Devaprasad, profesor inżynierii i technologii na Uniwersytecie Lake Superior, poszerzył definicję mechatroniki o elementy produkcyjny. Wykazał ponadto, że mechatronika to coś, co nazywano kiedyś „system engineering”.
Początki mechatroniki to odkrywanie interakcji mechanicznych i elektrycznych, teraz ta dziedzina uległa zmianie. Mechatronika obejmuje obecnie badanie wpływu zjawisk elektromechanicznych na inny sprzęt. Część tych podzespołów dotyczy automatyki, np. Robotów.
Mechatronicy często budują automatyczne systemy, które coraz cześciej montowane są w zakładach produkcyjnych. Mechatronika jednak niekoniecznie jest specyficzna dla automatyki przemysłowej. Na przykładzie: jeśli termostat cyfrowy posiada czujnik sprzężenia zwrotnego i mikroprocesor, będzie to układ mechatroniczny. Ale taki termostat może nie mieć zautomatyzowanych elementów - a termostaty cyfrowe nie są przyporządkowane wyłącznie do automatyki przemysłowej.
Podczas projektowania systemów lub produktów mechatronicy stawiają za priorytet myślenie systemowe i interdyscyplinarne rozwiązywanie problemów. Myślenie systemowe oznacza, że osoba przybiera holistyczny pogląd, aby zrozumieć, w jaki sposób każda część reaguje na inną i wpływa na system całościowy. Aspekt interdyscyplinarny pokazuje, że osoby specjalizujące się w mechatronice potrafią przewidywać możliwości współpracy z ludźmi z różnych dziedzin w celu uzyskania lepszych wyników.
Korzyści z mechatroniki w produkcji
Projektowanie mechatroniki uwzględnia wymagania klienta lub projektu. Pozwala na zlokalizowanie problemów międzyfunkcyjnych, które mogą się pojawić, jeśli nie zostaną wyeliminowane na wczesnym etapie. Ponadto mechatronika sprzyja optymalizacji wysokiej funkcjonalności i wydajności, dwóch cech korzystnych postępowi w produkcji, oraz innych gałęziach przemysłu.
Partnerstwo Siemens i Festo Didactic ma na celu bezpośrednie rozwiązanie problemów z niedoborami umiejętności produkcyjnych poprzez szkolenia mechatroniczne. Studenci przechodzą trening w symulowanym środowisku inteligentnej fabryki, które przygotowuje ich do kariery w środowisku produkcyjnym po uzyskaniu certyfikatu.
Automatyka przemysłowa
Automatyka przemysłowa to w dużym skrócie wykorzystaniu technologii do wykonywania zadań przy minimalnej interwencji człowieka. Dyskutując na ten temat, często przywołuje się hierarchię czteropoziomową.
Pierwszy to poziom pola - czujniki i siłowniki. Czujniki zbierają informacje dotyczące temperatury i prędkości. I odwrotnie, siłowniki odbierają sygnały elektryczne lub pneumatyczne i przekształcają je w działania.
Drugi to poziom sterowania, który zawiera podzespoły sterujące automatyzacją. Programowalne sterowniki logiczne są bardzo często używane w warunkach przemysłowych i są przykładami rodzajów kontroli występujących na tym etapie. Elementy sterujące dają operatorom możliwość zaprogramowania maszyny do wykonywania określonych funkcji i automatyzować jej działanie.
Trzeci poziom to poziom nadzorczy. Zawiera podzespoły fizyczne, takie jak interfejsy człowiek-maszyna i gadżety, które mogą organizować cele produkcyjne lub wyzwalać polecenia uruchamiania i wyłączania.
Poziom samego przedsiębiorstwa to najwyższy stopień hierarchii. Zarządza całym systemem automatyki przemysłowej, lecz odnosi się bardziej do tematów handlowych, takich jak sprzedaż i zamówienia, niż do spraw technicznych, które mają miejsce w tle.
Korzyści z automatyzacji przemysłowej w produkcji
Automatyka przemysłowa często posiada współpracujące ze sobą podzespoły mechaniczne i elektryczne. Tutaj zacierają się granice między mechatroniką a automatyką. Jednak, jak wyjaśniono wcześniej, niektóre podzespoły mechatroniczne nie posiadają zautomatyzowanych komponentów. Na rynku edukacyjnym oferowane są kursy, przygotowujące uczniów do mechatroniki, jak i automatyki przemysłowej.
Automatyka przemysłowa jest głównym zagadnieniem „Industry 4.0”. Podstawowy temat polega na łączeniu komputerów i sterowników ze sprzętem fizycznym w celu osiągnięcia najlepszych wyników. Dlatego firmy stosujące automatyzację często szukają korzyści, takich jak dobra wydajność i lepsza skalowalność.
W związku z tym, iż automatyka przemysłowa minimalizuje lub nawet eliminuje zaangażowanie człowieka, może znacząco ograniczać problemy związane ze zmęczeniem lub błędami ludzkimi. Pewne określone systemy mogą szybko reagować na zmiany i dostosowywać się w razie potrzeby. Inne opcje pozwalają operatorom uniknąć awarii, przestojów, oraz ostrzegać ludzi o potrzebie konserwacji.
Wraz ze wzrostem wymagań zakładów produkcyjnych automatyzacja przemysłowa będzie miała jeszcze większe znaczenie. Co więcej, przejdzie proces ewolucji - w miarę ulepszania lub modyfikowania technologii w celu uzyskania lepszej przydatności w produkcji.
żródło: manufacuringtomorrow
