Automatisierungstechnik: Definition und Aufgaben

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Automatisierungstechnik
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Heiko Röhrig
EGS Automatisierungstechnik GmbH
aktualisiert am 09.12.2020 - 06:44:23
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Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik ist eine ingenieurwissenschaftliche Disziplin, bei der es um die Automatisierung oder Teilautomatisierung von manuellen Prozessen geht.

Frage/Definition: Was ist/sind Automatisierungstechnik?



Bereiche der Automatisierungstechnik

In der Automatisierungstechnik spielen sowohl elektrotechnische als auch mechanische Engineering-Aspekte eine Rolle:

  • Elektrische und mechanische Antriebstechnik, sowohl rotatorisch als auch linear, sowohl als Einzelachsen als auch Achsbaugruppen
  • Pneumatik und Hydraulik, zum Bewegen bzw. Spannen
  • Steuerungs- und Regelungstechnik, zum Beispiel Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS bzw PLC
  • Sensorik und Messtechnik auf Basis unterschiedlichster Wirkprinzipien
  • Industrielle Bildverarbeitung
  • Industrielle Robotik, mit unterschiedlichen Kinematiken wie z.B. dem Knickarmroboter oder Scara-Roboter

Begriffe der Automatisierungstechnik

Je nachdem wie viele der Teilprozesse, des Gesamtprozesses automatisiert sind, desto höher ist der Automatisierungsgrad.

Ein Parameter für die Zuverlässigkeit eines Automatisierungsprozesses ist die technische Verfügbarkeit, die sich ergibt aus (Gesamtproduktionszeit - Gesamtausfallzeit) / Gesamtproduktionszeit. In diesem Zusammenhang ebenfalls wichtige statistische Kennwerte sind MTBF (Mean Time between Failure, also die statistische mittlere Betriebszeit zwischen zwei auftretenden Fehlern, sowie die MTTR (Mean Time to Repair, also die statistische mittler Dauer zur Behebung von Fehlern). Die Gesamtverfügbarkeit mehrerer aneinander gereihter Systeme ergibt sich Multiplikation der technischen Verfügbarkeiten der Einzelsysteme.

Die Autonomie gibt an, wie lange ein automatisierter Prozess ohne Eingriff eines Bedieners eigenständig läuft. Dieser Eingriff kann aus dem Nachfüllen oder Entleeren von Materialvorräten in der Anlage bestehen, erforderlichen Qualitätskontrollen oder Messungen um die Qualität der automatisiert produzierten Teile sicherzustellen aber zum Beispiel auch erforderlichen Reinigungstätigkeiten. Je nachdem wie lange ein automatisierter Prozess ohne Bedienereingriff eigenständig läuft, desto höher ist die Anlagenautonomie einer automatisierten Anlage.

Die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen sind in der Maschinenrichtlinie festgelegt. Die Konformität einer Automationslösung mit der Maschinenrichtlinie wird in einer sogenannten Herstellererklärung bzw. Konformitätserklärung bescheinigt. Wenn die Automation im Sinne der Maschinenrichtlinie eine vollständige Maschine ist, wird dies zusätzlich durch Anbringung des CE-Zeichens an der Anlage bescheinigt.

Es gibt unterschiedliche Motivationen Prozesse zu automatisieren. Diese können sowohl einzeln jede für sich oder in Kombination Beweggründe sein:

  • Humanisierung: Menschen sollen von schweren, nicht ergonomische oder gefährliche Tätigkeiten entlastet oder befreit werden
  • Sicherstellung bzw. Verbesserung der Produktqualität: Die Qualität des Prozessergebnisses soll möglichst hoch und/oder dabei möglichst konstant und/oder dabei dokumentiert werden
  • Rationalisierung bzw. Einsparung: Kostendruck zwingt dazu einen Prozess wirtschaftlicher zu gestalten
  • Ersatz alter Fertigungseinrichtungen zur Sicherstellung der Lieferfähigkeit

Automatisierungslösungen

Als Automatisierungslösungen werden komplette schlüsselfertige Systeme bezeichnet, die industrielle Fertigungsprozesse automatisch ablaufen lassen. Beispiele hierfür sind die Werkzeugmaschinenautomation bzw. die Spritzguss-Automation

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