Automatisierungstechnik: Basis für effektive Fertigung!

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Automatisierungstechnik ist eine der zentralen Themen in der modernen Produktion. Als Teilgebiet der Ingenieurwissenschaften befasst sich die Automatisierungstechnik in erster Linie mit Prozessen in der Elektrotechnik sowie dem Maschinen- und Anlagenbau. Automatisierungstechnik dient dazu, Prozesse in technischen Systemen, Maschinen und Anlagen, wie beispielsweise moderne Schweißanlagen, zu automatisieren. Ziele sind dabei unter anderem:

  • die Steigerung der Produktivität, Produktqualität sowie der Prozesssicherheit
  • Senkung körperlicher Belastungen durch schwere und monotone Tätigkeiten
  • verbesserte Auslastung von Maschinen und Anlagen
  • Kostensenkung
  • Senkung des Personalaufwands
  • Verbesserung der Flexibilität

Eingriffe des Menschen können auf Arbeiten wie die Wartung, den Fertigteilabtransport, den Nachschub von Material und der Beseitigung von Störungen reduziert werden. Je weniger komplexe Anlagen und Maschinen von dem Eingriff des Menschen abhängig sind, desto höher ist ihr Grad der Automatisierung. In den letzten Jahrzehnten verzeichnet der Grad der Automatisierungen insbesondere durch Innovationen in den Bereichen der primär elektronischen Signalverarbeitung und der Signalerfassung ein massives Wachstum.

Automatisierung
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Die Bedeutung der Automatisierungstechnik

Automatisierungstechnik kommt in nahezu allen Technikbereichen zum Einsatz. Hier ein paar Beispiele für Schritte in der Prozesskette, die sich in den meisten Unternehmen problemlos automatisieren lassen.

Messen

Um eine automatische Steuerung einsetzen zu können, ist ein kontinuierliches Messen notwendig. Deshalb wurde speziell für den Automatisierungsprozess eine große Zahl von Messverfahren für physikalische Größen und Sensoren für die unterschiedlichsten Kenngrößen entwickelt.

Steuern

Durch eine große Anzahl von Aktoren konnte die Aufgabe des Steuerns zu großen Teilen abstrahiert werden. So kam es zu der Entwicklung von SPS, der flexiblen speicherprogrammierbaren Steuerung, welche die VPS, die verbindungsorientierte Steuerung, ablösen konnte.

Regeln

Innerhalb der Automatisierungstechnik wurden die Wirkungszusammenhänge eines Regelkreises unabhängig von dem Fall der Anwendung formuliert. Für ein konkretes Nutzungsszenario stehen viele unterschiedliche Lösungen und Strategien zur Auswahl, um Aktoren zu stellen.

Kommunikation

Je mehr Aktoren und Sensoren zum Einsatz kommen, umso höher ist der Grad der Automatisierung. Ob IoT-Anwendungen, drahtlose Übertragungen und Feldbussysteme – es werden die verschiedensten Systeme für die Vernetzung genutzt.

Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine

Innerhalb der Automatisierungstechnik wird die Bedienerrolle einer Anlage oder Maschine analysiert. Über alle aktuellen Verhältnisse während des Betriebes muss der Bediener fehlerfrei, rechtzeitig und ausreichend informiert werden. Nur so können die korrekten Entscheidungen rechtzeitig getroffen werden. Die Optionen müssen intuitiv verständlich und die Befehlgeber von dem Bediener ohne Probleme zu erreichen sein. Um Fehler zu vermeiden, müssen alle eingegebenen Befehle eine Plausibilitätskontrolle durchlaufen.

Die Implementierung

Ein wesentlicher Faktor für eine effektive Nutzung der Automatisierungstechnik ist ihre fachgerechte Implementierung. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Verfahrenstechnikern und Maschinenkonstrukteuren erforderlich.

Die Grenzen der Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik wurde ursprünglich innerhalb der Großserienproduktion, in der Verfahrenstechnik und in der Energietechnik angewandt. Durch die Nutzung flexibler Anlagen sind heute nicht nur Großserien, sondern auch Kleinserien oder sogar Einzelstücke automatisiert herstellbar. Sind jedoch flexible Problemlösungen oder kreative Entscheidungen gefragt, stößt die Automatisierungstechnik schnell an ihre Grenzen. Denn nur selten kann ein automatisiertes System diese Aufgaben zufriedenstellend lösen. Hier ist nach wie vor der Einsatz von menschlichen Arbeitskräften nötig.

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