Ohlédnutí za 50 lety měniče s proměnnými otáčkami a za stroji, které změnily průmyslovou automatizaci.
Za posledního půlstoletí došlo k technické revoluci, která je někdy přehlížena, přesto se jedná o období, kdy přední vývojáři a výrobci měničů stáli v čele průmyslových inovací a změn.
Podíváme se, jak pohony zapadají do širší historie průmyslové automatizace, a zjistíme, jak tato historie ovlivnila náš způsob života.
Efektivita mechanizace v porovnání s lidskou prací se datuje po staletí
První lidé začali brousit kameny na řezné nástroje před více než 2 miliony let ve Velké příkopové propadlině ve východní Africe. Od té doby jsme závislí na stále sofistikovanějších nástrojích a zařízeních, které nám umožňují vykonávat úkoly efektivněji a produktivněji, než by to dokázali lidé sami. Moderní příběh průmyslové automatizace, neboli toho, jak jsme se naučili používat stroje místo lidské práce k výrobě věcí, začíná průmyslovou revolucí v 18. století ve Velké Británii.
Nové vynálezy jako přádelna (která dokázala automaticky spřádat mnoho cívek bavlněných nebo vlněných nití najednou) a tkalcovský stav (stroj na tkaní látek) výrazně zvýšily rychlost a efektivitu výroby textilu a vývoj parního stroje poskytl nový zdroj energie, který nahradil lidské svaly.
Stroje poháněné párou brzy změnily výrobu a další průmyslová odvětví. Mohly pracovat nepřetržitě a vyrábět zboží rychleji než lidé pracující ručně. To umožnilo masovou výrobu zboží v továrnách, což vedlo ke snížení cen a zvýšení dostupnosti pro spotřebitele.
Automatizovaná výroba udává trend moderní společnosti
V průběhu 19. století se v Evropě a Spojených státech rozšířily nové automatizované výrobní procesy. Hospodářský růst nabral prudké tempo a zvýšil se počet obyvatel. Lidé přecházeli od zemědělské práce k práci v průmyslu, stěhovali se z venkova do měst, rozdělovaly se rozvětvené rodiny a prosazovaly se nové myšlenky a identity. Utvářela se moderní společnost, v dobrém i ve zlém.Automatizace udělala další skok kupředu s rozšířením montážní linky v průmyslové výrobě. Myšlenka přesouvat výrobek po lince tak, aby se každý pracovník mohl specializovat na určitý úkol a provádět jej opakovaně na každé další jednotce, nebyla nová, ale zavedení mechanizovaných dopravníkových pásů na konci 19. století zvýšilo možnosti montážní linky.
Montážní linky umožnily masovou výrobu zboží
V roce 1913 začal Henry Ford v továrně Highland Park Ford Plant v americkém Michiganu vyrábět pomocí montážní linky automobil Ford Model T. Vozy sjížděly z linky každé 3 minuty a na výrobu každého vozu bylo potřeba pouze 1,5 hodiny práce oproti předchozím 12 hodinám práce. Snížení nákladů poprvé umožnilo, aby si složité průmyslové zboží, jako jsou automobily, mohli dovolit i obyčejní dělníci, i když rigidní postupy montážní linky znamenaly, že spotřebitelé měli omezený výběr - Ford tvrdil, že vaše auto může mít jakoukoli barvu, pokud je černá!Montážní linka umožnila masovou výrobu zboží mnohem rychleji než tradiční výrobní metody. To také vedlo k vývoji specializovaných strojů a nástrojů, které mohly vykonávat postupné specifické úkoly.
Frekvenční měniče s proměnnými otáčkami rozšířily možnosti elektromotoru
Průmyslová výroba v 18. a 19. století byla poháněna párou, ale pokrok ve 20. století závisel na účinnější a lépe ovladatelné elektřině. Princip výroby elektřiny pomocí magnetického pole objevil v roce 1813 britský vědec Michael Faraday a srbsko-americký vynálezce Nikola Tesla se koncem 19. století významně podílel na vývoji použitelných elektromotorů.Elektřina měla jako zdroj energie mnoho výhod: byla čistá, účinná, snadno přenosná, výkonná a na rozdíl od koně nebo parního stroje ji bylo možné zapnout a vypnout během okamžiku. Vývoj elektromotorů výrazně rozšířil možnosti průmyslové automatizace, protože poháněly stroje, které byly účinnější a lépe řízené než stroje poháněné párou.
Plný potenciál elektromotorů v automatizaci se však začal naplňovat až s vynálezem frekvenčních měničů v 50. letech 20. století. Měnič řídí otáčky a točivý moment (dostupnou krouticí sílu) elektromotorů, což umožňuje přesné řízení pohybů strojů a dalších automatizovaných systémů, které je nezbytné pro složité procesy a manipulaci s choulostivými materiály.
Měniče představovaly chybějící článek pro automatizaci sofistikovanějších procesů prostřednictvím přesného řízení otáček a točivého momentu motorů. Umožňují také významné úspory energie díky regulaci otáček motorů tak, aby poskytovaly požadované zatížení pouze v případě potřeby, a zvyšují spolehlivost systému a prodlužují životnost zařízení tím, že snižují opotřebení motorů.
Měniče se staly levnějšími, spolehlivějšími a výkonnějšími
První frekvenční měniče byly objemné a nespolehlivé, ale začaly se měnit, když byla na trh uvedena řada menších, levnějších, spolehlivějších, výkonnějších a inteligentnějších měničů, které splňovaly rostoucí požadavky spotřebitelů. V té době byl vyvinut a uveden na trh první plně mikroprocesorem řízený měnič na světě. Výkon, flexibilita a řízení novými měniči změnily možnosti elektromotorů v průmyslové automatizaci. Používání měničů je dnes velmi rozšířené a téměř každý úkol, ať už je jakkoli složitý, lze nyní automatizovat.Moderní měniče mají pokročilé výpočetní a komunikační možnosti, které dovolují plnou integraci do komplexních autonomních výrobních systémů využívajících umělou inteligenci (AI). Algoritmy umělé inteligence se používají k analýze dat, předpovědím a rozhodování o činnostech v reálném čase, což strojům umožňuje pracovat nezávisleji a snadno se přizpůsobovat měnícím se podmínkám. To pomáhá optimalizovat výrobní procesy, zlepšit řízení jakosti a snížit náklady. Umělá inteligence je v průmyslové výrobě stále důležitější a posouvá automatizaci na novou úroveň. Někteří odborníci se domnívají, že v budoucnu skutečně hrozí, že se stroje s umělou inteligencí vymknou lidské kontrole a pokusí se ji převzít!
Dalším důležitým krokem bylo v 60. letech zavedení robotů do výroby. Roboty jsou dnes schopny provádět úkoly s vysokou přesností a rychlostí a jsou důležitou součástí mnoha automatizovaných procesů. Mohou pracovat nepřetržitě, což zvyšuje efektivitu a produktivitu, a jsou obzvláště užitečné v situacích, které jsou pro člověka nebezpečné. Majitelé domácích robotických vysavačů jistě vědí, že se mohou hodit i na nudné a opakující se práce!
Automatizace ovlivnila všechny aspekty naší společnosti
Jaká je budoucnost průmyslové automatizace? Výraz internet věcí (IoT) označuje síť chytrých zařízení se snímači a schopností zpracování dat, která spolu mohou komunikovat. Integrace umělé inteligence a internetu věcí do průmyslové automatizace bude znamenat, že výrobní systémy budou samy vnímat, analyzovat a rozhodovat, přičemž měniče budou představovat klíčové spojení mezi digitálním mozkem a fyzickým svalem elektromotoru.
Za 250 let jsme ušli velmi dlouhou cestu od přádelny z počátku průmyslové revoluce. Výkonnost a rozsah průmyslové automatizace ovlivnily a nadále budou ovlivňovat všechny aspekty naší společnosti. Stroje dnes dokáží téměř vše, co člověk. Ale jen my se můžeme rozhodnout, zda tuto moc využijeme k tomu, abychom sobě i zbytku planety zlepšili život nebo jej zhoršili.