Wat is een interface en waarvoor wordt een interface gebruikt?

Interface is een term die vaak wordt gebruikt in de automatisering. Met een interface bedoelt men interactieve koppeling tussen een mens (de gebruikersinterface) en een machine. Daarnaast kan een interface eveneens de communicerende verbinding tussen twee verschillende machines of apparaten zijn. in dat geval is de interface een koppeling tussen componenten zowel hardware als software in computersystemen. Doormiddel van een interface worden informatie en gegevens uitgewisseld in twee verschillende richtingen.

Doel van een interface
Mensen kunnen nog niet zonder technische aanpassingen communiceren met machines. Dit komt omdat de manieren die mensen gebruiken om te communiceren niet overeenkomen met de wijze waarop computersystemen informatie met elkaar delen. Mensen communiceren met elkaar door woorden te spreken of door non-verbale communicatie te gebruiken. Computers communiceren echter doormiddel van enen en nullen. Een interface zorgt er voor dat de communicatie van een mens wordt omgezet in een taal die de computer begrijpt. Daarnaast is omgekeerd ook het geval, de ‘taal’ van computers wordt doormiddel van een interface omgezet in een taal die mensen begrijpen. Tussen twee verschillende computeronderdelen is soms ook een interface nodig om de gegevens om te zetten. Een interface is in feite een schakel tussen twee verschillende systemen met een andere ‘taal’. Het doel van een interface is het omzetten van gegevens en informatie in bruikbare taal.

Voorbeelden van een interface
Er zijn verschillende voorbeelden op te noemen van een interface. Een bekend voorbeeld van een interface tussen een computer een computergebruiker (mens) is een beeldscherm. Een beeldscherm geeft namelijk informatie weer van een computer in de vorm van tekst of afbeeldingen. Daarvoor heeft de computer doormiddel van software de enen en nullen omgezet in taal die door mensen afgelezen kan worden. Als een gebruiker een computer wil besturen zal er ook gebruik gemaakt moeten worden van een interface zoals bijvoorbeeld een toetsenbord of een muis.  Dit is bijvoorbeeld ook het geval bij machines die computergestuurd zijn zoals CNC draaibanken, CNC freesbanken, CNC kantbanken en machines in de procesindustrie. Deze machines hebben meestal een paneel met toetsen er op en een (eenvoudig)  beeldscherm. De machinebankwerker of operator communiceert doormiddel van deze toetsen met de machine die hij of zij bedient.  De machine zet de gegevens die met de toetsen worden ingevoerd om in een taal die de machine begrijpt. Zodra de vertaling heeft plaatsgevonden voert de machine de bewerking uit de machinebankwerker of operator heeft ingevoerd. De vertaling van de mensentaal naar de computertaal vindt meestal in een paar tienden van seconden plaats.

Wat is een process control system (PCS)?

PCS is een afkorting in de procestechniek. Deze afkorting staat voor process control system. Dit is een automatiseringssysteem dat is ontworpen voor het besturen van industriële processen. In de procestechniek worden namelijk verschillende industriële processen uitgevoerd door machines en installaties. Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende automatiseringssystemen. Het process control system is een van deze automatiseringssystemen. In het verleden werden deze systemen ook wel een distributed control system (DCS) genoemd. Deze naam werd gebruikt omdat de componenten van dit systeem verschillende functies hebben en met elkaar verbonden worden door een communicatienetwerk.

Wat zijn de basisfuncties van een PCS of DCS?
Een PCS of een DCS heeft een aantal basis functies. Deze basisfuncties zijn de volgende:

  • Het regelen van analoge signalen.
  • Het regelen van verschillende parameters van het proces.
  • PLC-functies.
  • Het opslaan van historische gegevens van systemen. Dit wordt ook wel historiek genoemd.
  • Het visualiseren van omstandigheden en resultaten van het proces.
  • Het beheren van abnormale condities door alarmmanagement.
  • Rapportage van alle bovenliggende systemen.
  • Interface naar onderliggende systemen.

Wat is procestechniek en op welke wijze is deze techniek verbonden met de procesindustrie?

Procestechniek is onlosmakelijk verbonden met de procesindustrie. Deze industriële sector is heel breed. De procesindustrie is gericht op het produceren van producten. Deze productie gebeurd in fabrieken. Bij het vervaardigen van producten kunnen verschillende processen worden gebruikt. Zo kunnen bijvoorbeeld chemische of biochemische processen worden gehanteerd voor het vervaardigen van producten. Daarnaast kunnen producten ook doormiddel van fysische processen of mechanische processen worden geproduceerd.

Producten die in de procesindustrie worden geproduceerd
Door de verscheidenheid aan processen die toegepast zijn in de procesindustrie kunnen verschillende producten worden vervaardigd. Hierbij kan onder andere onderscheid worden gemaakt tussen eindproducten en halffabricaten. Een eindproduct is in principe meteen gebruiksklaar terwijl halffabricaten nog één of enkele bewerkingen moeten ondergaan om tot een eindproduct te kunnen komen. De eindproducten kunnen zowel verpakt voedsel als voorwerpen, gereedschappen, verzorgingsproducten, speelgoed en andere producten zijn. Bijna alle producten en voedingsmiddelen die men in het dagelijks leven gebruikt en nuttigt zijn in een fabriek geproduceerd of verpakt. De procesindustrie is daardoor één van de belangrijkste industrieën van de Westerse Wereld.

Wat is procestechniek?
Hierboven heb je gelezen dat er veel verschillende producten worden geproduceerd in de procesindustrie. De materialen waaruit de producten zijn vervaardigd verschillen enorm. Zo kunnen voedingsmiddelen uit melk maar ook uit granen en andere grondstoffen worden vervaardigd. Gebruiksvoorwerpen kunnen uit diverse kunststoffen vervaardigd worden maar ook uit hout en metaal. De manieren waarop deze grondstoffen verwerkt en bewerkt worden verschilt daarnaast ook. De procestechniek houdt zich bezig met het ontwerpen van de juiste machines om een bepaald product te vervaardigden. Daarbij wordt ook gekeken naar de volgorde waarin machines een bepaalde grondstof moeten bewerken tot eindproduct.

In de procesindustrie worden machines gebruikt die in de procestechniek zijn bedacht en gebouwd. De procestechniek richt zich daardoor niet alleen op het ontwerp. De bouw van machines in de procestechniek vormt een belangrijk onderdeel. Omdat machines in feite werktuigen zijn om een bepaalde bewerking uit te voeren wordt procestechniek ook wel onder de werktuigbouwkunde geplaatst. Procestechniek heeft naast een werktuigbouwkundige kant ook raakvlakken met de chemie, elektrotechniek en regeltechniek.

Automatisering in procestechniek
De machines zijn ontworpen en gebouwd om een bepaalde bewerking te doen. Doormiddel van de bewerking wordt een grondstof of halffabricaat in de gewenste vorm gebracht. Deze processen worden in de procestechniek zoveel mogelijk geautomatiseerd. De automatisering van machines is niet eenvoudig. Machines moeten voor een belangrijk deel zelf bewerkingen uitvoeren op het juiste moment. Daarvoor worden machines geprogrammeerd. Er worden in de praktijk verschillende programmeersystemen gebruikt. Een bekend systeem waarmee een machine kan worden geprogrammeerd is een PLC. Deze afkorting wordt voluit als volgt geschreven: Programmable logic controller. PLC systemen zorgen er voor dat bepaalde delen van een machine wel elektrische stroom krijgen en andere delen niet. Dit gebeurd onder ander door het inschakelen en uitschakelen van relais.

Naast een PLC systeem kan ook gebruik worden gemaakt van een Supervisory Control And Data Acquisition oftewel een SCADA. Dit is ook een industrial control system (ICS). Verder wordt in de praktijk ook wel een Distributed Control System (DCS) en een Process control system (PCS) gebruikt. Het programmeren, updaten en aanpassen van deze systemen is het werk van softwarespecialisten. Software engineers zijn voortdurend bezig met het ontwikkelen van nieuwe softwaresystemen voor de procesindustrie. Daarnaast worden software engineers ingezet om oude softwaresystemen te optimaliseren.

Procesoperators in de procestechniek
Procesoperators moeten er voor zorgen dat de processen in fabrieken goed verlopen. Dit gebeurd onder andere op grote beeldschermen en andere systemen waarmee de ontwikkelingen en processen in de fabriek worden gevisualiseerd. Hierbij wordt aandacht besteed aan de manier waarop de machines op elkaar zijn afgestemd en de output van de machines. Daarnaast wordt door de procesoperators gekeken naar de eventuele problemen die kunnen ontstaan bij bepaalde machinelijnen en wat daar de oorzaken van zijn. Hiervoor heeft een procesoperator veel contact met operators in de fabriek.

Operators in de procestechniek
De operators zijn verantwoordelijk voor één of enkele machines in het proces. Er wordt in de praktijk ook wel onderscheid gemaakt tussen machineoperators die verantwoordelijk zijn voor één machine en lijnoperators die verantwoordelijk zijn voor een complete machinelijn. Operators kunnen productiekrachten aansturen en zijn daarnaast verantwoordelijk voor voldoende toevoer van grondstoffen en halffabricaten voor de machine(s). Tijdens het proces kunnen machines echter ook te maken krijgen met een storing, slijtage of een andere vorm van beschadiging waardoor de machine niet goed meer functioneert. Eenvoudige technische problemen worden meestal door de operators zelf opgelost. Complexe problemen vereisen vakkundigheid. Daarvoor worden onderhoudsmonteurs ingezet.

Onderhoudsmonteurs in de procestechniek
Wanneer machines stil staan in een fabriek telt elke seconde. De machine moet zo snel mogelijk weer werkzaam zijn. Onderhoudsmonteurs zorgen er in de procesindustrie voor dat een storing in een machine zo snel mogelijk gelokaliseerd wordt en wordt opgelost. In sommige fabrieken wordt gebruik gemaakt van allround onderhoudsmonteurs. Andere fabrieken maken onderscheid tussen mechanische onderhoudsmonteurs, elektrotechnische onderhoudsmonteurs en storingsmonteurs met ervaring op software gebied (zoals PLC). Deze monteurs moeten goed onder tijdsdruk kunnen werken.