اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون یک قدم مکانیزاسیون دیگر را می گیرد که از یک مکانیزم ماشین آلات خاص برای کمک به اپراتورهای انسانی برای انجام یک کار استفاده می کند. مکانیزاسیون کار دستی یک کار با استفاده از ماشین آلات نیرو است که به تصمیم گیری انسان بستگی دارد.

از طرف دیگر ، اتوماسیون جایگزین دخالت انسان با استفاده از دستورات برنامه نویسی منطقی و ماشین آلات قدرتمند می شود.

امروزه رقابت بسیار فزاینده در صنعت ، نیاز به محصولات باکیفیت و پایدار با قیمت رقابتی دارد. برای پرداختن به این تعداد چالش صنعت با توجه به انواع مختلف محصولات جدید و تکنیک های تولید یکپارچه به موازات استفاده از دستگاه های خودکار.

یكی از اقدامات قابل توجه و تأثیر گذار برای به دست آوردن راه حل های چالش فوق ، اتوماسیون صنعتی است. اتوماسیون صنعتی با اتخاذ فن آوری ها و خدمات جدید ، ابتکاری و یکپارچه باعث کاهش کیفیت محصول ، قابلیت اطمینان و میزان تولید می شود و ضمن کاهش هزینه تولید و طراحی می باشد.

اتوماسیون صنعتی جایگزینی با کامپیوتر و ماشین آلات با تفکر انسان است. کلمه اتوماسیون به معنای “خود دیکته” یا “مکانیسم حرکت به خودی خود” است که از کلمات یونانی Auto و Matos گرفته شده است که در آن خودکار به معنای خود است در حالی که Matos به معنی حرکت است.

به طور خلاصه ، اتوماسیون صنعتی می تواند به عنوان استفاده از فن آوری های مجموعه و دستگاه های کنترل اتوماتیک تعریف شود که نتیجه عملکرد و کنترل اتوماتیک فرایندهای صنعتی بدون دخالت چشمگیر انسان و دستیابی به عملکرد برتر از کنترل دستی است. این دستگاه های اتوماسیون شامل PLC ، رایانه های شخصی ، PAC ها و غیره است و فناوری های مختلف سیستم های ارتباطی صنعتی مختلفی را شامل می شوند.
شکل بالا اتوماسیون نیروگاه ارائه شده توسط زیمنس برای دستیابی به عملیات پایدار ، ایمن و اقتصادی است. این اتوماسیون کل یکپارچه (TIA) را با اتوماسیون هر بخش از نیروگاه با دستگاههای کنترل کارآمد ، سنسورهای میدان و دستگاههای تحریک کننده فراهم می کند. در این اتوماسیون ، ماژول های SIMATIC (PLC) به عنوان دستگاه کنترل استفاده می شوند در حالی که WinCC رابط گرافیکی موثری را ارائه می دهد.

چرا اتوماسیون صنعتی؟ (مزایای سیستم اتوماسیون)
برای افزایش بهره وری
اتوماسیون کارخانه یا کارخانه تولیدی یا فرایند فرآیند با کنترل بهتر تولید ، میزان تولید را بهبود می بخشد. با کاهش شدید زمان مونتاژ در هر محصول با کیفیت تولید بیشتر ، به تولید انبوه کمک می کند. بنابراین ، برای یک ورودی کار مشخص ، مقدار زیادی از بازده را تولید می کند.

برای تأمین هزینه بهینه بهره برداری
ادغام فرآیندهای مختلف در صنعت با ماشین آلات اتوماتیک ، زمان چرخه و تلاش را به حداقل می رساند و از این رو نیاز به نیروی انسانی کاهش می یابد. بنابراین سرمایه گذاری روی کارمندان با اتوماسیون ذخیره شده است.

برای بهبود کیفیت محصول
از آنجا که اتوماسیون درگیری انسان را کاهش می دهد ، احتمال بروز خطاهای انسانی نیز از بین می رود. یکنواختی و کیفیت محصول با یک انطباق بیشتر می تواند با اتوماسیون با کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی در کلیه مراحل درست از زمان شروع محصول تا یک محصول نهایی حفظ شود.

برای کاهش چک های معمول
اتوماسیون نیاز به بررسی دستی پارامترهای مختلف فرایند را به طور کامل کاهش می دهد. با استفاده از فن آوری های اتوماسیون ، فرایندهای صنعتی به طور خودکار متغیرهای فرآیند را با استفاده از تکنیک های کنترل حلقه بسته تنظیم و یا مقادیر مورد نظر را تنظیم می کنند.

برای بالا بردن سطح ایمنی
اتوماسیون صنعتی با جایگزینی آنها با ماشین های اتوماتیک در شرایط خطرناک کار ، سطح ایمنی پرسنل را افزایش می دهد. به طور سنتی ربات های صنعتی و دستگاه های رباتیک در چنین مکان های پرخطر و خطرناک اجرا می شوند.

سلسله مراتب یک سیستم اتوماسیون صنعتی
سیستم های اتوماسیون صنعتی با داشتن تعداد زیادی دستگاه که در هماهنگی با فناوری های اتوماسیون کار می کنند ، می توانند از نظر ماهیت بسیار پیچیده باشند. شکل زیر ترتیب سلسله مراتبی سیستم اتوماسیون متشکل از سطوح سلسله مراتبی مختلف را تشریح می کند.

سطح زمینه

این پایین ترین سطح سلسله مراتب اتوماسیون است که شامل دستگاه های میدانی مانند سنسورها و محرک ها است. وظیفه اصلی این دستگاه های زمینه انتقال داده های پردازش ها و ماشین ها به سطح بالاتر بعدی برای نظارت و تجزیه و تحلیل است. و همچنین شامل کنترل پارامتر فرآیند از طریق محرک ها است. به عنوان مثال ، ما می توانیم این سطح را به عنوان چشم و بازوی یک فرآیند خاص توصیف کنیم.

سنسورها پارامترهای زمان واقعی مانند دما ، فشار ، جریان ، سطح و غیره را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. این داده های حسگر بیشتر به کنترلر منتقل می شود تا بتواند پارامترهای زمان واقعی را کنترل و تحلیل کند. برخی از سنسورها شامل ترموکوپل ، سنسورهای مجاورت ، RTD ها ، کنتورها و غیره هستند.

از طرف دیگر محرک ها سیگنال های الکتریکی (از کنترل کننده) را به وسیله مکانیکی برای کنترل فرایندها تبدیل می کنند. دریچه های کنترل جریان ، دریچه های برقی ، محرک های پنوماتیک ، رله ها ، موتورهای DC و موتورهای سروو نمونه ای از محرک ها هستند.

سطح کنترل

این سطح از دستگاههای مختلف اتوماسیون مانند ماشینهای CNC ، PLC و غیره تشکیل شده است که پارامترهای فرایند را از حسگرهای مختلف بدست می آورند. کنترل کننده های اتوماتیک محرک ها را بر اساس سیگنال های حسگر پردازش شده و برنامه یا تکنیک کنترل هدایت می کنند.

کنترل کننده های منطق قابل برنامه ریزی (PLC) بیشترین کنترلرهای صنعتی قدرتمند را دارند که قادر به ارائه توابع کنترل خودکار بر اساس ورودی از سنسورها هستند. این شامل ماژول های مختلف مانند CPU ، آنالوگ I / O ، دیجیتال I / O و ماژول های ارتباطی است. این اجازه می دهد تا اپراتور یک برنامه کنترل یا استراتژی کنترل را برای انجام عملیات خودکار خاص در فرآیند برنامه ریزی کند.

سطح نظارت و کنترل تولید

در این سطح ، دستگاه های خودکار و سیستم مانیتورینگ عملکردهای کنترل کننده و مداخلی مانند رابط ماشین آلات انسانی (HMI) ، نظارت بر پارامترهای مختلف ، تنظیم اهداف تولید ، بایگانی تاریخی ، راه اندازی و خاموش کردن دستگاه و غیره را تسهیل می کنند.

بیشتر ، یا سیستم کنترل توزیع (DCS) یا HMI های کنترل نظارت و دستیابی به داده ها (SCADA) از محبوبیت بالایی در این سطح استفاده می شود.

اطلاعات یا سطح سازمانی

این بالاترین سطح اتوماسیون صنعتی است که کل سیستم اتوماسیون را مدیریت می کند. وظایف این سطح شامل برنامه ریزی تولید ، تجزیه و تحلیل مشتری و بازار ، سفارشات و فروش و غیره است بنابراین بیشتر به فعالیت های تجاری و کمتر با جنبه های فنی می پردازد.

و همچنین شبکه های ارتباطی صنعتی در سیستم های اتوماسیون صنعتی برجسته هستند که اطلاعات را از یک سطح به سطح دیگر منتقل می کنند. بنابراین اینها در کلیه سطوح سیستم اتوماسیون وجود دارد تا جریان مداوم اطلاعات را فراهم کند. این شبکه ارتباطی می تواند از یک سطح با سطح دیگر متفاوت باشد. برخی از این شبکه ها شامل RS485 ، CAN ، DeviceNet ، اتوبوس Foundation Field ، Profibus و غیره می باشند.

از سلسله مراتب فوق می توان نتیجه گرفت که جریان مداوم اطلاعات از سطح بالا به سطح پایین و برعکس وجود دارد. اگر این روش گرافیکی را فرض کنیم ، مانند هرمی است که در آن بالا می رویم ، اطلاعات جمع می شوند و در حالی که پایین می روند ، اطلاعات مفصلی در مورد روند دریافت می کنیم.

انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

1. اتوماسیون ثابت یا سخت
این نوع اتوماسیون به منظور دستیابی به نرخ تولید بالا ، برای انجام عملیات ثابت و تکراری به کار می رود. با استفاده از اهداف ویژه یا تجهیزات اختصاصی برای اتوماسیون عملیات مونتاژ یا پردازش توالی ثابت. پس از کار ، تغییر یا تغییر در طراحی محصول نسبتاً سخت است. بنابراین در ارائه تنوع محصول انعطاف پذیر است ، اما بازده را با نرخ تولید بالاتر افزایش می دهد و هزینه واحد را کاهش می دهد.

برخی از این سیستم های خودکار دارای فرایند تقطیر ، نقاشی و نقاله هستند.

2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی
در این اتوماسیون ، یک کلاس خاص از تغییر محصول و همچنین عملیات مونتاژ یا پردازش با تغییر برنامه کنترل در تجهیزات خودکار قابل تغییر است.

این اتوماسیون برای فرایند تولید دسته ای که در آن حجم محصول متوسط ​​و زیاد است ، مناسب ترین است. اما در این ، تغییر و پیکربندی مجدد سیستم برای محصول جدید یا دنباله عملیات دشوار است. بنابراین ، محصول جدید یا پیکربندی مجدد توالی عملیات نیاز به تنظیم طولانی دارد.

نمونه هایی از این سیستم اتوماسیون ماشین های کنترل عددی ، کارخانجات کاغذی ، کارخانجات نورد فولاد ، روبات های صنعتی و غیره است.

3. اتوماسیون انعطاف پذیر یا نرم
این سیستم اتوماسیون تجهیزات کنترل اتوماتیک را ارائه می دهد که انعطاف پذیری خوبی برای ایجاد تغییر در طراحی محصول ارائه می دهد. این تغییرات می تواند به سرعت از طریق دستوراتی که در قالب کدها توسط اپراتورهای انسانی داده می شود ، انجام شود.

این اتوماسیون به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا چندین محصول با دامنه های مختلف را به عنوان یک فرایند ترکیبی تولید کنند.

حال که مواردی را در رابطه با تعریف اتوماسیون صنعتی بارائه دادیم، با توجه به تعاریف اشاره شده تعریف آنرا برای اتوماسیون میبایست به این صورت بیان نمود : اتوماسیون صنعتی، در حقیقت اعمال و پیاده سازی اموری بوسیله ی ابزارآلات و دستگاه های صنعتی بوده با فرق اینکه به هیچ وجه احتیاج به دخالت و تصمیمات انسانی در هدایت , کنترل و بهبود پیشرفت امور وجود ندارد و همه ی امور به شکل اتوماتیک انجام میپذیرد.به بکار گیری این روش انجام تمامی اموردر مقایسه با دخالت عوامل انسانی که همیشه در خطر اشتباه کردن هست و امکان دارد سبب ایجاد مشکلی در امور گردد، تماما استاندارد تر بوده و سبب بدست آمدن و ایجاد بهره وری در مقطع بالاتر، در انجام کارهای مورد نظر خواهد شد. دستگاه های موجود در اتوماسیون صنعتی PLCها، PCها، PACها ومی باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *