اتوماسیون صنعتی چیست

پایگاه خبری تحلیلی بازار بورس:

 

رقابت بسیار فزاینده امروزی نسبت به صنعت نیازمند محصولات با کیفیت بالا و سازگارترین با قیمت رقابتی است. برای رسیدگی به این چالش، تعدادی از صنایع طرح های مختلف محصول جدید و تکنیک های تولید یکپارچه را به موازات استفاده از دستگاه های خودکار در نظر می گیرند.

 

یکی از حرکات قابل توجه و تاثیرگذار برای دستیابی به راه حل های چالش فوق، اتوماسیون صنعتی است. اتوماسیون صنعتی افزایش کیفیت محصول، قابلیت اطمینان و نرخ تولید را در عین کاهش هزینه تولید و طراحی با اتخاذ فناوری ها و خدمات جدید، نوآورانه و یکپارچه تسهیل می کند.

 

اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون یک گام بیشتر از مکانیزاسیون برداشته است که از مکانیزم ماشینی خاصی استفاده می کند که به اپراتورهای انسانی برای انجام یک کار کمک می کند. مکانیزاسیون عملیات دستی یک کار با استفاده از ماشین آلات نیرودار است که به تصمیم گیری انسان بستگی دارد.از سوی دیگر، اتوماسیون با استفاده از دستورات برنامه نویسی منطقی و ماشین آلات قدرتمند جایگزین دخالت انسان می شود.

اتوماسیون صنعتی جایگزینی با کامپیوترها و ماشین ها به جای تفکر انسان است. کلمه Automation به معنای "خود دیکته کننده" یا "یک مکانیسم حرکت به خودی خود" است که از کلمات یونانی Auto و Matos گرفته شده است که در آن auto به معنای خود است در حالی که Matos به معنای حرکت است.

 

به طور خلاصه، اتوماسیون صنعتی را می توان به عنوان استفاده از فناوری های مجموعه و دستگاه های کنترل خودکار تعریف کرد که منجر به عملیات و کنترل خودکار فرآیندهای صنعتی بدون دخالت چشمگیر انسان و دستیابی به عملکرد برتر نسبت به کنترل دستی می شود. این دستگاه های اتوماسیون شامل PLC، PC، PAC و ... و فناوری ها شامل انواع سیستم های ارتباطی صنعتی می باشد.

شکل بالا اتوماسیون نیروگاهی ارائه شده توسط زیمنس برای دستیابی به عملیات پایدار، ایمن و اقتصادی را نشان می دهد. این اتوماسیون یکپارچه (TIA) را با خودکار کردن هر بخش از نیروگاه با دستگاه های کنترل کارآمد، حسگرهای میدانی و دستگاه های فعال کننده فراهم می کند. در این اتوماسیون، ماژول های SIMATIC (PLC) به عنوان دستگاه های کنترلی استفاده می شوند در حالی که WinCC یک رابط گرافیکی موثر ارائه می دهد.

چرا اتوماسیون صنعتی؟ (مزایای سیستم اتوماسیون)

برای افزایش بهره وری

اتوماسیون کارخانه یا کارخانه تولیدی یا فرآیند، نرخ تولید را از طریق کنترل بهتر تولید بهبود می بخشد. با کاهش شدید زمان مونتاژ هر محصول با کیفیت تولید بیشتر، به تولید انبوه کمک می کند. بنابراین، برای یک ورودی کار معین، مقدار زیادی خروجی تولید می کند.

برای تامین هزینه بهینه عملیات

ادغام فرآیندهای مختلف در صنعت با ماشین آلات خودکار، زمان چرخه و تلاش را به حداقل می رساند و در نتیجه نیاز به نیروی انسانی کاهش می یابد. بنابراین سرمایه گذاری بر روی کارمندان با اتوماسیون صرفه جویی شده است.

 

برای بهبود کیفیت محصول

از آنجایی که اتوماسیون دخالت انسان را کاهش می دهد، احتمال خطاهای انسانی نیز از بین می رود. یکنواختی و کیفیت محصول با انطباق بیشتر را می توان با اتوماسیون با کنترل و نظارت تطبیقی فرآیندهای صنعتی در تمام مراحل از ابتدای تولید تا محصول نهایی حفظ کرد.

 

برای کاهش چک های معمول

اتوماسیون به طور کامل نیاز به بررسی دستی پارامترهای مختلف فرآیند را کاهش می دهد. فرآیندهای صنعتی با بهره‌گیری از فناوری‌های اتوماسیون، به‌طور خودکار متغیرهای فرآیند را با استفاده از تکنیک‌های کنترل حلقه بسته برای تنظیم یا مقادیر دلخواه تنظیم می‌کنند.

برای بالا بردن سطح ایمنی

اتوماسیون صنعتی سطح ایمنی پرسنل را با جایگزینی آنها با ماشین های خودکار در شرایط کاری خطرناک افزایش می دهد. به طور سنتی، ربات های صنعتی و دستگاه های رباتیک در چنین مکان های پرخطر و خطرناکی اجرا می شوند.

خرید اینورتر یاسکاوا

سلسله مراتب یک سیستم اتوماسیون صنعتی

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌توانند ماهیت بسیار پیچیده‌ای داشته باشند، زیرا تعداد زیادی دستگاه در هماهنگی با فناوری‌های اتوماسیون کار می‌کنند. شکل زیر آرایش سلسله مراتبی سیستم اتوماسیون متشکل از سطوح سلسله مراتبی مختلف را شرح می دهد.

 

سطح میدان

 

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

ربات‌های صنعتی یاسکاوا

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 کنترل کننده منتقل می شود تا پارامترهای زمان واقعی را نظارت و تجزیه و تحلیل کند. برخی از سنسورها عبارتند از ترموکوپل، حسگر مجاورت، RTD، فلومتر و غیره.

 

از سوی دیگر محرک ها سیگنال های الکتریکی (از کنترل کننده ها) را به ابزارهای مکانیکی برای کنترل فرآیندها تبدیل می کنند. شیرهای کنترل جریان، شیرهای برقی، محرک‌های پنوماتیکی، رله‌ها، موتورهای DC و موتورهای سروو نمونه‌هایی از محرک‌ها هستند.

سطح کنترل

 

این سطح شامل دستگاه های اتوماسیون مختلف مانند ماشین های CNC، PLC و غیره است که پارامترهای فرآیند را از سنسورهای مختلف دریافت می کند. کنترل‌کننده‌های خودکار، محرک‌ها را بر اساس سیگنال‌های حسگر پردازش‌شده و برنامه یا تکنیک کنترل هدایت می‌کنند.

 

کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) پرمصرف‌ترین کنترل‌کننده‌های صنعتی قوی هستند که قادر به ارائه عملکردهای کنترل خودکار بر اساس ورودی سنسورها هستند. از ماژول های مختلفی مانند CPU، I/O آنالوگ، I/O دیجیتال و ماژول های ارتباطی تشکیل شده است. این به اپراتور اجازه می دهد تا یک تابع یا استراتژی کنترلی را برای انجام عملیات خودکار خاص در فرآیند برنامه ریزی کند.

 

سطح نظارت و کنترل تولید

 

در این سطح، دستگاه‌های خودکار و سیستم مانیتورینگ، عملکردهای کنترلی و مداخله‌ای مانند رابط ماشین انسانی (HMI)، نظارت بر پارامترهای مختلف، تعیین اهداف تولید، بایگانی تاریخی، تنظیم راه‌اندازی و خاموش کردن ماشین و غیره را تسهیل می‌کنند.

 

بیشتر، سیستم کنترل توزیع (DCS) یا کنترل نظارت و جمع آوری داده ها (SCADA) HMI به طور رایج در این سطح استفاده می شود.

ربات پلتایزینگ یاسکاوا

 

سطح اطلاعات یا 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 ... است. بنابراین بیشتر به فعالیت های تجاری می پردازد و کمتر به جنبه های فنی می پردازد.

 

همچنین شبکه‌های ارتباطی صنعتی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که اطلاعات را از یک سطح به سطح دیگر انتقال می‌دهند، برجسته‌تر هستند. بنابراین اینها در تمام سطوح سیستم اتوماسیون وجود دارند تا جریان مداوم اطلاعات را فراهم کنند. این شبکه ارتباطی می تواند از یک سطح به سطح دیگر متفاوت باشد. برخی از این شبکه ها عبارتند از RS485، CAN، DeviceNet، Foundation Field bus، Profibus و غیره.

از سلسله مراتب بالا می توان نتیجه گرفت که جریان اطلاعات پیوسته از سطح بالا به سطح پایین و بالعکس وجود دارد. اگر این روش گرافیکی را فرض کنیم، مانند هرمی است که در آن با بالا رفتن، اطلاعات جمع می شود و در حین پایین آمدن، اطلاعات دقیقی در مورد فرآیند به دست می آوریم.