اتوماسیون صنعتی و کاربردهای آن در صنعت

اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی( Industrial Automation ) به زبان ساده یعنی خودکار سازی فرایند های تولید که این کار با استفاده ازابزارهایی همچون پی ال سی ها، وتجهیزاتی که به این پی ال سی ها متصل می شوند که یا به plc  ها فرمان می دهند (ورودی سیستم) یا از آن فرمان میگیرند(خروجی سیستم)امکان پذیر است.

در واقع با استفاده از سیستم اتوماسیون یا خودکار سازی فرآیند تولیدی ما میتوانیم به بهره وری و راندمان بیشتر و کارایی دقیق تر سیستم های تولید و کمتر شدن خطاهای انسانی در پروسه تولیدی کمک کنیم.

اتوماسیون صنعتی در سال های اخیر در جهان و ایران نقش بسزایی را در فرایند های تولیدی در اختیار خود قرار داده و به سرعت در حال رشد و گسترش بیشتر در فرایند های صنعتی و تولیدی می باشد.

اتوماسیون از لحاظ لغوی به معنای “کنترل و هدایت دستگاهی بطور خودکار” میباشد.

با اینکه هدف از اتوماسیون رسیدن به معنای واقعی کنترل خودکار می باشد .

اما به صورت کامل این کار هنوز میسر نشده و در واقع سیستم های صنعتی بیشتر به صورت نیمه خودکار فعالیت می کنند و نقش عناصر انسانی و اپراتور ها را نمیتوان  در این زمینه نادیده گرفت.

هدف از اتوماسیون سازی و استفاده از روباتها ، افزایش کارایی تجهیزات صنعتی و تولیدی است.

هماهنگی و تناسب میان دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک سیستم تولید، نتیجه استفاده از تکنولوژی اتوماسیون می باشد.

دلایل استفاده از اتوماسیون صنعتی

  • افزایش بهره‌ وری
  • کاهش هزینه تولید
  • افزایش کیفیت کالا
  • افزایش امنیت

قسمت های مختلف سیستم های اتوماسیون صنعتی

اگر بخواهیم سیستمهای اتوماسیونی را به صورت سطح بندی شده معرفی کنیم شامل چهار سطح می باشد.

 

سطح بندی اتوماسیون صنعتی

سطح پایه

سنسور_SENSOR

سطح پایه یا field level این سطح از اتوماسیون شامل مواردی چون سنسورها و عملگرها همچون شیر های اتومات یا valve  ها، رله ها ، سروموتورها،انکودر ها و … می باشد.

وظیفه اصلی این بخش از سیستم، انتقال  دادن اطلاعات فرآیندها و ماشین‌ها به سطح بالاتر برای مانیتور کردن و تحلیل اطلاعات است.

اطلاعات دریافتی توسط sensor برای تحلیل و انجام دستورهای لازم به قسمت بالادست منتقل خواهد شد.

ما در مقاله ای جداگانه به طور مفصل در خصوص انواع سنسور ها و کاربرد آن در اتوماسیون صنعتی به بحث پرداختیم .

این سنسورها اطلاعاتی مانند دما ،فشار ، جریان، سطح ، سرعت موتورها و … را دریافت و جهت کنترل و نظارت به بخش بالا دست که قسمت کنترل می باشد ارسال می کنند.

سطح کنترل control level

پی ال سی-PLC

این بخش از سیستم اتوماسیون شامل کنترل کننده های قابل برنامه ریزی همچون پی ال سی ها و سی ان سی ها می باشد.

وظیفه ی آن دریافت اطلاعات از سطح پایین تر همچون داده هایی که از سنسور ها داده میشود به عنوان ورودی و پردازش و تجزیه و تحلیل این داده ها جهت فرمان به عملگر ها (خروجی)می باشد.

کنترلرهای اتوماتیک با توجه به این اطلاعات دریافتی، عملگرها را برای انجام فعالیت مورد نیاز، راه انداخته و فرمان لازم را به آن‌ها خواهند داد.

Plc ها از رایج ترین و دقیق ترین نوع کنترل کننده ها در صنعت اتوماسیون میباشند.

ما در مقاله ای جداگانه در مورد نحوه ی عملکرد پی ال سی ها به بحث و بررسی پرداخته ایم.

PLC این قابلیت را دارد که توسط کاربر برنامه‌ریزی شده و اعمال خواسته شده را مطابق انتظار انجام دهد.

سطح نظارت و کنترل تولید

اچ ام آی-HMI

سطح نظارت و کنترل تولید (Supervising and Production Control Level) ، در این سطح از سیستم های اتوماسیون ما با استفاده از نمایشگر های مختلف همچون اچ ام آی (HMI)ها یا همان رابط کاربری انسان با سیستم ها ، نظارت و کنترل تولید را مد نظر قرار می دهیم.

اچ ام آی ها این قابلیت را به اپراتور می دهند که بتواند در خصوص پارامترهای مختلف سیستم خود تحلیل و بررسی داشته باشد.

و با ابزار و کلید هایی که در اختیارش هست یا حتی در گوشی یا تبلت خود، تصمیم گیری لازم را جهت تغییرات و یا اصلاح سیستم مورد نظر انجام دهد.

برای مثال با این سیستم ها یک شخص میتواند دمای خانه یا سیستم گلخانه ی خود را کم و یا زیاد نماید.

و یا اینکه سرعت انجام فرایند را کنترل کند. ویا اینکه فرایندی را خاموش و روشن نماید.

فوایدی که سیستم های مانیتورینگ و نظارتی  در اتوماسیون صنعتی برای ما دارند

  • نمايش وضعيت لحظه اي هر يك از ماشين آلات و دستگاهها
  • نمايش و ثبت پارمترهاي مهم و حياتي يك سيستم
  • نمايش و ثبت آلارمهاي مختلف در زمانهاي بروز خطا در سيستم
  • نمايش محل خرابي و زمان وقوع ايراد در هر يك از اجزاي سيستم
  • نمايش پروسه هاي توليد با استفاده از ابزارهاي گرافيكي مناسب
  • تغيير و اصلاح Set Point ها حين اجراي پروسه توليد
  • امكان تغيير برخي از فرايندهاي كنترلي از طريق برنامه مونيتورينگ
  • ثبت اطلاعات و پارمترهاي مورد نظر مديران از قبيل زمانهاي كاركرد، ميزان توليد ، ميزان مواد اوليه مصرفي ، ميزان انرژي مصرفي و …

برای بررسی  داده ها از سیستم های اسکادا scada نیز استفاده می شود .

که هم سیستم ها اچ ام آی(hmi) و هم سیستم های اسکادا(scada)  را به طور مفصل در مقاله های جداگانه مورد بحث و بررسی قرار داده ایم.

سطح اطلاعات

شبکه های ارتباطی

سطح اطلاعات (Information Level) این بخش از اتوماسیون صنعتی که مهم ترین بخش می باشد و بیشتر جنبه  بهبود کل سیستم از لحاظ بهره وری و تجاری را دارد.

وظیفه این قسمت برنامه‌ریزی تولید، تحلیل بازار و مصرف‌کنندگان، سفارشات و فروش و … است.

در این قسمت بین قسمت های مختلف از طریق شبکه ها ارتباط برقرار می کنیم و فرایند کلی را میتوانیم در سیستم های نمایشی مورد کنترل و نظارت قرار دهیم

از انواع شبکه های ارتباطی بین سیستم های مختلف اتوماسیونی می توان به شبکه های ارتباطی modus  ، profibus ، CAN  ، DEVICE NET ، RS485 ، Foundation Field BUS و .. اشاره کرد.

شبکه های ارتباطی در اکثر سیتم های اتوماسیونی حضور دارند و این ایجاد شبکه و ارتباطات بخش جدایی ناپذیر در سیستم های اتوماسیون صنعتی میباشد.

کاربرد اتوماسیون در صنعت

در صنايعي همچون نفت ، گاز ، پتروشيمي ، صنايع شيميايي ، صنايع غذايي ، صنايع خودرو سازي و غيره به دلیل نیاز به دقت عمل در کار و پروسه ی تولید سیستم های اتوماسیون نقش بسزایی دارند.

چرا که این صنایع نيازمند ابزارالات بسيار دقيق و حساس و قابل برنامه ریزی مي باشند.

با استفاده از اتوماسیون صنعتی می توان بر روی پارامترهای مختلف همچون فشار مایعات و گاز ها ، دمای کوره های ریخته گری ،نظارت شدت جریان و سطح مایعات ،کنترل سیستم های نوار و نقاله در کارخانه های تولیدی و… میتوان از سیستم های  کنترلی در اتوماسیون صنعتی بهره برد.

و دقت و ظرافت در عملکرد و سرعت در بهره وری  و دستیابی به راندمان بالا در پروسه ی تولیدی را جایگزین خطاهای انسانی کرد.

بنابراین می توان گفت که سیستم های automation بخش کاربردی فراوانی در صنعت و گسترش و رشد کارخانه ها دارند.

    برخي از مزاياي اتوماسيون صنعتي

  • تكرارپذيري فعاليتها و فرايندها
  • افزايش كيفيت محصولات توليدي
  • افزايش سرعت توليد (كميت توليد)
  • كنترل كيفيت دقيقتر و سريعتر
  • كاهش پسماندهاي توليد (ضايعات)
  • برهمكنش بهتر با سيستمهاي بازرگاني
  • افزايش بهره وري واحدهاي صنعتي
  • بالا بردن ضريب ايمني براي نيروي انساني و كاستن از فشارهاي روحي و جسمي

شرکت های مختلفی در جهان در زمینه اتوماسیون صنعتی فعالیت دارند.

از معروف ترین این شرکت ها می توان به شرکت های simens  ، میتسوبیشی ، ABB  و… اشاره کرد.

در مقاله ای جداگانه به بررسی 10 شرکت برتر جهان در زمینه ی اتوماسیون صنعتی پرداخته ایم.


برای درک بهتر از اتوماسیون صنعتی توجه شما را به ویدیویی که گروه راما کنترل آماده کرده جلب می کنیم.

لینک ویدیو در آپارات

لینک ویدیو در تماشا

بهرنگ کرمیان
می 18, 2019