اتوماسیون صنعتی چیست؟ چه مزیت هایی دارد؟

اتوماسیون صنعتی :

اتوماسیون صنعتی استفاده از دستگاه های کنترلی مانند PC / PLCs / PACs و غیره برای کنترل فرایندها و ماشین آلات صنعتی با حذف هرچه بیشتر مداخله کارگر و جایگزینی عملیات مونتاژ خطرناک با دستگاه های خودکار است. اتوماسیون صنعتی ارتباط تنگاتنگی با مهندسی کنترل دارد .

اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی برای انجام کارهایی که از نظر تاریخی به صورت دستی انجام می شدند ، از سیستم ها و تجهیزات کنترلی مانند نرم افزار رایانه و روبات ها استفاده می کنند. این سیستم ها بطور خودکار تجهیزات صنعتی را کار می کنند ، به طور قابل توجهی سطح درگیری اپراتور و نظارت مورد نیاز را کاهش می دهند. سیستم های اتوماسیون معمولاً از حلقه های بازخورد و برنامه های حسی تشکیل شده اند که به طور خودکار شرایط عملیاتی را برای دستیابی به مقادیر مطلوب براساس داده های زمان واقعی تنظیم می کنند. فن آوری های مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی در سال های اخیر به دلیل دیجیتالی شدن ساخت ، به ویژه با اینترنت صنعتی اشیا ، پیشرفت چشمگیری داشته است.

بیشتر بخوانید : سنسور شتاب سنج چیست؟ (کاربرد های کمتر شناخته شده از فرمول شتاب)

انواع اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی در حال حاضر در میان صنایع بی شماری با سیستمهای خودکار به کار گرفته شده است ، از انجام کارهای تولیدی تا کارکرد خودپرداز. سطح پیچیدگی و تعامل انسان با یک سیستم خودکار از نظر کاربرد متفاوت است. در حالی که کاربردهای بی شماری از راه حل های اتوماسیون صنعتی وجود دارد ، تقریباً همه در ۱ دسته از ۳ دسته اتوماسیون قرار می گیرند: ثابت ، قابل برنامه ریزی و انعطاف پذیر. در زیر کمی بیشتر در مورد هر یک از این انواع اتوماسیون صنعتی آورده شده است.
ثابت : به این نوع اتوماسیون اتوماسیون سخت نیز گفته می شود. همانطور که از نام آن پیداست ، این شکل از اتوماسیون کمترین انعطاف پذیری را دارد و غالباً برای اجرای کارهای تکراری با تجهیزات اختصاصی به منظور بهبود بهره وری تولید و نرخ تولید از آن استفاده می شود. هنگامی که یک راه حل اتوماسیون ثابت راه اندازی شد ، اصلاح فرآیند یا پیکربندی مجدد تجهیزات چالش برانگیز است. راه حل های اتوماسیون ثابت گزینه های خوبی برای تولید هستند که با گذشت زمان ثابت و پایدار هستند و حجم بالایی دارند. نمونه هایی از اتوماسیون ثابت خطوط مونتاژ در صنعت خودرو است.
قابل برنامه ریزی : این نوع اتوماسیون برای دسته محصولاتی که دستورالعمل های مربوط به سیستم خودکار بسته به نوع محصول تولید شده ، با گذشت زمان تغییر می کند ، بهترین نوع است. برنامه کنترل را می توان برای هر دسته با مشخصات داده شده و وظایف پردازشی و تعیین توالی دوباره برنامه ریزی کرد. این فرایند تغییر زمان می برد زیرا در اکثر موارد تجهیزات نیز باید از یک دسته به دسته دیگر پیکربندی شوند. اتوماسیون قابل برنامه ریزی اغلب برای حجم متوسط استفاده می شود اما در صورت توجیه اقتصاد می تواند برای حجم کم یا زیاد نیز استفاده شود. ربات های صنعتی نمونه ای از اتوماسیون قابل برنامه ریزی هستند.
انعطاف پذیر : از این سیستم اغلب به عنوان اتوماسیون نرم یاد می شود. از آنجا که انعطاف پذیری را برای تغییر محصول فراهم می کند ، مشابه اتوماسیون قابل برنامه ریزی است. مزیت بزرگ اتوماسیون انعطاف پذیر این است که تغییرات محصول از طریق سیستم کنترل منتقل می شود و به سرعت و به صورت خودکار اتفاق می افتد . از بین بردن زمان مورد نیاز برای پیکربندی مجدد تجهیزات در بین دسته ها. دستگاه های CNC نمونه ای از اتوماسیون انعطاف پذیر است.

بیشتر بخوانید : سنسور دما چیست؟ چه کاربرد و مزایایی دارند؟

تجهیزات اتوماسیون صنعتی

سنجش و تحریک عناصر

سنسور یا عناصر سنجش از قبیل جریان، فشار، دما، و غیره را به صورت الکتریکی و یا پنوماتیک تبدیل متغیرهای فرایند فیزیکی. سنسورهای مختلف شامل ترموکوپل ، ردیاب مقاومت در برابر مقاومت (RTD) ، فشار سنج و غیره .سیگنالهای این سنسورها برای پردازش ، تجزیه و تحلیل و تصمیم گیری به منظور تولید خروجی کنترل استفاده می شوند. تکنیک های مختلف کنترل برای تولید خروجی مورد نیاز با مقایسه متغیر فرآیند احساس شده با مقادیر تنظیم شده ، اجرا می شوند. سرانجام ، کنترل کننده ها خروجی های محاسبه شده را تولید می کنند و به عنوان ورودی سیگنال الکتریکی یا پنوماتیک به عناصر محرک اعمال می شوند. محرک ها سیگنال های الکتریکی یا پنوماتیک را به متغیرهای فرآیند فیزیکی تبدیل می کنند. برخی از محرک ها شامل شیرهای کنترل ، رله ها ، موتورها و … هستند.دسته خاصی از ابزارها ابزارهای هوشمند هستند که سیستم های یکپارچه ای از عناصر سنجش یا تحریک با قابلیت ارتباط با اتوبوس های صحرایی هستند. این دستگاه های هوشمند از یک مدار تهویه سیگنال به صورت داخلی تشکیل شده و اتصال مستقیم به پیوند ارتباطی در سیستم گذرگاه صنعتی را تسهیل می کنند.

عناصر سیستم را کنترل کنید

اینها کنترل کننده های الکترونیکی مبتنی بر ریزپردازنده ها یا به سادگی رایانه های صنعتی هستند که سیگنال های سنسورهای مختلف و همچنین سیگنال های فرمان سیستم های نظارتی یا اپراتورهای انسانی را می پذیرند . این کنترل کننده ها می توانند سیستم های کنترل مداوم باشند . منطقی به ساختار ماهیت کنترل بستگی دارد. کنترل کننده مقادیر سنجش و مقادیر نظارتی را پردازش می کند و به ساختار کنترل بستگی دارد ، خروجی کنترل را به دستگاه های مختلف محرک تولید می کند.
یک نوع مدرن دستگاه کنترل که در سیستم های اتوماسیون استفاده می شود ، کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) است. PLC ها با یک نرم افزار اختصاصی ارائه می شوند تا بتوانند برای انجام عملیات کنترل متناظر برنامه ریزی شوند. PLC ها دارای پردازنده ناهموار ، ورودی و خروجی دیجیتال ، ورودی و خروجی آنالوگ و ماژول های ارتباطی هستند به گونه ای که می توانند در شرایط محیط صنعت برای کنترل پارامترهای مختلف فرآیند کار کنند.رابط ماشین انسانی یا رابط اپراتور یک رابط گرافیکی برای اپراتورها است که اطلاعات فرآیند مانند وضعیت متغیر فرآیند ، نتایج ثبت در پایگاه داده ، تولید سیگنال های هشدار و غیره را نشان می دهد. SCADA یکی از رابط های گرافیکی کاربر است که از راه دور عملیات صنعتی را کنترل می کند . 

بیشتر بخوانید : سنسور التراسونیک چیست ؟ چگونه کار می کنند؟

عناصر کنترل نظارتی

کنترل نظارتی کنترل سطح بالاتری را روی کنترل کننده های خودکار انجام می دهد که زیر سیستم های کوچکتر را بیشتر کنترل می کند. عناصر اصلی این سطح رایانه های شخصی ایستگاه پردازش و رابط های ماشین انسان هستند. این رایانه های شخصی ایستگاه فرآیند وظایفی مانند محاسبات نقطه تنظیم ، نظارت بر عملکرد ، تشخیص ، راه اندازی ، خاموش کردن و سایر عملیات اضطراری را بر عهده دارند.

مزایای اتوماسیون صنعتی

مزایای اتوماسیون صنعتی عبارتند از:
• افزایش بهره وری نیروی کار
• کیفیت محصول بهبود یافته
• کاهش کار یا هزینه تولید
• کارهای دستی معمول را کاهش دهید
• ایمنی بهبود یافته
• نظارت بر حذف

بیشتر بخوانید : کنترلر دما چیست؟ چه کاربردی دارد؟(راهنمای جامع و کاربردی)

افزایش بهره وری نیروی کار

اتوماسیون با تولید بازده بیشتر برای یک نیروی کار معین ، نرخ تولید را افزایش می دهد. برای کارگران انسانی امکان کار با ساعتهای طولانی بدون از دست دادن دقت وجود ندارد. از طرف دیگر ، بدون به خطر انداختن دقت ، سیستم های کنترل خودکار قادرند ساعت ها کار کنند. از این رو بهره وری و کارایی در هر ساعت ورودی کار افزایش یافته است.

کیفیت محصول بهبود یافته

یکی از مزایای اصلی اتوماسیون کاهش میزان نقص کسری است. با عملکرد دستی فرآیند تولید ، ممکن است در مشخصات کیفیت محصول سازش ایجاد شود. اما سیستم اتوماسیون عملیات را با انطباق و یکنواختی بیشتر با مشخصات کیفیت انجام می دهد. با استفاده از سیستم های اتوماسیون ، فرآیندهای صنعتی در تمام مراحل کنترل و پایش می شوند تا محصول نهایی کیفی تولید شود.

هزینه کار یا تولید کاهش یافته است

سیستم های خودکار با جایگزینی ماشین آلات خودکار به جای نیروی انسانی به صنایع کمک می کنند تا در دراز مدت پس انداز زیادی انجام دهند تا هزینه تولید واحد کاهش یابد. تجهیزات اتوماسیون که به صورت روان یا یکنواخت کار می کنند ، نه تنها باعث افزایش بهره وری می شوند ، بلکه در نتیجه با پس انداز حقوق ، هزینه های نیروی کار ، حقوق بازنشستگی و هزینه های کارمندان به بازدهی بسیار خوبی از سرمایه منجر می شوند. سیستم خودکار همچنین با جایگزینی عملیات خودکار به جای نیروی کار ، کمبود نیروی کار را کاهش می دهد.

کارهای دستی معمول را کاهش می دهد

در بسیاری از کاربردهای صنعتی ، متغیرهای فرآیند مانند دما ، سطح مایع ، فشار و غیره به عنوان یک کار معمول برای حفظ سطح تعیین شده خود باید به صورت دوره ای کنترل شوند. بنابراین یک سیستم اتوماسیون با بکارگیری سیستم های کنترل حلقه بسته ، شرایط کار خودکار را ایجاد می کند.

بیشتر بخوانید : کنترلر رطوبت چیست؟ چه کاربردی دارد؟ 

ایمنی بهبود یافته

با اجرای یک سیستم خودکار ، با انتقال کارگر از یک مکان مشارکت فعال در روند کار به نقش نظارت ، کار ایمن تر می شود. ماشین های خودکار قادر به کار در محیط های خطرناک و سایر محیط های شدید هستند. همچنین ، این سیستم ها از ربات های صنعتی به جای کارگران انسانی ، به ویژه در شرایط تهدید کننده زندگی (شرایط شیمیایی و دمای بالا) استفاده می کنند. بنابراین یک سیستم اتوماسیون صنعتی از حوادث و صدمات کارگران جلوگیری می کند.

به نظارت از راه دور کمک می کند

اکثر عملیات صنعتی باید از راه دور کنترل شوند و برای کنترل از راه دور راحت و کنترل متغیرهای فرآیند انجام شوند. برای چنین مواردی ، سیستم های خودکار پیوند ارتباطی بین منطقه فرآیند و منطقه نظارت (نظارت و کنترل) را فراهم می کنند ، در نتیجه به اپراتورها امکان می دهد تا فرآیندهای صنعتی را از مکانی دور کنترل و کنترل کنند. بهترین نمونه از این کنترل از راه دور ، کنترل خودکار شبکه برق است .

امیدواریم این مقاله مفید و اقع شده باشد لطفا نظرات خود را با ما در میان بگذارید.

بیشتر بخوانید : بوستر پمپ چیست؟ – نحوه ی نصب و استفاده از انواع بوستر پمپ (بررسی کامل)