اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون صنعتی یک فرآیند تولید صنعتی شامل مجموعه ای از ماشین آلات است که از طریق آن ها ترکیبی از مواد اولیه به محصول نهایی تبدیل می شود. از زمان انقلاب صنعتی در انگلیس، همیشه تلاش قابل توجهی برای توسعه تکنیک های پیچیده برای کمک به افرادی که وظایف مختلف تولیدی دارند، بوده است.
در فرایند اتوماسیون صنعتی، اصطلاح “ماشین” می تواند هر چیزی مانند موتور، دریل، تسمه نقاله و غیره باشد که تحت دستگاه های الکترومکانیکی یا ماشین های شیمیایی مانند کوره ها، خشک کن ها، سیستم های احتراق شیمیایی و غیره قرار می گیرند. امروزه اتوماسیون صنعتی تاثیر اساسی در روند تولید دارد و تقریبا تولید بدون این سیستم اتوماسیون دشوار است. ابزارهایی مانند پی ال سی زیمنس از جمله این ابزارهای اتوماسیون هستند. چندین عامل وجود دارد که منجر به اجرای سیستم اتوماسیون در تولیدات صنعتی می شود:
- نیاز به کالاهای با کیفیت بالا
- انتظارات زیاد در قابلیت اطمینان محصول
- تولید با حجم بالا
سیستم های اتوماسیون از اجزای مختلف تشکیل شده است که به اختصار به توضیح آنها میپردازیم
- سنسورها ، سوئیچها و کلیه فیدبک های ورودی
سنسورها در واقع داده های ورودی یک سیستم اتوماسیون را تامین میکنند و با اطلاعاتی که به واحد کنترل و پردازش ارسال میکنند صحت عملکرد سیستم اتوماسیون را تضمین میکنند لذا صحت و دقت عملکرد سنسورها بسیار مهم و حائز اهمیت است و در غیر اینصورت کل سیستم اتوماسیون با مشکل مواجه شده و باعث ایجاد خسارتهای جبران ناپذیر میشود .عملکرد سنسورها به اینگونه است که کمیت های فیزیکی و شیمیایی مانند فشار ، دما ، حرکت ، سرعت ، نور ، فاصله و غلظت و کلیه متغیر های قابل سنجش یک فرایند را به سیگنالهای الکتریکی شناخته شده و استاندارد تبدیل کرده و یه ماژولهای ورودی واحد پردازش و کنترل ارسال میکند .
انواع سنسورها و شرکتهای سازنده
- فلو متر مغناطیسی Hauser , Siemens , ABB Magnetic Flow meter : Endress+
- پرشر ترانسمیتر+ Hauser , Siemens , ABB , Wika Pressure Transmitter : Endress
- ترمو متر Temperature Sensor : Honeywell , Wika
- پرشر سوئج Pressure Switch : Danfoss , BD Sensor
- انکدر Encoder : Sick , Autonics
- خط کش مغناطیسی و نوری Linear Encoder : Balluff , Kubler , Autonics
- کنترل سطح Level Control : Endress+ Hauser , Siemens
- لودسلLoad cell : HBM , Keli . Zemic
- دانسیته متر رادیواکتیو Density Meter Radioactive : Endress+ Hause
- پراکسی مترProximity Sensor : Ifm , Siemens . Autonic
واحد کنترل و پردازش
اطلاعات ورودی توسط سنسورها ، سوئیچها و فیدبکها به کارتهای ورودی سیستم کنترل که از نوع دیجیتال و یا آنالوگ میباشند متصل شده و مورد پردازش قرار میگیرد. در این واحد با توجه به نوع و حجم داده های سیستم کنترل از یک PLC ویا چند PLC که با یک کامپیوتر صنعتی IPC بصورت شبکه متصل شده است استفاده میشود .بعد از پردازش داده های ورودی و اجرای برنامه کنترلی فرمانهای لازم جهت اجرا به کارتهای خروجی دیجیتال و آنالوگ صادر میشود.
هدف اتوماسیون صنعتی
اصطلاح اتوماسیون توسط مهندسی از شرکت فورد موتور که پیشگامان اتوماسیون و خط تولید مونتاژ بودند، ابداع شده است. در آغاز، فرایند تولید صنعتی بر خلاف حسگرهای مدرن، محرک ها و رایانه ها بر اساس چشم، دست و مغز یک کارگر است.
در اصل، اجرای اتوماسیون در یک فرایند تولید متمرکز بر جایگزینی یک کارگر انسانی با یک ماشین مستقل است. در ابتدا، این ماشین های مستقل برای یک روند تولید روان باید توسط یک ناظر انسانی هماهنگ می شدند. اما با پیشرفت های تکنولوژیکی در سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال، ریزپردازنده ها و PLC ها (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) و حسگرهای مختلف، همگام سازی چندین ماشین و فرآیند مستقل و دستیابی به اتوماسیون صنعتی واقعی بسیار آسان شده است. با افزایش اقتصاد صنعتی، استراتژی های تجاری اتوماسیون صنعتی نیز با گذشت زمان تغییر کرده اند. هدف های اساسی برای اجرای اتوماسیون عبارت اند از:
• افزایش تولید
• کاهش هزینه، به ویژه هزینه های مربوط به انسان
• بهبود کیفیت محصول
• استفاده موثر از مواد اولیه
• کاهش مصرف انرژی
• افزایش سود مشاغل
در این بخش سیگنالهای الکتریکی که در خروجی سیستم کنترل ایجاد شده است به تجهیزات مکانیکی و الکتریکی شامل رله ها ، شیر های کنترلی درایوها و سروموتور ها و غیره متصل میشود عملگرها و محرکها بعنوان واحد اجرایی یک سیستم اتوماسیون میباشند.
کاربرد اتوماسیون
امروزه كاربرد اتوماسيون صنعتي و ابزار دقيق در صنايع و پروسه هاي مختلف صنعتي به وفور به چشم مي خورد. كنترل پروسه و سيستمهاي اندازه گيري پيچيده اي كه در صنايعي همچون نفت ، گاز ، پتروشيمي ، صنايع شيميايي ، صنايع غذايي ، صنايع خودرو سازي و غيره بكار مي آيد نيازمند ابزارالات بسيار دقيق و حساس مي باشند. پيشرفتهاي تكنيكي اخير در كنترل فرايند و اندازه گيري پارامترهاي مختلف صنعتي از قبيل فشار ، دما ، جريان و غيره باعث افزايش كيفيت محصولات و كاهش هزينه هاي توليد گرديده است .
به طور كلي برخي از مزاياي اتوماسيون صنعتي از اين قبيل اند:
– 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