اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون(automation)  از لحاظ لغوی به معنای “کنترل و هدایت دستگاهی بطور خودکار” میباشد و در اصطلاح به معنای خودکار شدن عملیات است، یعنی کارها به صورت خودکار و بدون دخالت مستقیم انسان انجام می شوند. اتوماسیون انواع مختلفی دارد که پرکاربرد ترین انواع اتوماسیون می توان به اتوماسیون اداری و اتوماسیون صنعتی اشاره کرد که ما می‌‌خواهیم به معرفی وبررسی اتوماسیون صنعتی دراین مقاله بپردازیم.

افزایش بازدهی در صنایع متوسط و سنگین و شاید با کمی اغراق “آینده صنعت” در دستان اتوماسیون و بخصوص نوع صنعتی آن می باشد، تکنولوژیی که پس از ظهور آن همچنان پر قدرت به سمت جلو می رود و گویا پایانی بر نوآوری های آن نیست.

اتوماسیون صنعتی یا همان خودکارسازی ( که به آن روباتیزه کردن نیز میگویند) به استفاده از ابزارهای کنترلی مثل کامپیوتر به جای انسان به منظور کنترل و هدایت ماشین آلات صنعتی و پروسه‌های تولید بطور خودکار و اتوماتیک می‌باشد

در صنعت امروزی هدف کنترل رسیدن به معنای کامل لغت اتوماسیون است ولی به دلایل متفاوت این هدف امکان پذیر نیست و دربیشتر مواقع یک سیستم نیمه خودکار داریم که بخشی از کنترل توسط اپراتور و بخشی از آن توسط سیستم کنترل تعبیه شده انجام میگیرد.

با روی کارآمدن تراشه های پردازش گر و کنترلر ایده ایجاد چنین سیستم هایی به وجود آمد. سیستم هایی که قادر باشند دخالت انسان در چرخه تولید را به حداقل رسانده و تنها او را ناظری بر پروسه ساخت گردانند.

این روز ها تصور پروسه تولیدی بدون سیستم های اتوماسیون صنعتی سخت است ، نیازهای روزافزون به محصولات کیفیت بالاو همیچنین قابلیت اطمینان به تولید با حجم بالای محصولات با کیفیت این مفهوم را میرساند که دامنه اتوماسیون صنعتی وسعت چشمگیری خواهد داشت.

بسیاری از تولیدات که با دخالت دست انسان انجام می شود دیگر از نظر هزینه و کیفیت مقرون به صرفه نخواهد بود. 

در مجموع می‌توان گفت اتوماسیون صنعتی از تکنولوژی و کنترل اتوماتیک که باعث عملکرد و کنترل خودکار فرآیندهای صنعتی بدون دخالت مستقیم انسان می‌شود، استفاده می‌کند. به عبارتی در اتوماسیون صنعتی، ماشین ها و کامیپوتر ها به جای انسان ها تفکر و تصمیم گیری می کنند. تجهیزات مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی عبارتند از:  PLC، PAC، رایانه و … .

اتوماسیون صنعتی از چه اجزایی تشکیل می شود؟

نمایان ترین و شناخته شده ترین بخش اتوماسیون صنعتی، ربات های صنعتی هستند که مهم ترین نقش را ایفا می کنند. در حیطه صنعتی سازی اتوماسیون قدم بعدی مکانیزه سازی است. مکانیزه به معنی فراهم آوردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه هایی که ایشان را برای انجام بهتر کارها یاری می دهد.

بدین صورت که ماشین جایگزین نیروی فیزیکی انسان شده و اتوماسیون نقش مجری بودن مستقیم انسان در صنعت را به شکل چشمگیری کاهش می دهد. کاربرانی که در این سیستم ها در پروسه تولید شرکت دارند،ناظران هستند.

کلیه اجزاء در یک سیستم کنترلی در سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

۱-    ورودی

۲-    کنترل

۳-    خروجی

در راه اندازی و خودکارسازی یک خط تولید به روش اتوماسیون صنعتی باید به نکات و موارد زیادی توجه کرد،شما در راه اندازی باید تمام ورودی و خروجی های یک خط تولید را به کنترلر PLC متصل کنید برای مثال اگر قصد راه اندازی یک دستگاه پرکن روغن سرخ کردنی را دارید باید از روش های مختلف و سنسورهای مختلف برای حس کردن پرشدن ظروف پلاستیکی تا روشهای کنترل سرعت موتورهای خط تولید و آلارم ها و خطاهای دستگاه را به کنترلر متصل نمایید تا دستگاه بتواند بدون نیاز به اپراتور فعالییت خود را انجام دهد.

 هدف اتوماسیون صنعتی

هدف در اتوماسیون صنعتی حذف نیروی انسانی کارگر و استفاده از تکنولوژی های جدیدتر مانند رباتیک است. درواقع هدف از این اتوماسیون سازی و استفاده از ربات، افزایش کارایی تجهیزات صنعتی و تولیدی است. هماهنگی و تناسب میان دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک نظام تولید، نتیجه استفاده از تکنولوژی اتوماسیون می باشد.  

مزایای اتوماسیون صنعتی چیست؟

  • کاهش خستگی و تلاش کارگران و یا نوع کار فشرده سنگین

به طور معمول، انسان از انجام کارهای عادی و تکراری خودداری می کند. با این حال، سیستم های رایانه ای آنها را بدون اشکال انجام می دهند. کارهایی که فاقد تغییرپذیری هستند، مکانی برای درخشش سیستم های خودکار است، اما این امر در مورد سیستم هایی که از سنسورهای پیشرفته و یکپارچه استفاده می کنند نیز صادق است. اگر این کار نیاز به شرایطی دارد که متناسب با راحتی و تمرکز انسان نباشد، اتوماسیون را در نظر بگیرید.

  • از آسیب دیدن یا از بین رفتن محصولات یا مواد جلوگیری کنید

انسان هنگام خستگی اشتباه می کند. این مظهر ضعف ناشی از احساسات نماد “وضعیت انسان” است. خطاهای استفاده از ابزارها به معنای آسیب رساندن به مواد اولیه ، اجزاء ، مجموعه ها و محصولات نهایی است.

  • جلوگیری از تولید و توزیع محصول غیر منطبق با استاندارد

کامپیوترهای کنترل کننده روبات ها مراحل یک فرآیند را فراموش نمی کنند. غفلت از قرار دادن پیچ نیاز به لمس انسان دارد. دستگاهی که این کار را انجام نمی دهد هشداری برای رفع آن ایجاد می کند. آیا این فرآیند نیاز به انجام کاری به ترتیب خاص برای بهبود عملکرد دارد؟ سیستم های خودکار مجموعه دستورالعمل ها را نقض نمی کنند. علاوه بر این، سیستم های خودکار ممکن است از قابلیت بازرسی استفاده کنند. سیستم را تنظیم کرده و اجازه دهید داده ها بدون اولویت با ترتیب وارد شوند.

  • افزایش بهره وری

بهبود فرآیندها برای کارآیی باعث می شود که یک شرکت رقابتی تر شود. اما آیا انسان همیشه هر کار را هر بار که انجام می دهد یکنواخت انجام می دهد؟ خیر، تنوع انسانی همیشه وجود دارد. سیستم های خودکار باعث بهبود فرآیندهایی می شوند که از اجرای مداوم سود می برند. برنامه ریزی و آموزش کامل امکان خطای انسان را منتفی نمی کند.

  • جمع آوری داده های بهتر

احتمال ورود داده های تصادفی یا یک داده از دست رفته را از سیستم خارج کنید. روش جمع آوری داده های سنسورها و داده های پردازشی بدون خطا را تنظیم کنید.

  • بهبود معیارها

ارسال داده ها به طور مستقیم به یک پایگاه داده یک منبع اطلاعات به روز و مطمئن را فراهم می کند. آیا فرآیندها با تغییرات بهبود می یابد؟ چرا اکنون خطاهای بیشتری را نسبت به گذشته می بینم؟ داده های اعمال شده می توانند این پاسخ ها را فراتر از یک لیست ساده از آمار موفقیت/ عدم موفقیت گذشته را ارائه دهند. همبستگی داده های فرآیندهای مرتبط با سوابق عبور/عدم، ارائه بینش به جای حدس زدن “چه چیزی باعث این امر می شود؟” را فراهم می کند.

  • پیشرفت های فرآیند صحیح را ابداع کنید

سیستم های خودکار اکنون داده های قابل اعتماد را جمع می کنند. دیتابیس یک منبع قابل جستجو دادها را در اختیار شما قرار می دهد. بعدش چی پیش میاد؟ مهندسین مجهز به مقادیر زیادی از داده های قابل اعتماد، از این اطلاعات نهایت استفاده را در ارتقاع روند فرآیند می کنند. در جایی که مشکلات وجود داشته باشد، نور بر روی مسئله می درخشد. به جای اینکه فقط به دنبال ” تغییراتی مستمر” باشید ، “بهبود مستمر” را با اطلاعات بهتر ایجاد می کنید.

  • پس انداز کنید

چرا باید در آن ایستگاه تست ابزار جدید نصب کرد؟ چرا آن داده ها را وارد می کنید؟ چرا الان پول خرج می کنید؟ به بیان ساده، سرمایه گذاری در اتوماسیون صنعتی موجب صرفه جویی در هزینه می شود با ایجاد فرآیندهای قابل اطمینان و جمع آوری داده های دقیق برای تصمیم گیری های تجاری مطمئن.

ابزار دقیق چیست؟

ابزار هایی هستند که با دقت بالا و توان پایین کار می کنند و به اندازه گیری ، انتقال، تبدیل سیگنال و کنترل پارامترهایی مانند فشار، دما، فلو یا جریان گازها و مایعات، سطح مواد در مخازن، چگالی و پارامترهای شیمیایی مانند پی اچ، اکسیژن، هدایت الکتریکی، کلر، کدورت، غلظت و … می پردازد.

 بررسی هرم اتوماسیون صنعتی

 سطوح اتوماسیون صنعتی و اجزای هرم آن به شرح زیر است:

  • سطح سرپرستی 
  • سطح کنترل 
  • سطح فیلد

سطوح اتوماسیون صنعتی قسمت های مختلف یک هرم اتوماسیون صنعتی می باشد. در مطالب گذشته شاهد معرفی اتوماسیون صنعتی بودید که در آن به هرم یک سیستم اتوماسیونی اشاره و سطوح مختلف این سیستم به تصویر کشیده شده بود. برای خواندن مقاله هرم اتوماسون کلیک کنید. . .

سیستم های کنترل و مانیتورینگ صنعتی

تاکنون به موارد بسیار زیادی در رابطه با کاربرد و مزیت استفاده از اتوماسیون اشاره کرده ایم، به نظر شما از دید کاربردی کدام ویژگی اتوماسیون بیشترین عملکرد مثبت را در یک سیستم کاملا مستقل ایفا می کند؟

پاسخ این سوال مشخصا “مانیتورینگ” است. امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد.

 مانیتورینگ اطلاعاتی که مد نظر است را از بخش های مختلف یک سیستم اتوماسیون صنعتی جمع آوری می کند و آنها را با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف مشخص نمایش می دهد .

 در واقع واسط بین کنترلر و اپراتور می باشد امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و … بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه کار خود نیستند.

تا به اینجا به درک این موضوع پی بردیم که اتوماسیون چیست ، چه کاربردی دارد و اهداف اتوماسیون چیست و همچنین متوجه شدیم  اتوماسیون کارها را کاملا به صورت خودکار بدون دخالت هیچ نیروی انسانی انجام می دهد و دانستیم اتوماسیون صنعتی باعث افزایش بازده صنعت شده است به طوری که حتی نمیتوان پروسه تولیدی را بدون اتوماسیون صنعتی تصور کرد و خیلی راحت میتوان گفت آینده صنعت به طور قطعی در دست اتوماسیون صنعتی است .