اتوماسیون صنعتی چیست؟ انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی چیست، انواع و سلسله مراتب سیستم اتوماسیون صنعتی

رقابت بسیار فزاینده امروزی در 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 با اتخاذ فناوری ها و خدمات جدید، نوآورانه و یکپارچه، کیفیت محصول، قابلیت اطمینان و نرخ تولید را افزایش می دهد و در عین حال هزینه تولید و طراحی را کاهش می دهد.

اتوماسیون صنعتی چیست؟

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.

مزایای اتوماسیون صنعتی

برای افزایش تولید

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.

کاهش هزینه 

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 بررسی 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.

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.

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 عملگرها هستند.

سطح کنترل

این سطح شامل دستگاه های اتوماسیون مختلف مانند ماشین های CNC، PLC زیمنس 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 زیمنس) 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.

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، برجسته‌ترین 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.

انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

1. اتوماسیون ثابت یا سخت

این نوع اتوماسیون برای انجام عملیات ثابت و تکراری به منظور دستیابی به نرخ تولید بالا به کار می رود. از تجهیزات ویژه یا اختصاصی برای خودکارسازی عملیات مونتاژ یا پردازش توالی ثابت استفاده می کند. هنگامی که از آن استفاده می شود، تغییر یا تغییر طراحی محصول نسبتاً دشوار است. بنابراین در ارائه تنوع محصول انعطاف ناپذیر است، اما با نرخ تولید بالاتر باعث افزایش راندمان و کاهش هزینه واحد می شود.

2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی

در این اتوماسیون، کلاس خاصی از تغییرات محصول و همچنین عملیات مونتاژ یا پردازش را می توان با اصلاح برنامه کنترل در تجهیزات خودکار تغییر داد.

این اتوماسیون برای فرآیند تولید دسته ای که در آن حجم محصول متوسط به بالا است، بهترین گزینه است. اما در این مورد، تغییر و پیکربندی مجدد سیستم برای یک محصول جدید یا دنباله ای از عملیات دشوار است. بنابراین، محصول جدید یا پیکربندی مجدد توالی عملیات نیاز به یک راه اندازی طولانی دارد.

3. اتوماسیون انعطاف پذیر یا نرم

این سیستم اتوماسیون تجهیزات کنترل خودکار را فراهم می کند که انعطاف پذیری زیادی را برای ایجاد تغییرات در طراحی محصول ارائه می دهد. این تغییرات را می توان به سرعت از طریق دستورات داده شده در قالب کد توسط اپراتورهای انسانی انجام داد.

این اتوماسیون به سازندگان اجازه می دهد تا چندین محصول را با دامنه های مختلف به عنوان یک فرآیند ترکیبی به جای جداگانه تولید کنند.

ما در اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس سعی کردیم  مقاله ای جامع و کامل در ارتباط با اتوماسیون صنعتی تهیه کنیم. گروه فنی و مهندسی اتوماسیون فرسان تامین کننده، مجری و مشاور پروژه های اتوماسیون صنعتی زیمنس فعالیت خود را از سال 1394 با تهیه و نگهداری پیوسته مجموعه وسیعی از تجهیزات به همراه ارائه خدمات فنی مناسب و به روز شروع کرده و در تلاش است برای سهولت در انتخاب تجهیزات، مشخصات و اطلاعات فنی آن ها را دسته بندی کرده تا مراجعین محترم به وب سایت اتوماسیون فرسان برای انتخاب قطعات به راحتی هر چه بیشتر به تجهیزات اتوماسیون زیمنس مانند سافت استارتر زیمنس ، کلید حرارتی زیمنس  ، کلید اتوماتیک  زیمنس ، کلید مینیاتوری زیمنس ،  plc زیمنس ، لوگو زیمنس و ... دسترسی پیدا کنند. همچنین می توانید قیمت کنتاکتور زیمنس را چه به صورت عمده چه به صورت تکی فقط با یک تماس با شماره های 02136348203 - 02136613601 از کارشناسان فنی اتوماسیون فرسان استعلام بگیرید.

*** این مطلب در سرویس گزارش آگهی منتشر شده و تبلیغاتی می باشد؛ لذا جماران هیچ توصیه در رابطه با انجام فعالیت فوق ندارد.