اتوماسیون صنعتی چیست؟ انواع ، سطوح ، مزایا

در این مقاله ، مروری بر اتوماسیون صنعتی خواهیم داشت ، مزایای معایب اتوماسیون صنعتی ، انواع مختلف سیستم های اتوماسیون ، سطوح مختلف در یک برنامه اتوماسیون صنعتی معمولی و بسیاری موارد دیگر چیست. اتوماسیون صنعتی انگیزه برای اتوماسیون صنعتی سطوح فرآیند اتوماسیون صنعتی سطح سرپرست سطح کنترل سطح میدان انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی سیستم اتوماسیون ثابت سیستم اتوماسیون قابل برنامه ریزی سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر سیستم اتوماسیون یکپارچه مزایا و معایب استفاده از روش های صنعتی در صنعت برای کمک به افراد با کارهای مختلف تولید. یک فرایند تولید صنعتی شامل مجموعه ای از ماشین آلات است که از طریق آنها ترکیبی از مواد اولیه را انتخاب کرده و به محصول نهایی تبدیل کنید. در اینجا ، عبارت "ماشین" می تواند هر چیزی مانند موتور ، مته ، 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 گیرد. امروزه اتوماسیون صنعتی فرایند تولید را در صنایع بر عهده گرفته است و تصور خط تولید بدون سیستم های اتوماسیون بسیار دشوار است. عوامل متعددی منجر به پیاده سازی سیستم اتوماسیون در تولید صنعتی می شود مانند نیاز به محصولات با کیفیت بالا ، انتظارات زیاد در قابلیت اطمینان محصول ، تولید در حجم بالا و غیره. اتوماسیون صنعتی چیست؟ اتوماسیون صنعتی فرایندی از کارکرد ماشین آلات و سایر موارد است تجهیزات صنعتی با کمک برنامه نویسی منطقی دیجیتال و کاهش مداخله انسان در تصمیم گیری و فرایند دستی با استفاده از تجهیزات مکانیزه. تعریف فوق قطعاً ساده نیست ، اما اجازه دهید سعی کنیم بفهمیم اتوماسیون صنعتی با چیست یک مثال کوچک برای درک اتوماسیون صنعتی یک فرایند دستی تولید صنعتی را در نظر بگیرید ، جایی که اپراتور دمای اجاق را مشاهده می کند. فرض کنید کار این است که به دمای خاصی برسید و آن دما را برای حدود 30 دقیقه حفظ کنید. بنابراین ، اپراتور باید ابتدا با کنترل یک سوپاپ میزان سوخت را به تنور تنظیم کند تا دما را به مقدار دلخواه افزایش دهد. پس از دستیابی به دمای لازم ، باید با تنظیم مداوم سوپاپ یعنی بسته به درجه حرارت تا 30 دقیقه آینده ، سوخت را افزایش یا کاهش دهید. در حال حاضر ، با اتوماسیون صنعتی ، بدون کمک اپراتور از کل فرایند مراقبت می شود. اول ، یک سنسور دما در نزدیکی اجاق گاز قرار دارد که دمای آن را به رایانه گزارش می دهد. در حال حاضر ، یک شیر موتور وجود دارد که توسط کامپیوتر نیز کنترل می شود تا سوخت به کوره برسد. بر اساس قرائت دما از سنسور ، کامپیوتر شیر را باز می کند تا سوخت بیشتری در ابتدا امکان پذیر باشد. پس از دستیابی به دمای مطلوب ، شیر بسته می شود. اما کامپیوتر می تواند شیر را باز یا بسته کند ، حتی برای این که بر اساس قرائت دما ، کوچکترین مقدار سوخت جریان یابد. زمان سنج در رایانه نشان می دهد که 30 دقیقه تمام شده است و کامپیوتر می تواند سیستم را به طور کامل خاموش کند. مثال بالا ممکن است مبهم به نظر برسد اما به درک نحوه پیاده سازی یک سیستم اتوماسیون صنعتی معمولی کمک می کند. در مثال فوق ، مداخلات انسانی کاملاً صفر است و کل کار به طور کامل توسط سیستم اتوماسیون انجام می شود. انگیزه اتوماسیون صنعتی اصطلاح اتوماسیون توسط مهندسی از شرکت Ford Motor ، که پیشگامان اتوماسیون صنعتی و خط مونتاژ تولید بودند ، ابداع شد. به در آغاز ، فرایند تولید صنعتی بر اساس چشم ، دست و مغز کارگر است ، برخلاف سنسورها ، محرک ها و رایانه های امروزی. در اصل ، پیاده سازی اتوماسیون در یک فرآیند تولید بر جایگزینی یک کارگر انسانی متمرکز شده است. یک ماشین مستقل در ابتدا ، این ماشینهای مستقل باید توسط یک سرپرست انسانی برای یک فرآیند تولید روان هماهنگ می شدند. اما با پیشرفتهای تکنولوژیکی در سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال ، ریزپردازنده ها و PLC ها (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) و سنسورهای مختلف ، همگام سازی چندین دستگاه بسیار آسان شده است. ماشین آلات و فرآیندهای مستقل و دستیابی به اتوماسیون صنعتی واقعی. با افزایش اقتصاد صنعتی ، استراتژی های تجاری اتوماسیون صنعتی نیز در طول زمان تغییر کرده است. امروزه انگیزه های اساسی برای پیاده سازی اتوماسیون صنعتی عبارتند از: افزایش تولید کاهش هزینه به ویژه هزینه های انسانی بهبود کیفیت محصول استفاده بهینه از مواد اولیه کاهش مصرف انرژی افزایش سود کسب و کار چند انگیزه ثانویه برای استفاده از اتوماسیون در فرآیند تولید صنعتی وجود دارد. مانند فراهم آوردن محیطی ایمن برای اپراتور ، کاهش آلودگی محیط زیست و غیره سطوح فرآیند اتوماسیون صنعتی روشهای مختلفی برای توصیف سطوح یک فرآیند اتوماسیون صنعتی وجود دارد ، اما ساده ترین آنها مثلث سلسله مراتبی زیر است که سه سطح را نشان می دهد. در بالای سلسله مراتب ، سطح سرپرست معمولاً شامل یک رایانه صنعتی است که معمولاً به عنوان رایانه رومیزی یا رایانه پانل یا رایانه نصب شده در Rack در دسترس است. این رایانه های شخصی بر روی سیستم عامل های استاندارد با نرم افزار ویژه ای که معمولاً توسط تامین کننده برای کنترل فرآیندهای صنعتی ارائه می شود ، اجرا می شوند. هدف اصلی نرم افزار تجسم فرآیند و پارامتر سازی است. یک اترنت صنعتی ویژه برای ارتباط استفاده می شود که می تواند LAN گیگابیتی یا هر توپولوژی بی سیم (WLAN) باشد. سطح کنترل سطح کنترل سطح میانی در سلسله مراتب است و این سطحی است که تمام برنامه های مربوط به اتوماسیون در آن اجرا می شوند. برای این منظور، به طور کلی، از کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر یا PLC استفاده می‌شود که قابلیت محاسبات بلادرنگ را فراهم می‌کنند. PLC‌ها معمولاً با استفاده از میکروکنترلرهای 16 بیتی یا 32 بیتی پیاده‌سازی می‌شوند و بر روی یک سیستم عامل اختصاصی اجرا می‌شوند تا نیازهای بلادرنگ را برآورده کنند. PLC ها همچنین می توانند با چندین دستگاه ورودی/خروجی ارتباط داشته باشند و می توانند از طریق پروتکل های ارتباطی مختلف مانند CAN ارتباط برقرار کنند. سنسورهایی مانند دما ، نوری ، فشار و غیره و محرک هایی مانند موتورها ، سوپاپ ها ، کلیدها و غیره به PLC از طریق گذرگاه صحرایی متصل می شوند و ارتباط بین دستگاه Field Level و PLC مربوط به آن معمولاً بر اساس اتصال نقطه به نقطه است. هر دو شبکه سیمی و بی سیم برای ارتباط استفاده می شوند و با استفاده از این ارتباط ، PLC می تواند همچنین قطعات مختلف را تشخیص داده و پارامترسازی می کند. علاوه بر این ، یک سیستم فرآیند اتوماسیون صنعتی نیز به دو سیستم اصلی نیاز دارد. آنها عبارتند از: منبع تغذیه صنعتی امنیت و حفاظت نیازهای سیستم های مختلف در سطوح مختلف سلسله مراتب می تواند بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، PLC ها معمولاً با 24 ولت DC کار می کنند، در حالی که موتورهای سنگین با AC 1 فاز یا 3 فاز کار می کنند. بنابراین، طیف گسترده ای از منبع تغذیه ورودی مناسب برای عملکرد بدون مشکل مورد نیاز است. علاوه بر این ، باید امنیت نرم افزاری که برای کنترل PLC ها استفاده می شود وجود داشته باشد زیرا به راحتی می توان آن را تغییر داد یا خراب کرد. با در نظر گرفتن تمام سطوح فوق و اجزای مربوطه ، یک سیستم اتوماسیون صنعتی معمولی دارای ساختار زیر است. سیستم های اتوماسیون صنعتی در حال حاضر که اندکی در مورد چیدمان یک سیستم اتوماسیون صنعتی معمولی دیدیم ، اجازه دهید بحث انواع مختلف سیستم های اتوماسیون صنعتی را ادامه دهیم. سیستم های اتوماسیون صنعتی معمولاً به چهار نوع طبقه بندی می شوند. سیستم اتوماسیون ثابت سیستم اتوماسیون قابل برنامه ریزی سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر سیستم اتوماسیون یکپارچه سیستم اتوماسیون ثابت در یک سیستم اتوماسیون ثابت ، تجهیزات تولید با مجموعه ای از عملیات یا وظایف ثابت ثابت می شوند و به ندرت تغییری در این عملیات ایجاد می شود. سیستم اتوماسیون ثابت معمولاً در فرآیندهای جریان مداوم مانند نقاله ها و سیستم های تولید انبوه مورد استفاده قرار می گیرد. این سیستم به زمان و تلاش قابل توجهی برای برنامه ریزی مجدد ماشین ها نیاز دارد و معمولاً در تولید فرآیند دسته ای استفاده می شود. سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر یک سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر معمولاً همیشه توسط رایانه ها کنترل می شود و اغلب در مواردی که محصول اغلب متفاوت است اجرا می شود. ماشینهای CNC نمونه ای مناسب برای این سیستم هستند. کدی که اپراتور به رایانه می دهد منحصر به یک کار خاص است و بر اساس کد ، دستگاه ابزار و تجهیزات لازم برای تولید را به دست می آورد. همه به طور همزمان تحت فرمان یک سیستم کنترل واحد برای پیاده سازی سیستم اتوماسیون یک فرایند تولید کار می کنند. CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) ، CAM (ساخت کامپیوتر) ، ابزارها و ماشینهای کنترل شده با کامپیوتر ، روبات ها ، جرثقیل ها و نقاله ها همه با استفاده از برنامه ریزی پیچیده و کنترل تولید یکپارچه می شوند. مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی مزایا وظیفه انجام شده توسط اپراتورهای انسانی شامل فیزیکی خسته کننده کارگران به راحتی می توانند جایگزین شوند. اپراتورهای انسانی می توانند از کار در محیط های خطرناک تولید با دمای شدید ، آلودگی ، عناصر مسموم کننده یا مواد فعال رادیویی اجتناب کنند. کارهایی که برای یک اپراتور معمولی دشوار است به راحتی قابل انجام است. این وظایف شامل بلند کردن بارهای سنگین و بزرگ ، کار با اجسام بسیار ریز و غیره است. تولید همیشه سریعتر است و هزینه محصول به میزان قابل توجهی کمتر است (در مقایسه با همان محصولی که با عملکرد دستی تولید می شود). چندین بررسی کنترل کیفیت را می توان انجام داد برای ایجاد ثبات و یکنواختی در فرایند تولید ادغام می شود. اقتصاد صنعت را می توان به میزان قابل توجهی بهبود بخشید ، که تأثیر مستقیمی بر استاندارد زندگی دارد. معایب از دست دادن مشاغل از آنجا که اکثر کارها توسط ماشین ها انجام می شود ، نیاز به کار دستی بسیار کمتر است. همه کارهای مورد نظر را نمی توان با استفاده از فناوری فعلی خودکار کرد. به عنوان مثال ، محصولات با اشکال و اندازه های نامنظم بهتر است برای مونتاژ دستی کنار گذاشته شوند. (به نظر می رسد که این روند با رایانه ها و الگوریتم های پیشرفته در حال تغییر است). استفاده از اتوماسیون برای فرایندهای خاص امکان پذیر است.

ترک یک پیام 

فهرست پیام