اشاره
اتوماسيون صنعتي به بهره گيري از رايانه ها بجاي متصديان انساني براي كنترل دستگاه ها و فرايندهاي صنعتي گفته ميشود. اتوماسيون يك گام فراتر از مكانيزه كردن است . مكانيزه كردن به معني فراهم كردن متصديان انساني با ابزار و دستگاه هايي است كه ايشان را براي انجام بهتر كارشان ياري ميرساند. نمايانترين و شناخته شده ترين بخش اتوماسيون صنعتي ربات هاي صنعتي هستند.
اتوماسیون صنعتی چیست؟
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 .
مزایای اتوماسیون صنعتی
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
در حال حاضرارتقاء سطح كيفي محصولات توليدي در صنايع مختلف و در كنار آن افزايش كمي توليد ، هدف اصلي هر واحد صنعتي مي باشد و مديران صنايع نيز به اين مهم واقف بوده و تمام سعي خود را در جهت نيل به اين هدف متمركز نموده اند .
لازمه افزايش كيفيت و كميت يك محصول ، استفاده از ماشين آلات پيشرفته و اتوماتيك مي باشد . ماشين آلاتي كه بيشتر مراحل كاري آنها به طور خودكار صورت گرفته و اتكاي آن به عوامل انساني كمتر باشد . چنين ماشين آلاتي جهت كاركرد صحيح خود نياز به يك بخش فرمان خودكار دارند كه معمولا از يك سيستم كنترل قابل برنامه ريزي (به عنوان مثال PLC يامدار منطقي قابل برنامه ريزي) در اين بخش استفاده ميگردد . بخش كنترل قابل برنامه ريزي مطابق با الگوريتم كاري ماشين ، برنامه ريزي شده و ميتواند متناسب با شرايط لحظه اي به عملگر هاي دستگاه فرمان داده و در نهايت ماشين را كنترل كند .
همانطور كه گفته شد بخش كنترل در هر سيستم صنعتي بايستي متناسب با شرايط لحظه اي به عملگرها فرمان دهد بنابراين در يك ماشين يا بطوركلي در يك فرايند صنعتي بخش اول يك چرخه كنترلي ، برداشت اطلاعات از فرايند مي باشد .
جمع آوري اطلاعات در فرايندهاي صنعتي با استفاده از سنسورها يا حسگرها صورت مي گيرد . اين حسگرها به منزله چشم و گوش يك سيستم كنترلي عمل مي كنند . امروزه در بسياري از ماشين آلات صنعتي استفاده از سنسورها امري متداول مي باشد تا جاييكه عملكرد خودكار يك ماشين را مي توان با تعداد سنسورهاي موجود در آن درجه بندي كرد . وجود سنسورها ي مختلف در فرايند اتوماسيون به اندازه اي مهم مي باشد كه بدون سنسور هيچ فرايند خودكاري شكل نمي گيرد بنابراين سنسورها يكي از اجزاي لاينفك سيستمهاي اتوماسيون صنعتي مي باشند .
در گذشته نه چندان دور بسياري از تابلوهاي فرمان ماشين آلات صنعتي ، براي كنترل پروسه هاي توليد از رله هاي الكترومكانيكي يا سيستمهاي پنوماتيكي استفاده مي كردند و اغلب با تركيب رله هاي متعدد و اتصال آنها به يكديگر منطق كنترل ايجاد مي گرديد . در بيشتر ماشين آلات صنعتي ، سيستمهاي تاخيري و شمارنده ها نيز استفده مي گرديد و با اضافه شدن تعدادي Timer و شمارنده به تابلوهاي كنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزايش مي يافت .
اشكال فوق با در نظر گرفتن استهلاك و هزينه بالاي خود و همچنين عدم امكان تغيير در عملكرد سيستم ، باعث گرديد تا از دهه 80 ميلادي به بعد اكثر تابلوهاي فرمان با سيستمهاي كنترلي قابل برنامه ريزي جديد يعني PLC جايگزين گردند .در حال حاضر PLC يكي از اجزاي اصلي و مهم در پروژه هاي اتوماسيون مي باشد كه توسط كمپانيهاي متعدد و در تنوع زياد توليد و عرضه ميگردد . به طور خلاصه سيستمهاي نوين اتوماسيون و ابزار دقيق مبتني بر PLC در مقايسه با كنترل كننده هاي رله اي و كنتاكتوري قديمي داراي امتيازات زير است :
– هزينه نصب و راه اندازي آنها پايين مي باشد.
– براي نصب و راه اندازي آنها زمان كمتري لازم است .
– اندازه فيزيكي كمي دارند.
– تعمير و نگه داري آنها بسيار ساده مي باشد.
– به سادگي قابليت گسترش دارند .
– قابليت انجام عمليات پيچيده را دارند.
– ضريب اطمينان بالايي در اجراي فرايندهاي كنترلي دارند .
– ساختار مدولار دارند كه تعويض بخشهاي مختلف آن را ساده ميكند.
– اتصالات ورودي – خروجي و سطوح سيگنال استاندارد دارند.
– زبان برنامه نويسي آنها ساده و سطح بالاست.
– در مقابل نويز و اختلالات محيطي حفاظت شده اند.
– تغيير برنامه در هنگام كار آسان است.
– امكان ايجاد شبكه بين چندين PLC به سادگي ميسر است .
– امكان كنترل از راه دور (به عنوان مثال از طريق خط تلفن يا ساير شبكه هاي ارتباطي) قابل حصول است .
– امكان اتصال بسياري از تجهيزات جانبي استاندارد از قبيل چاپگر ، باركد خوان و … به PLC ها وجود دارد .
مونيتورينگ
يكي ديگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسيون صنعتي ، مانيتورينگ مي باشد . امروزه مانيتورينگ يكي از نيازهاي اساسي بسياري از صنايع به خصوص صنايع بزرگ مي باشد. بسياري از صنايع بزرگ مانند صنايع پتروشيمي ، صنايع توليد انرژي ، صنايع شيميايي و … بدون استفاده از سيستم مونيتورينگ مناسب قادر به ادامه كار خود نيستند . مونيتورينگ عبارت است از جمع آوري اطلاعات مورد نظر از بخشهاي مختلف يك واحد صنعتي و نمايش آنها با فرمت مورد نظر براي رسيدن به اهداف ذيل :
– نمايش وضعيت لحظه اي هر يك از ماشين آلات و دستگاهها
– نمايش و ثبت پارمترهاي مهم و حياتي يك سيستم
– نمايش و ثبت آلارمهاي مختلف در زمانهاي بروز خطا در سيستم
– نمايش محل خرابي و زمان وقوع ايراد در هر يك از اجزاي سيستم
– نمايش پروسه هاي توليد با استفاده از ابزارهاي گرافيكي مناسب
– تغيير و اصلاح Set Point ها حين اجراي پروسه توليد
– امكان تغيير برخي از فرايندهاي كنترلي از طريق برنامه مونيتورينگ
– ثبت اطلاعات و پارمترهاي مورد نظر مديران ازقبيل زمانهاي كاركرد، ميزان توليد، ميزان مواد اوليه مصرفي، ميزان انرژي مصرفي و…
Industrial Automation
Industrial automation is the use of robotic devices to complete manufacturing tasks. In this day and age of computers, industrial automation is becoming increasingly important in the manufacturing process because computerized or robotic machines are capable of handling repetitive tasks quickly and efficiently. Machines used in industrial automation are also capable of completing mundane tasks that are not desirable to workers. In addition, the company can save money because it does not need to pay for expensive benefits for this specialized machinery. There are both pros and cons for a company when it comes to industrial automation.
On the plus side, with soaring healthcare costs, paid days off, vacation time, and other costly employee benefits, companies can save money with industrial automation. While robotic machinery can initially be extremely expensive, the loss of monthly wages for production workers leads to incredible savings for the company. While machinery used for industrial automation can break down, it does not happen often. If it does, only a handful of maintenance or computer engineers are needed to handle repairs and get lines running smoothly again.
In addition, many plants hire dozens of production workers for a variety of shifts and need to close on certain days. Industrial automation, however, allows a company to run the plant twenty-four hours a day, 365 days a year, without paying overtime. This fact alone can add up to significant savings.
A company that employs forty-eight factory workers on three different shifts and closes on weekends, for example, can save thousands of dollars with industrial automation. This is particularly true if weekend work is necessary, which means overtime pay of time and a half must be paid for Saturday work and double-time for Sunday. This equates to an additional twelve hours of pay per employee. Of course, life insurance, 401K benefits, dental insurance, health insurance, pension coverage, and disability also contribute to the expense.
Industrial automation can eliminate the need for all forty-eight jobs. The robotic machinery used for industrial automation may only involve a monthly payment until the machinery is paid for, a couple technicians to keep the robotic machinery running, and electricity costs. Unfortunately for workers, industrial automation can eliminate thousands of jobs. As the workforce decreases and the cost of living increases, many families struggle to make ends meet as their jobs are replaced by high-tech machines.
