اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی
_wgff.png)
صنعت اتوماسیون امروز در حال رونق است زیرا ربات ها استفاده زیادی در بخش داخلی و خارجی در یک کسب و کار دارند. اتوماسیون حسابداری ، اتوماسیون فرآیند رباتیک در امور مالی و اتوماسیون خدمات مشتری تنها چند عملکرد اصلی است که در سازمانهای امروزی به طور خودکار انجام می شوند. رهبران فناوری برای هدایت سازمانهای خود به سطوح جدیدی از بهره وری ، پیاده سازی اتوماسیون هوشمند خود را آغاز کرده اند. با این حال بسیاری هنوز درگیر مسئله تعریف موفقیت هستند. محاسبه موثر بازگشت سرمایه از اجرای اتوماسیون شامل در نظر گرفتن عوامل کلیدی مانند بهره وری ، صرفه جویی در هزینه ، صرفه جویی در وقت ، انطباق و کیفیت داده ها است.
ابلاغ مزایای تجاری ربات ها
صنعت شما هرچه باشد ، ربات ها و اتوماسیون های جمهوری اسلامی تنها بخشی از سفر تحول دیجیتال یک کسب و کار هستند. خواه در جستجوی اتوماسیون در بیمه ، تولید ، خدمات حرفه ای ، امور مالی یا موارد دیگر باشید ، ربات ها فقط کارایی فرآیندها را بهبود نمی بخشند. آنها همچنین می توانند در رسیدن به اهداف تجاری در مقیاس بزرگتر نقشی داشته باشند. گزارش منظم ، به روزرسانی های دوره ای ، CSAT کارمندان و خلاصه های اجرایی تنها چند روش ملموس برای برقراری ارتباط ROI با تیم اجرایی است.
به دلیل پیشرفت سریع تکنولوژی ، کلیه سیستم های پردازش صنعتی ، کارخانه ها ، ماشین آلات ، امکانات آزمایش و غیره از مکانیزاسیون به اتوماسیون تبدیل شدند. یک سیستم مکانیزه برای کار با ماشین آلات دستی به مداخله انسان نیاز دارد. همزمان با تکامل فن آوری های کنترل جدید و کارآمد ، کنترل اتوماسیون رایانه ای در نتیجه نیاز به دقت ، کیفیت ، دقت و عملکرد بالای فرآیندهای صنعتی صورت می گیرد.
اتوماسیون گامی فراتر از مکانیزاسیون است که از دستگاه های با قابلیت کنترل بالا برای تولید کارآمد یا فرآیندهای تولید استفاده می کند.
اتوماسیون صنعتی چیست
اتوماسیون صنعتی استفاده از دستگاه های کنترلی مانند PC / PLCs / PACs و غیره برای کنترل فرایندها و ماشین آلات صنعتی با حذف هرچه بیشتر مداخله نیروی کار و جایگزینی عملیات مونتاژ خطرناک با دستگاه های خودکار است. اتوماسیون صنعتی ارتباط تنگاتنگی با مهندسی کنترل دارد.
اتوماسیون اصطلاحی گسترده برای هر مکانیزمی است که به خودی خود حرکت می کند یا خود دیکته می شود. کلمه "اتوماسیون" از کلمات یونان باستان Auto (به معنی "خود") Matos (به معنای "حرکت") گرفته شده است. در مقایسه با سیستم های دستی ، سیستم های اتوماسیون از لحاظ دقت ، قدرت و سرعت کارایی عملکرد مطلوبی را ارائه می دهند.
در کنترل اتوماسیون صنعتی ، تعداد زیادی از متغیرهای فرآیند مانند دما ، جریان ، فشار ، فاصله و سطح مایع به طور همزمان قابل تشخیص هستند. همه این متغیرها توسط سیستم های پیچیده ریزپردازنده یا کنترل کننده های پردازش داده های مبتنی بر PC به دست آمده ، پردازش و کنترل می شوند.
سیستم های کنترل یک قسمت اساسی از یک سیستم اتوماسیون است. انواع مختلف تکنیک های کنترل حلقه بسته ، متغیرهای فرآیند را برای پیروی از نقاط تنظیم شده تضمین می کنند. علاوه بر این عملکرد اساسی ، سیستم اتوماسیون از توابع مختلف دیگری مانند محاسبه نقاط تنظیم شده برای سیستم های کنترل ، راه اندازی یا خاموش کردن نیروگاه ، نظارت بر عملکرد سیستم ، برنامه ریزی تجهیزات و غیره استفاده می کند. سیستم های کنترل همراه با نظارت سازگار با محیط کار در صنعت اجازه می دهد تا یک سیستم تولید انعطاف پذیر ، کارآمد و قابل اعتماد داشته باشد.
سیستم خودکار برای پیاده سازی سیستمهای کنترل و نظارت به محصولات سخت افزاری و نرم افزاری اختصاصی نیاز دارد. در سالهای اخیر ، تعداد این محصولات از فروشندگان مختلف تهیه شده است که محصولات نرم افزاری و سخت افزاری تخصصی خود را ارائه می دهند. برخی از این فروشندگان زیمنس ، ABB ، AB ، National Instruments ، امرون و غیره هستند.
انواع اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی استفاده از سیستم های رایانه ای و ماشینی برای اجرای عملیات مختلف صنعتی به روشی کنترل شده است. سیستم های اتوماسیون صنعتی به عملیات وابسته بستگی دارند و به طور عمده در دو نوع طبقه بندی می شوند: اتوماسیون کارخانه فرآیند و اتوماسیون ساخت.
اتوماسیون کارخانه
در صنایع فرآیندی ، این محصول از بسیاری از فرآیندهای شیمیایی بر اساس برخی مواد اولیه حاصل می شود. برخی از صنایع داروسازی ، پتروشیمی ، صنعت سیمان ، صنعت کاغذ و غیره هستند. بنابراین کارخانه فرآیند کلی برای تولید متغیرهای فرآیند فیزیکی با کیفیت بالا ، پربارتر ، با قابلیت اطمینان بالا خودکار است
سطح 0 یا نیروگاه: این سطح از ماشین آلاتی تشکیل شده است که نزدیکترین فرآیند به آنها است. در این ، از حسگرها و محرک ها برای ترجمه سیگنال ها از ماشین ها و متغیرهای فیزیکی به منظور تجزیه و تحلیل و تولید سیگنال های کنترل استفاده می شود.
Direct Process Control: در این سطح ، کنترل کننده ها و سیستم های نظارت اتوماتیک اطلاعات فرآیند را از حسگرها به دست می آورند و به همین ترتیب سیستم های محرک را نیز هدایت می کنند. برخی از وظایف این سطح عبارتند از:
اکتساب داده ها
نظارت بر گیاهان
دارا چک کردن
کنترل حلقه باز و بسته
گزارش نویسی
Plant Supervisory Control: این سطح با تنظیم اهداف یا تنظیم نقاط به کنترل کننده های اتوماتیک دستور می دهد. برای کنترل بهینه فرآیند از تجهیزات کنترل مراقبت می کند. برخی از وظایف این سطح عبارتند از:
عملکرد نظارت بر گیاهان
کنترل بهینه فرآیند
هماهنگی گیاهان
تشخیص خرابی و غیره
زمانبندی و کنترل تولید: این سطح مشکلات تصمیم گیری مانند تخصیص منابع ، هدف تولید ، مدیریت نگهداری و غیره را حل می کند. وظایف این سطح عبارتند از:
اعزام تولید
کنترل موجودی
نظارت بر تولید ، گزارش تولید و غیره
مدیریت کارخانه: این سطح بالاتر اتوماسیون کارخانه فرآیند است. بیشتر از فعالیت های فنی به فعالیت های تجاری می پردازد. وظایف این سطح شامل
تحلیل بازار و مشتری
سفارشات و آمار فروش
طرح تولید
ظرفیت و تراز سفارش و غیره
سیستم اتوماسیون ساخت
صنایع تولیدی با استفاده از ماشین آلات / رباتیک ، این محصول را از مواد تولید می کنند. برخی از این صنایع تولیدی شامل منسوجات و پوشاک ، شیشه و سرامیک ، مواد غذایی و نوشیدنی ، کاغذ سازی و غیره است. با استفاده از کنترل رایانه ای و سیستم های رباتیک صنعتی ، اتوماسیون ساخت بسیار انعطاف پذیر و کارآمد می شود.از جمله دستگاه های پر کاربرد در اتوماسیون صنعتی می توان به به پی ال سی و اچ ام ای و سروو و... اشاره کرد.
در زیر توضیحات مربوط به هر سطح در سلسله مراتب سیستم اتوماسیون ساخت آورده شده است:
سطح ماشین آلات: در این سطح دستگاه های مختلف سنجش و تحریک روند تولید را کنترل می کنند. این یک سطح ابزار دقیق برای کنترل ماشین است. وظایف این سطح شامل جمع آوری داده ها ، بررسی سیگنال و کنترل ماشین است.
سطح سلول یا گروه: این یک سطح اتوماسیون دیگر است که در آن عملکرد گروهی از ماشین ها در سلولهای تولیدی هماهنگ می شود. کنترل کننده های خودکار مختلفی مانند پی ال سی برای چنین کنترلی بر ماشین ها استفاده می شوند.
سطح کف فروشگاه: این یک سطح خودکار نظارتی است که نظارت و هماهنگی چندین سلول تولیدی در آن انجام می شود.
سطح کارخانه: این سطح اتوماسیون فعالیت های نظارت بر تولید ، کنترل و برنامه ریزی و غیره را انجام می دهد. HMI های به کار رفته در این سطح کنترل تمام متغیرهای فرآیند تولید از راه دور را تسهیل می کنند.
سطح سازمانی: این سطح کلیه فعالیتهای مربوط به مدیریت مانند برنامه ریزی تولید و برنامه ریزی و غیره را انجام می دهد.
تجهیزات اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی (insuatrial automation ) یک سیستم سیستم یکپارچه ، انعطاف پذیر و کم هزینه است که از تجهیزات و عناصر مختلفی تشکیل شده است که عملکردهای متنوعی مانند سنجش ، کنترل ، نظارت و نظارت بر فرآیندهای صنعتی را انجام می دهند. شکل زیر ساختار اتوماسیون صنعتی را نشان می دهد که عناصر مختلف عملکردی IA را توصیف می کند.
سنجش و تحریک عناصر
حسگرها یا عناصر سنجش متغیرهای فرآیند فیزیکی مانند جریان ، فشار ، دما و غیره را به فرم الکتریکی یا پنوماتیک تبدیل می کنند. سنسورهای مختلف شامل ترموکوپل ، ردیاب مقاومت در برابر مقاومت (RTD) ، فشار سنج و غیره است. سیگنالهای این سنسورها برای پردازش ، تجزیه و تحلیل و تصمیم گیری به منظور تولید خروجی کنترل استفاده می شوند. تکنیک های مختلف کنترل برای تولید خروجی مورد نیاز با مقایسه متغیر فرآیند سنجش شده با مقادیر تنظیم شده اجرا می شود سرانجام ، کنترل کننده ها خروجی های محاسبه شده را تولید می کنند و به عنوان ورودی سیگنال الکتریکی یا پنوماتیک به عناصر محرک اعمال می شوند. محرک ها سیگنال های الکتریکی یا پنوماتیک را به متغیرهای فرآیند فیزیکی تبدیل می کنند. برخی از محرک ها شامل شیرهای کنترل ، رله ها ، موتورها و ... هستند.
دسته خاصی از ابزارها ابزارهای هوشمند هستند که سیستم های یکپارچه ای از عناصر سنجش یا تحریک با قابلیت ارتباط با اتوبوس های صحرایی هستند. این دستگاه های هوشمند از یک مدار تهویه سیگنال به صورت داخلی تشکیل شده و اتصال مستقیم به پیوند ارتباطی در سیستم گذرگاه صنعتی را تسهیل می کنند.
عناصر سیستم را کنترل کنید
اینها کنترل کننده های الکترونیکی مبتنی بر ریزپردازنده یا به سادگی رایانه های صنعتی هستند که سیگنال های سنسورهای مختلف و همچنین سیگنال های فرمان سیستم های نظارتی یا اپراتورهای انسانی را می پذیرند. این کنترل کننده ها می توانند سیستم های کنترل مداوم باشند یا کنترل ترتیبی / منطقی به ساختار ماهیت کنترل بستگی دارد. کنترل کننده مقادیر سنجش و مقادیر نظارتی را پردازش می کند و به ساختار کنترل بستگی دارد ، خروجی کنترل را به دستگاه های مختلف محرک تولید می کند.
یک نوع مدرن دستگاه کنترل که در سیستم های اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرد ، کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) است. PLC ها با یک نرم افزار اختصاصی ارائه می شوند تا بتوانند برای انجام عملیات کنترل متناظر برنامه ریزی شوند. PLC ها دارای پردازنده ناهموار ، ورودی و خروجی دیجیتال ، ورودی و خروجی آنالوگ و ماژول های ارتباطی هستند به گونه ای که می توانند در شرایط محیط صنعت برای کنترل پارامترهای مختلف فرآیند کار کنند.
رابط ماشین انسانی یا رابط اپراتور یک رابط گرافیکی برای اپراتورها است که اطلاعات فرآیند مانند وضعیت متغیر فرآیند ، نتایج ثبت در پایگاه داده ، تولید سیگنال های هشدار و غیره را نشان می دهد. SCADA یکی از رابط های گرافیکی کاربر است که از راه دور عملیات صنعتی را کنترل می کند . همچنین ، سیستم های کنترل توزیع شده (DCS) HMI خود را برای نمایش گرافیکی پارامترهای مختلف صنعتی فراهم می کنند.
عناصر کنترل نظارتی
کنترل نظارتی کنترل سطح بالاتری را روی کنترل کننده های خودکار انجام می دهد که زیر سیستم های کوچکتر را بیشتر کنترل می کند. عناصر اصلی این سطح رایانه های ایستگاه پردازش و رابط های ماشین انسان هستند. این رایانه های شخصی ایستگاه فرآیند وظایفی مانند محاسبات نقطه تنظیم ، نظارت بر عملکرد ، تشخیص ، راه اندازی ، خاموش کردن و سایر عملیات اضطراری را بر عهده دارند.
رابط ماشین انسانی یا رابط اپراتور یک رابط گرافیکی برای اپراتورها است که اطلاعات فرآیند مانند وضعیت متغیر فرآیند ، نتایج ثبت در پایگاه داده ، تولید سیگنال های هشدار و غیره را نشان می دهد. SCADA یکی از رابط های گرافیکی کاربر است که از راه دور عملیات صنعتی را کنترل می کند . همچنین ، سیستم های کنترل توزیع شده (DCS) HMI خود را برای نمایش گرافیکی پارامترهای مختلف صنعتی فراهم می کنند.
مزایای اتوماسیون صنعتی
تولیدکنندگان در فضای کسب و کار رقابت پذیر جهانی امروز با چالش های زیادی روبرو هستند. برخی از این چالش ها شامل محیط های سخت تولید (در جهانی است که بیشتر به ایمنی متمرکز شده است - و به درستی چنین است) ، زنجیره های تأمین پیچیده ، مطابق با آخرین استانداردهای کارآمد انرژی و رقابت با شرکت هایی با هزینه های بسیار ناچیز.
بسیاری از این دلایل تولیدکنندگان را به سمت اتوماسیون صنعتی سوق می دهد. مزایای اتوماسیون صنعتی عبارتند از:
افزایش بهره وری نیروی کار
کیفیت محصول بهبود یافته
کاهش کار یا هزینه تولید
کارهای دستی معمول را کاهش دهید
ایمنی بهبود یافته
نظارت بر حذف
افزایش بهره وری نیروی کار
اتوماسیون با تولید بازده بیشتر برای یک نیروی کار معین ، نرخ تولید را افزایش می دهد. برای کارگران انسانی امکان کار با ساعتهای طولانی بدون از دست دادن دقت وجود ندارد. از طرف دیگر ، بدون به خطر انداختن دقت ، سیستم های کنترل خودکار قادرند ساعت ها کار کنند. از این رو بهره وری و کارایی در هر ساعت ورودی کار افزایش یافته است.
کیفیت محصول بهبود یافته
یکی از مزایای اصلی اتوماسیون کاهش میزان نقص کسری است. با عملکرد دستی فرآیند تولید ، ممکن است در مشخصات کیفیت محصول سازش ایجاد شود. اما سیستم اتوماسیون عملیات را با انطباق و یکنواختی بیشتر با مشخصات کیفیت انجام می دهد. با استفاده از سیستم های اتوماسیون ، فرآیندهای صنعتی در تمام مراحل کنترل و پایش می شوند تا محصول نهایی کیفی تولید شود.
هزینه کار یا تولید کاهش یافته است
سیستم های خودکار با جایگزینی ماشین آلات خودکار به جای نیروی انسانی ، به صنایع کمک می کنند تا در درازمدت مقدار زیادی پس انداز کنند تا هزینه تولید واحد کاهش یابد. تجهیزات اتوماسیون که به طور نرمال و یکنواخت 24 × 7 کار می کنند نه تنها باعث افزایش بهره وری می شوند ، بلکه در نتیجه با پس انداز حقوق ، هزینه های نیروی کار ، حقوق بازنشستگی و هزینه های کارکنان ، بازدهی خوبی را به همراه دارند. سیستم خودکار همچنین با جایگزینی عملیات خودکار به جای نیروی کار ، کمبود نیروی کار را کاهش می دهد.
کارهای دستی معمول را کاهش می دهد
در بسیاری از کاربردهای صنعتی ، متغیرهای فرآیند مانند دما ، سطح مایع ، فشار و غیره به عنوان یک کار معمول برای حفظ سطح تعیین شده خود باید به صورت دوره ای کنترل شوند. بنابراین یک سیستم اتوماسیون با بکارگیری سیستم های کنترل حلقه بسته ، شرایط کار خودکار را ایجاد می کند.
ایمنی بهبود یافته
با اجرای یک سیستم خودکار ، با انتقال کارگر از یک مکان مشارکت فعال در روند کار به نقش نظارت ، کار ایمن تر می شود. ماشین های خودکار قادر به کار در محیط های خطرناک و سایر محیط های شدید هستند. همچنین ، این سیستم ها از ربات های صنعتی به جای کارگران انسانی ، به ویژه در شرایط تهدید کننده زندگی (شرایط شیمیایی و دمای بالا) استفاده می کنند. بنابراین یک سیستم اتوماسیون صنعتی از حوادث و صدمات کارگران جلوگیری می کند.
به نظارت از راه دور کمک کنید
اکثر عملیات صنعتی باید از راه دور کنترل شوند و برای کنترل راحت و از راه دور و کنترل متغیرهای فرایند کنترل شوند. برای چنین مواردی ، سیستم های خودکار ارتباطی بین منطقه فرآیند و منطقه نظارت (نظارت و کنترل) ایجاد می کنند ، در نتیجه به اپراتورها امکان می دهد تا فرآیندهای صنعتی را از مکانی دور کنترل و کنترل کنند. بهترین نمونه از این کنترل از راه دور ، کنترل خودکار شبکه برق است.