جستجو
اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation)
اتوماسیون صنعتی به بهره گیری از رایانه ها بجای متصدیان انسانی برای کنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتی اطلاق می شود. اتوماسیون یک گام فراتر از مکانیزه کردن است . مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه هایی است که ایشان را برای انجام بهتر کارشان یاری می رساند. نمایانترین و شناخته شده ترین بخش اتوماسیون صنعتی، ربات های صنعتی هستند. امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به وفور به چشم می خورد . کنترل پروسه و سیستم های اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بکار می آید نیازمند ابزارآلات بسیار دقیق و حساس می باشند. پیشرفتهای تکنیکی اخیر در کنترل فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار، دما، جریان و غیره باعث افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینه های تولید گردیده است.
برخی از مزایای اتوماسیون صنعتی:
تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها
افزایش کیفیت محصولات تولیدی
افزایش سرعت تولید (کمیت تولید)
کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر
کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)
افزایش بهره وری واحدهای صنعتی
بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی و جسمی
در حال حاضر ارتقاء سطح کیفی محصولات تولیدی در صنایع مختلف و در کنار آن افزایش کمی تولید، هدف اصلی هر واحد صنعتی می باشد و مدیران صنایع نیز به این مهم واقف بوده و تمام سعی خود را در جهت نیل به این هدف متمرکز نموده اند.
لازمه افزایش کیفیت و کمیت یک محصول، استفاده از ماشین آلات پیشرفته و اتوماتیک می باشد. ماشین آلاتی که بیشتر مراحل کاری آنها به طور خودکار صورت گرفته و اتکای آن به عوامل انسانی کمتر باشد. چنین ماشین آلاتی جهت کارکرد صحیح خود نیاز به یک بخش فرمان خودکار دارند که معمولا از یک سیستم کنترل قابل برنامه ریزی (به عنوان مثال PLC یا مدار منطقی قابل برنامه ریزی) در این بخش استفاده می گردد. بخش کنترل قابل برنامه ریزی مطابق با الگوریتم کاری ماشین، برنامه ریزی شده و می تواند متناسب با شرایط لحظه ای به عملگرهای دستگاه فرمان داده و در نهایت ماشین را کنترل کند.
همانطور که گفته شد بخش کنترل در هر سیستم صنعتی بایستی متناسب با شرایط لحظه ای به عملگرها فرمان دهد، بنابراین در یک ماشین یا بطورکلی در یک فرایند صنعتی بخش اول یک چرخه کنترلی، برداشت اطلاعات از فرایند می باشد. جمع آوری اطلاعات در فرایندهای صنعتی با استفاده از سنسورها یا حسگرها صورت می گیرد. این حسگرها به منزله چشم و گوش یک سیستم کنترلی عمل می کنند. امروزه در بسیاری از ماشین آلات صنعتی استفاده از سنسورها امری متداول می باشد تا جایی که عملکرد خودکار یک ماشین را می توان با تعداد سنسورهای موجود در آن درجه بندی کرد. وجود سنسورهای مختلف در فرایند اتوماسیون به اندازه ای مهم می باشد که بدون سنسور هیچ فرایند خودکاری شکل نمی گیرد بنابراین سنسورها یکی از اجزای لاینفک سیستم های اتوماسیون صنعتی می باشند.
در گذشته نه چندان دور بسیاری از تابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی، برای کنترل پروسه های تولید از رله های الکترومکانیکی یا سیستمهای پنوماتیکی استفاده می کردند و اغلب با ترکیب رله های متعدد و اتصال آنها به یکدیگر منطق کنترل ایجاد می گردید. در بیشتر ماشین آلات صنعتی ، سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیز استفاده می گردید و با اضافه شدن تعدادی تایمر و شمارنده به تابلوهای کنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت. اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاک و هزینه بالا، و همچنین عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثر تابلوهای فرمان با سیستم های کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند. در حال حاضر PLCها یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشند که توسط کمپانی های متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه می گردند.
سیستم های نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی بر PLC در مقایسه با کنترل کننده های رله ای و کنتاکتوری قدیمی دارای امتیازات زیر است:
هزینه نصب و راه اندازی آنها پایین می باشد.
برای نصب و راه اندازی آنها زمان کمتری لازم است.
اندازه فیزیکی کمی دارند.
تعمیر و نگه داری آنها بسیار ساده می باشد.
به سادگی قابلیت گسترش دارند .
قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.
ضریب اطمینان بالایی در اجرای فرایندهای کنترلی دارند .
ساختار مدولار دارند که تعویض بخشهای مختلف آن را ساده میکند.
اتصالات ورودی - خروجی و سطوح سیگنال استاندارد دارند.
زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطح بالاست.
در مقابل نویز و اختلالات محیطی حفاظت شده اند.
تغییر برنامه در هنگام کار آسان است.
امکان ایجاد شبکه بین چندین PLC به سادگی میسر است .
امکان کنترل از راه دور (به عنوان مثال از طریق خط تلفن یا سایر شبکه های ارتباطی) قابل حصول است.
امکان اتصال بسیاری از تجهیزات جانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکد خوان و ... به PLC ها وجود دارد.
مانیتورینگ(Monitoring)
یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی، مانیتورینگ 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. مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخش های مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل:
نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاه¬ها
نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم
نمایش و ثبت آلارم¬های مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم
نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم
نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب
تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید
امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ