اتوماسیون صنعتی چیست ؟
اتوماسیون صنعتی به بهره گیری ازرایانه ها بجای متصدیان انسانی برایکنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتی گفته میشود. اتوماسیون یک گام فراتر ازمکانیزه کردن است . مکانیزه کردن بهمعنی فراهم کردن متصدیان انسانی باابزار و دستگاه هایی است که ایشان رابرای انجام بهتر کارشان یاری میرساند. نمایانترین و شناخته شده ترین بخشاتوماسیون صنعتی ربات های صنعتی هستند.
امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی وابزار دقیق در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به وفور به چشم میخورد . کنترل پروسه و سیستم های اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایعشیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بکار می آیدنیازمند ابزارالات بسیار دقیق و حساس می باشند . پیشرفتهای تکنیکی اخیردر 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 .
به طور کلی برخی از مزایایاتوماسیون صنعتی از این قبیل اند:
- تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها
- افزایش کیفیت محصولات تولیدی
- افزایش سرعت تولید (کمیت تولید )
- کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر
- کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)
- برهمکنش بهتر با سیستمهایبازرگانی
- افزایش بهره وری واحدهای صنعتی
- بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی وجسمی
در حال حاضرارتقاء سطح کیفیمحصولات تولیدی در صنایع مختلف ودر کنار آن افزایش کمی تولید ، هدفاصلی هر واحد صنعتی می باشد ومدیران صنایع نیز به این مهم واقفبوده و تمام سعی خود را در جهت نیلبه این هدف متمرکز نموده اند .
لازمه افزایش کیفیت و کمیت یکمحصول ، استفاده از ماشین آلاتپیشرفته و اتوماتیک می باشد . ماشینآلاتی که بیشتر مراحل کاری آنها بهطور خودکار صورت گرفته و اتکای آن بهعوامل انسانی کمتر باشد . چنینماشین آلاتی جهت کارکرد صحیح خودنیاز به یک بخش فرمان خودکار دارند کهمعمولا از یک سیستم کنترل قابل برنامهریزی (به عنوان مثال PLCیامدارمنطقی قابل برنامه ریزی) در این بخشاستفاده میگردد . بخش کنترل قابلبرنامه ریزی مطابق با الگوریتم کاریماشین ، برنامه ریزی شده و میتواندمتناسب با شرایط لحظه ای به عملگرهای دستگاه فرمان داده و در نهایتماشین را کنترل کند .
همانطور که گفته شد بخش کنترل درهر سیستم صنعتی بایستی متناسب باشرایط لحظه ای به عملگرها فرمان دهدبنابراین در یک ماشین یا بطورکلی در یکفرایند صنعتی بخش اول یک چرخهکنترلی ، برداشت اطلاعات از فرایند میباشد .
جمع آوری اطلاعات در فرایندهایصنعتی با استفاده از سنسورها یاحسگرها صورت می گیرد . این حسگرهابه منزله چشم و گوش یک سیستمکنترلی عمل می کنند . امروزه دربسیاری از ماشین آلات صنعتیاستفاده از سنسورها امری متداول میباشد تا جاییکه عملکرد خودکار یکماشین را می توان با تعداد سنسورهایموجود در آن درجه بندی کرد . وجودسنسورها ی مختلف در فراینداتوماسیون به اندازه ای مهم می باشدکه بدون سنسور هیچ فرایند خودکاریشکل نمی گیرد بنابراین سنسورها یکیاز اجزای لاینفک سیستمهای اتوماسیونصنعتی می باشند .
در گذشته نه چندان دور بسیاری ازتابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی ،برای کنترل پروسه های تولید از رلههای الکترومکانیکی یا سیستمهایپنوماتیکی استفاده می کردند و اغلببا ترکیب رله های متعدد و اتصال آنهابه یکدیگر منطق کنترل ایجاد می گردید. در بیشتر ماشین آلات صنعتی ،سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیزاستفده می گردید و با اضافه شدنتعدادی Timer و شمارنده به تابلوهایکنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایشمی یافت .
اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاکو هزینه بالای خود و همچنین عدمامکان تغییر در عملکرد سیستم ، باعثگردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثرتابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلیقابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژههای اتوماسیون می باشد که توسطکمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولیدو عرضه میگردد . به طور خلاصهسیستمهای نوین اتوماسیون و ابزاردقیق مبتنی بر PLC در مقایسه باکنترل کننده های رله ای و کنتاکتوریقدیمی دارای امتیازات زیر است :
- هزینه نصب و راه اندازی آنها پایینمی باشد.
- برای نصب و راه اندازی آنها زمانکمتری لازم است .
- اندازه فیزیکی کمی دارند.
- تعمیر و نگه داری آنها بسیار سادهمی باشد.
- به سادگی قابلیت گسترش دارند .
- قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.
- ضریب اطمینان بالایی در اجرایفرایندهای کنترلی دارند .
- ساختار مدولار دارند که تعویضبخشهای مختلف آن را ساده میکند.
- اتصالات ورودی - خروجی و سطوحسیگنال استاندارد دارند.
- زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطحبالاست.
- در مقابل نویز و اختلالات محیطیحفاظت شده اند.
- تغییر برنامه در هنگام کار آسان است.
- امکان ایجاد شبکه بین چندین PLC بهسادگی میسر است .
- امکان کنترل از راه دور (به عنوان مثالاز طریق خط تلفن یا سایر شبکه هایارتباطی) قابل حصول است .
- امکان اتصال بسیاری از تجهیزاتجانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکدخوان و ... به PLC ها وجود دارد .
مونیتورینگ
یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط بااتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ میباشد . امروزه مانیتورینگ یکی ازنیازهای اساسی بسیاری از صنایع بهخصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایعپتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ،صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده ازسیستم مونیتورینگ مناسب قادر بهادامه کار خود نیستند . مونیتورینگعبارت است از جمع آوری اطلاعات موردنظر از بخشهای مختلف یک واحدصنعتی و نمایش آنها با فرمت موردنظر برای رسیدن به اهداف ذیل :
- نمایش وضعیت لحظه ای هر یک ازماشین آلات و دستگاهها
- نمایش و ثبت پارمترهای مهم وحیاتی یک سیستم
- نمایش و ثبت آلارمهای مختلف درزمانهای بروز خطا در سیستم
- نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراددر هر یک از اجزای سیستم
- نمایش پروسه های تولید با استفادهاز ابزارهای گرافیکی مناسب
- تغییر و اصلاح Set Point ها حیناجرای پروسه تولید
- امکان تغییر برخی از فرایندهایکنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ
- ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظرمدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزانتولید ، میزان مواد اولیه مصرفی ،میزان انرژی مصرفی و ...
Sent from my iPhone
اتوماسیون صنعتی چیست ؟
اتوماسیون صنعتی به بهره گیری ازرایانه ها بجای متصدیان انسانی برایکنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتیگفته میشود. اتوماسیون یک گام فراتر ازمکانیزه کردن است . مکانیزه کردن بهمعنی فراهم کردن متصدیان انسانی باابزار و دستگاه هایی است که ایشان رابرای انجام بهتر کارشان یاری میرساند. نمایانترین و شناخته شده ترین بخشاتوماسیون صنعتی ربات های صنعتیهستند.
امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی وابزار دقیق در صنایع و پروسه هایمختلف صنعتی به وفور به چشم میخورد . کنترل پروسه و سیستمهایاندازه گیری پیچیده ای که در صنایعیهمچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایعشیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایعخودرو سازی و غیره بکار می آیدنیازمند ابزارالات بسیار دقیق و حساسمی باشند . پیشرفتهای تکنیکی اخیردر کنترل فرایند و اندازه گیریپارامترهای مختلف صنعتی از قبیلفشار ، دما ، جریان و غیره باعث افزایشکیفیت محصولات و کاهش هزینه هایتولید گردیده است .
به طور کلی برخی از مزایایاتوماسیون صنعتی از این قبیل اند:
- تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها
- افزایش کیفیت محصولات تولیدی
- افزایش سرعت تولید (کمیت تولید )
- کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر
- کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)
- برهمکنش بهتر با سیستمهایبازرگانی
- افزایش بهره وری واحدهای صنعتی
- بالا بردن ضریب ایمنی برای نیرویانسانی و کاستن از فشارهای روحی وجسمی
در حال حاضرارتقاء سطح کیفیمحصولات تولیدی در صنایع مختلف ودر کنار آن افزایش کمی تولید ، هدفاصلی هر واحد صنعتی می باشد ومدیران صنایع نیز به این مهم واقفبوده و تمام سعی خود را در جهت نیلبه این هدف متمرکز نموده اند .
لازمه افزایش کیفیت و کمیت یکمحصول ، استفاده از ماشین آلاتپیشرفته و اتوماتیک می باشد . ماشینآلاتی که بیشتر مراحل کاری آنها بهطور خودکار صورت گرفته و اتکای آن بهعوامل انسانی کمتر باشد . چنینماشین آلاتی جهت کارکرد صحیح خودنیاز به یک بخش فرمان خودکار دارند کهمعمولا از یک سیستم کنترل قابل برنامهریزی (به عنوان مثال PLCیامدارمنطقی قابل برنامه ریزی) در این بخشاستفاده میگردد . بخش کنترل قابلبرنامه ریزی مطابق با الگوریتم کاریماشین ، برنامه ریزی شده و میتواندمتناسب با شرایط لحظه ای به عملگرهای دستگاه فرمان داده و در نهایتماشین را کنترل کند .
همانطور که گفته شد بخش کنترل درهر سیستم صنعتی بایستی متناسب باشرایط لحظه ای به عملگرها فرمان دهدبنابراین در یک ماشین یا بطورکلی در یکفرایند صنعتی بخش اول یک چرخهکنترلی ، برداشت اطلاعات از فرایند میباشد .
جمع آوری اطلاعات در فرایندهایصنعتی با استفاده از سنسورها یاحسگرها صورت می گیرد . این حسگرهابه منزله چشم و گوش یک سیستمکنترلی عمل می کنند . امروزه دربسیاری از ماشین آلات صنعتیاستفاده از سنسورها امری متداول میباشد تا جاییکه عملکرد خودکار یکماشین را می توان با تعداد سنسورهایموجود در آن درجه بندی کرد . وجودسنسورها ی مختلف در فراینداتوماسیون به اندازه ای مهم می باشدکه بدون سنسور هیچ فرایند خودکاریشکل نمی گیرد بنابراین سنسورها یکیاز اجزای لاینفک سیستمهای اتوماسیونصنعتی می باشند .
در گذشته نه چندان دور بسیاری ازتابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی ،برای کنترل پروسه های تولید از رلههای الکترومکانیکی یا سیستمهایپنوماتیکی استفاده می کردند و اغلببا ترکیب رله های متعدد و اتصال آنهابه یکدیگر منطق کنترل ایجاد می گردید. در بیشتر ماشین آلات صنعتی ،سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیزاستفده می گردید و با اضافه شدنتعدادی Timer و شمارنده به تابلوهایکنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایشمی یافت .
اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاکو هزینه بالای خود و همچنین عدمامکان تغییر در عملکرد سیستم ، باعثگردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثرتابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلیقابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژههای اتوماسیون می باشد که توسطکمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولیدو عرضه میگردد . به طور خلاصهسیستمهای نوین اتوماسیون و ابزاردقیق مبتنی بر PLC در مقایسه باکنترل کننده های رله ای و کنتاکتوریقدیمی دارای امتیازات زیر است :
- هزینه نصب و راه اندازی آنها پایینمی باشد.
- برای نصب و راه اندازی آنها زمانکمتری لازم است .
- اندازه فیزیکی کمی دارند.
- تعمیر و نگه داری آنها بسیار سادهمی باشد.
- به سادگی قابلیت گسترش دارند .
- قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.
- ضریب اطمینان بالایی در اجرایفرایندهای کنترلی دارند .
- ساختار مدولار دارند که تعویضبخشهای مختلف آن را ساده میکند.
- اتصالات ورودی - خروجی و سطوحسیگنال استاندارد دارند.
- زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطحبالاست.
- در مقابل نویز و اختلالات محیطیحفاظت شده اند.
- تغییر برنامه در هنگام کار آسان است.
- امکان ایجاد شبکه بین چندین PLC بهسادگی میسر است .
- امکان کنترل از راه دور (به عنوان مثالاز طریق خط تلفن یا سایر شبکه هایارتباطی) قابل حصول است .
- امکان اتصال بسیاری از تجهیزاتجانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکدخوان و ... به PLC ها وجود دارد .
مونیتورینگ
یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط بااتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ میباشد . امروزه مانیتورینگ یکی ازنیازهای اساسی بسیاری از صنایع بهخصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایعپتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ،صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده ازسیستم مونیتورینگ مناسب قادر بهادامه کار خود نیستند . مونیتورینگعبارت است از جمع آوری اطلاعات موردنظر از بخشهای مختلف یک واحدصنعتی و نمایش آنها با فرمت موردنظر برای رسیدن به اهداف ذیل :
- نمایش وضعیت لحظه ای هر یک ازماشین آلات و دستگاهها
- نمایش و ثبت پارمترهای مهم وحیاتی یک سیستم
- نمایش و ثبت آلارمهای مختلف درزمانهای بروز خطا در سیستم
- نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراددر هر یک از اجزای سیستم
- نمایش پروسه های تولید با استفادهاز ابزارهای گرافیکی مناسب
- تغییر و اصلاح Set Point ها حیناجرای پروسه تولید
- امکان تغییر برخی از فرایندهایکنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ
- ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظرمدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزانتولید ، میزان مواد اولیه مصرفی ،میزان انرژی مصرفی و ...