ایران پرتو

نمایندگی فروش محصولات زیمنس

اتوماسیون یا مکانیزاسیون

اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون یا مکانیزاسیون

مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه‌هایی است که ایشان را برای انجام بهتر کارشان یاری می‌رساند. نمایان‌ترین و شناخته‌شده‌ترین بخش خودکارسازی (مکانیزاسیون)، ربات‌های صنعتی هستند.

Automation یک گام فراتر از مکانیزاسیون است. در مکانیزاسیون از مجموعه‌ای از تجهیزات مکانیکی استفاده می‌شود که برای انجام فعالیت مورد نظر، نیاز به کمک انسان خواهند داشت. اما از سوی دیگر اتوماسیون نقش انسان را در انجام فرآیند حذف کرده و آن را با برنامه‌ریزی‌های منطقی و دستگاه‌‌های هوشمند جایگزین کرده است. در اتوماسیون صنعتی، کامپیوتر و ماشین به جای انسان تفکر و تصمیم‌گیری خواهند کرد.

گذشته و حال اتوماسیون

در گذشته نه چندان دور بسیاری از تابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی، برای كنترل پروسه های تولید از رله های الكترومكانیكی یا سیستمهای پنوماتیكی استفاده می كردند و اغلب با تركیب رله های متعدد و اتصال آنها به یكدیگر منطق كنترل ایجاد می گردید. در بیشتر ماشین آلات صنعتی، سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیز استفده می گردید و با اضافه شدن تعدادی Timer و شمارنده به تابلوهای كنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت.

اشكال فوق با در نظر گرفتن استهلاك و هزینه بالای خود و همچنین عدم امكان تغییر در عملكرد سیستم، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اكثر تابلوهای فرمان با سیستمهای كنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند.در حال حاضر PLC یكی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد كه توسط كمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه می‌گردد. به طور خلاصه سیستم های نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی بر PLC در مقایسه با كنترل كننده های رله ای و كنتاكتوری قدیمی دارای امتیازات زیر می باشند:

هزینه نصب و راه اندازی آنها پایین می باشد.
برای نصب و راه اندازی آنها زمان كمتری لازم است.
اندازه فیزیكی كمی 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 فرآیندهای كنترلی دارند.
ساختار مدولار دارند كه تعویض بخش‌های مختلف آن را ساده می‌كند.
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 كار آسان است.
امكان ایجاد شبكه بین چندین پی ال سی (PLC) به سادگی میسر است.
امكان كنترل از راه دور (به عنوان مثال از طریق خط تلفن یا سایر شبكه های ارتباطی) قابل حصول است.
امكان اتصال بسیاری از تجهیزات جانبی استاندارد از قبیل چاپگر، باركد خوان و… به PLC ها وجود دارد.

خرید سافت استارتر زینمس

دلایل استفاده از اتوماسیون

قبل از اینکه به شکل تخصصی تری به موضوع اتوماسیون و زیرمجموعه های آن بپردازیم اجازه دهید باهم مزایا و معایب آن را برشماریم؛

افزایش بهره‌وری
با استفاده از اتوماسیون در خطوط تولید و با کنترل بهتر و دقیق‌تر بر فرآیند می توان نرخ تولید را به طور چشمگیری بهبود بخشید. در واقع زمان صرف شده به ازای تولید هر کالا کاهش خواهد یافت و در کنار آن کیفیت و دقت در تولید کالا افزایش خواهد یافت.

کاهش هزینه تولید
ترکیب فرآیندهای مختلف در صنعت با استفاده از اتوماسیون همانطور که در بخش قبل ذکر شد زمان تولید را کاهش خواهد داد؛ در کنار این کاهش، نیاز به استفاده از انسان در طول فرآیند نیز کم رنگ‌تر می شود. لذا هزینه‌های ناشی از تولید کالا بدین صورت به شکل چشمگیری کاهش خواهد یافت.

افزایش کیفیت کالا
از آن جائیکه استفاده از اتوماسیون دخالت انسان در فرآیند را کاهش خواهد داد، احتمال وقوع خطاهای انسانی نیز به حداقل خواهد رسید. بدین ترتیب کالاهای تولید شده با استفاده از عملکرد تجهیزات اتوماسیون و بازدید دقیق و کنترل آن‌ها از مرحله طراحی تا ساخت، دارای کیفیت بسیار بهتری نسبت به قبل خواهند بود.

افزایش امنیت
اتوماسیون صنعتی با جایگزین کردن ماشین‌های صنعتی با انسان‌ها از حضور انسان در محیط‌های خطرناک جلوگیری کرده و بدین ترتیب امنیت محیط کار را بالا خواهد برد.[3]

موارد بالا را می توان کلیدی ترین ویژگی اتوماسیون دانست که تا قبل از آن عملا با روش های سنتی قابل دستیابی نمی بودند، با این حال اتوماسیون مزایای و البته معایب دیگری نیز دارد که باهم آنها را نیز مرور خواهیم نمود؛

مزایای اتوماسیون

افزایش تولید
کاهش هزینه‌ی اپراتوری
رفع مشکل کمبود نیروی متخصص
انتقال نیروی کار به سمت کارهای خدماتی
کاهش انبارهای موقت
کمک به نظارت از راه دور
تکرار پذیری فعالیت ها و فرآیندها
افزایش توان و بهره وری واحدهای صنعتی
بهبود برهم کنش با سیستم های بازرگانی
کاهش ضایعات یا همان پسماندهای تولید
کنترل کیفیت دقیق‌تر
انجام کارهایی که فراتر از توانایی‌های بشر است، مانند حمل بارهای بسیار سنگین، اشیاء خیلی بزرگ، خیلی داغ یا خیلی سرد یا مواد مورد نیاز به چیزهایی بیش از حد سریع یا بیش از حد آهسته‌است.
بهبود اقتصاد: گاهی اوقات و برخی از انواع اتوماسیون، اقتصاد سازمان‌ها، جامعه، و بسیاری از انسان‌ها را بهبود می‌بخشد؛ برای مثال، وقتی که تشکیلاتی اقتصادی سرمایه‌گذاری در فن‌آوری‌های اتوماسیون خود را بهبود می‌بخشد یا هنگامی که یک ایالت یا دولت به واسطه اتوماسیون درآمدها را افزایش می‌دهند (مانند آلمان یا ژاپن در قرن ۲۰ام) یا زمانی که انسان از اینترنت استفاده می‌کند، که به نوبه خود استفاده از ماهواره‌ها و سایر موتورهای خودکار را شامل می‌شود.

خرید کنتاکتور زیمنس

معایب اتوماسیون

کاهش نیروی کار و افزایش بیکاری
هزینه‌های اولیه بالای پیاده سازی اتوماسیون

انواع فرآیند در اتوماسیون

به صورت کلی در اتوماسیون شاهد دو فرآیند هستیم، این دو فرآیند عبارتند از؛

گسسته
پیوسته
تنها تفاوت میان این دو سبک کاری، قدرت انعطاف پذیری بالای مدل گسسته می باشد به این شکل که می توان در یک روز چند شیفت کاری کاملا متفاوت را در یک کارگاه، کارخانه، واحد تولیدی و… پیاده سازی نمود.

به عنوان مثال در کارخانه ایران خودرو گاهی نیازی است که خط تولیدی محصول x به محصول y به مدت کوتاهی قرض داده شود تا کارخانه مذکور بتواند پاسخگوی نیاز مشتریان محصول y باشد به این شکل با استفاده از یک اتوماسیون گسسته می توانیم در یک خط تولیدی شاهد تولید انواع محصولات متفاوتی از هم باشیم.

فرآیندهای پیوسته عبارتند از؛ پالایش، پتروشیمی، شیمیائی، غذائی و …

فرآیندهای گسسته عبارتند از؛ خودرو، الکترونیک، لوازم خانگی و …

اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی

انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

پس از اینکه شما فرآیند مدنظرتان را مشخص نمودید نوبت به تعیین نوع سیستم می رسد که باید از میان؛ اتوماسیون سخت یا ثابت، اتوماسیون قابل برنامه ریزی و اتوماسیون نرم یا انعطاف پذیر، یکی را با توجه به ویژگی هایشان که در ادامه به صورت مفصل توضیح داده خواهد شد انتخاب نمایید.

اتوماسیون قابل برنامه ریزی

در این اتوماسیون یک طبقه خاص از محصول تغییر می کند و یا ممکن است عملیات مونتاژ یا پردازش با اصلاح برنامه کنترل در تجهیزات خودکار تغییر کند.

این نوع اتوماسیون بهترین گزینه برای فرآیند تولید دسته ای است که حجم تولید آن از متوسط تا زیاد است. ولی در این اتوماسیون تغییر و تنظیم مجدد سیستم برای محصول جدید یا دنباله ای از عملیات ها کار دشواری است. زیرا ورود محصول جدید یا تنظیم مجدد عملیات ها نیازمند طی یک عملیات اصلاحی طولانی است. از نمونه های کاربردی این اتوماسیون می توان به؛ دستگاه های کنترل شمارشی، ماشین کاغذ، ماشین لوله فولادی، روبات های صنعتی و … اشاره کرد.

اتوماسیون سخت یا ثابت

این نوع از اتوماسیون برای اجرای عملیات های ثابت و تکرارپذیر مورد استفاده قرار می گیرد تا به نرخ تولید بیشتری دست یابند. اتوماسیون ثابت با هدف مشخص یا تجهیزات اختصاصی به منظور اتوماتیک نمودن رشته ای از عملیات های ثابت مونتاژ یا پردازش مورد استفاده قرار می گیرد. با به کارگیری این نوع از اتوماسیون تغییر یا تنوع طراحی محصول کار نسبتا دشواری خواهد بود. بنابراین این اتوماسیون در ارائه انواع محصول سخت و غیرقابل انعطاف مورد استفاده قرار می گیرد ولی کارآیی را با میزان تولید بیشتر و کاهش هزینه واحد، افزایش می دهد.

خرید کلید حرارتی زیمنس

اتوماسیون نرم یا انعطاف پذیر

این سیستم اتوماسیون، تجهیزات کنترل اتوماتیکی ارائه می کند که از انعطاف پذیری بالایی برای ایجاد تغییرات در طراحی محصول برخوردارند. این تغییرات به سرعت از طریق دستوراتی که در غالب کد از سوی اپراتور انسانی ارائه می شوند قابل اجرا هستند.

این اتوماسیون به تولیدکنندگان اجازه می دهد چندین محصول با محدوده های مختلف تولید کنند و از روشی ترکیبی به جای تولید جداگانه بهره ببرند. برخی از نمونه های این سیستم اتوماسیون عبارتند از: وسایل نقلیه خودکار، اتومبیل ها و ماشین چندمنظوره CNC.

سلسله مراتب سیستم اتوماسیون صنعتی

سیستم های اتوماسیون صنعتی می توانند ذاتا بسیار پیچیده بوده و دارای تعداد زیادی از دستگاه های مشغول به کار در اتوماسیون باشند. در ادامه به بررسی سطوح سلسله مراتب سیستم اتوماسیون طبق تصویر زیر می پردازیم که اغلب در تمام اتوماسیون ها رعایت می شود؛

سطح میدانی یا پایه (Field Level)

این قسمت پایین‌ترین سطح از یک سیستم اتوماسیون است که شامل تجهیزات میدانی از جمله سنسورها و عملگرها می باشد. وظیفه اصلی این بخش از سیستم، انتقال اطلاعات فرآیندها و ماشین‌ها به سطح بالاتر برای مانیتور کردن و تحلیل اطلاعات است.

سنسورها داده‌های واقعی و مبتنی بر زمان همانند دما، فشار، جریان، سطح و … را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند. اطلاعات دریافتی توسط سنسور برای تحلیل و انجام دستورهای لازم به قسمت بالادست منتقل خواهد شد.

از سوی دیگر عملگرها سیگنال‌های الکتریکی دریافت شده توسط کنترلرها را به کار مکانیکی تبدیل خواهند کرد. ولوهای کنترل جریان، سلنوئید ولوها، رله‌ها، موتورهای الکتریکی و سروموتورها نمونه‌هایی از عملگرها در سیستم اتوماسیون هستند.

سطح نظارت و کنترل تولید (Supervising and Production Control Level)

در این قسمت دستگاه‌های اتوماتیک و سیستم‌های مانیتورینگ، عمل کنترل را تسهیل کرده و فرآیندها را در قالبی که برای انسان قابل تشخیص باشد، نمایش می‌دهند که این کار توسط (HMI (Human Machine Interface صورت می‌پذیرد. از طریق HMI پارامترهای مختلف، آرشیو اطلاعات، روشن و خاموش کردن دستگاه‌ها قابل مشاهده و کنترل است.

سطح کنترل (Control Level)

این بخش شامل دستگاه‌های اتوماسیون مختلف از جمله ماشین‌های CNC، PLCها و … می باشد که اطلاعات را از حسگرها گرفته و پردازش می‌کند. کنترلرهای اتوماتیک با توجه به این اطلاعات دریافتی، عملگرها را برای انجام فعالیت مورد نیاز، راه انداخته و فرمان لازم را به آن‌ها خواهند داد.

PLC از جمله کنترلرهای قوی و دقیقی است که به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. PLC قادر است تا فرمان‌های کنترلی را بر اساس ورودی‌ای که از سنسورها می‌گیرد ارسال کند. PLC شامل ماژول‌های مختلفی از جمله CPU، I/O دیجیتال، I/O آنالوگ و ماژول‌های ارتباطی است. PLC این قابلیت را دارد که توسط کاربر برنامه‌ریزی شده و اعمال خواسته شده را مطابق انتظار انجام دهد.

 

سطح اطلاعات (Information Level)

این بخش، مهم‌ترین بخش اتوماسیون صنعتی است که کل سیستم اتوماسیون را تحت کنترل قرار می‌گیرد. وظیفه این قسمت برنامه‌ریزی تولید، تحلیل بازار و مصرف‌کنندگان، سفارشات، فروش و … است. لذا در این بخش، بیشتر از جنبه‌های تخصصی به مسائل تجاری اهمیت داده خواهد شد.

همچنین شبکه‌های ارتباطی اتوماسیون از بخش‌های مهم و جدایی ناپذیر این سیستم هستند که ارتباط بین تمام سطوح از این طریق برقرار می‌شود. سیستم‌های ارتباطی در تمام سیستم‌های اتوماسیون حضور دارند. این سیستم‌ها می‌توانند در هر سطحی متفاوت ظاهر شوند. برخی از این سیستم‌های ارتباطی عبارتند از: RS485، CAN، DeviceNet، Foundation Field Bus، Profibus و ….

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس