ابزار دقیق اتوماسیون صنعتی، یک تکنولوژی حیاتی در صنایع تولیدی است که برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود. این ابزارها به کار می‌روند تا داده‌های مختلف را از سنسورها و دستگاه‌ها جمع‌آوری کرده و تحلیل کنند، سپس دستورات کنترلی را بر اساس نتایج تحلیل ارسال کنند.
یکی از کاربرد‌های اساسی این سیستم‌ها در صنعت، کنترل فرآیندهای تولید است. این ابزارها قادرند بر روی پارامترهای مختلف مانند فشار، دما، سرعت و جریان کارکردهای قطعات صنعتی تاثیر بگذارند. به عنوان مثال، در یک خط تولید خودرو، با استفاده از این ابزارها می‌توان بر روی فشار روغن موتور و دمای روغن کار کرده و در صورت نیاز تنظیمات لازم را اعمال کرد.
ابزارهای دقیق اتوماسیون صنعتی به همراه سنسورها و دستگاه‌های اندازه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سنسورها قادر به تبدیل انرژی فیزیکی (مانند حرارت، فشار، جریان و …) به سیگنال الکتریکی هستند. این سیگنال‌ها سپس توسط ابزارهای دقیق اتوماسیون صنعتی از آن طریق تحلیل و پردازش داده می‌شوند تا عملکرد سیستم آپراتورها را تنظیم و کنترل نمایند.
با استفاده از ابزارهای دقیق اتوماسیون صنعتی، شرکت‌های تولیدی قادر به بهبود کیفیت و کارایی فرآیندهای تولید خود می‌شوند. این سیستم‌ها کوچکترین تغییرات را در فرآیند تشخیص داده و می‌توانند خطاهای احتمالی را پیش از اینکه صدمه‌ای به محصول ایجاد کنند، تشخیص دهند. این باعث می‌شود عملکرد و کارایی فرآیند تولید بهبود یابد و مشکلات احتمالی کاهش یابند.
در نتیجه، ابزار دقیق اتوماسیون صنعتی برای بهبود عملکرد صنایع تولیدی بسیار حائز اهمیت است. این تکنولوژی قادر به جمع‌آوری داده‌های مهم، تحلیل آنها و ارسال دستورات کنترلی است که به حفظ کیفیت و بهره‌وری در فرآیند تولید کمک می‌کند.
اتوماسیون صنعتی به عنوان یک فرآیند استفاده از ابزارهای کنترلی مبتنی بر فناوری کامپیوتر برای کنترل و هدایت ماشین‌آلات صنعتی است.
از جمله مزایای استفاده از اتوماسیون صنعتی می‌توان به بهبود کارایی و دقت در محیط‌های صنعتی، کاهش هزینه‌ها، افزایش ایمنی و کاهش خطرات بشری، افزایش توانایی تولید و کاهش زمان تولید اشاره کرد. با استفاده از این فناوری، ماشین‌آلات صنعتی می‌توانند به صورت خودکار فرآیندهای تولید را کنترل کنند و تصمیم‌گیری‌های لازم را انجام دهند.
از تجهیزاتی که در اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شود می‌توان به PLC (کنترلر منطقی برنامه‌پذیر)، PAC (کنترلر خودکار قابل برنامه‌ریزی)، رایانه و سنسورها اشاره کرد. PLC یک دستگاه الکترونیکی است که قابلیت برنامه‌ریزی و کنترل ماشین‌آلات را دارد. PAC همچنین توانایی برنامه‌ریزی و کنترل را دارد اما قابلیت اضافه کردن قابلیت‌ها و امکانات بیشتر برای عملکرد پیچیده‌تر را نیز دارد.
با استفاده از این تجهیزات و تکنیک‌ها، می‌توان عملکرد ماشین‌آلات را به طور مداوم نظارت کرده، ارتباط بین دستگاه‌ها را بهبود بخشید، داده‌ها را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کرده و به ازای هر وقوع خطا یا ناهماهنگی، نظام را تنظیم کنید تا به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت انسان به مرحله بعدی از فرآیند بروید.
بنابراین، اتوماسیون صنعتی از طریق استفاده از ابزارهای کنترلی پیشرفته، تکنولوژی و کنترل اتوماتیک به فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند تا به صورت خودکار و بدون دخالت مستقیم انسان، بهبود یابند و به عملکرد بهتر و کارایی بیشتری برسند.
1. افزایش کیفیت کالا: استفاده از اتوماسیون صنعتی بهبود کنترل‌های کیفیت، اندازه‌گیری‌ها و تجزیه و تحلیل‌های مربوط به مراحل تولید را تسهیل می‌کند. این امر منجر به بهبود کیفیت محصولات تولید شده و کاهش خطاها و عیوب می‌شود.
2. افزایش سرعت تولید: اتوماسیون صنعتی به منظور افزایش سرعت تولید وافزایش تعداد تولیدات قابل اجرا است. با استفاده از روش‌های اتوماسیون صنعتی، امکان پایش عملکرد تجهیزات و خطوط تولید، افزایش قدرت تولیدی و بهره‌وری کاربران را فراهم می‌سازد.
3. کاهش هزینه‌های نصب: استفاده از اتوماسیون صنعتی منجر به کاهش هزینه‌های نصب ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی می‌شود. با اجرای مناسب اتوماسیون در فرآیند تولید، نیاز به نیروی انسانی می‌کاهد و از این طریق هزینه نصب را کاهش می‌دهد.
4. امکان انجام عملیات مهندسی در حین کار: با استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، عملیات تنظیم و به‌روزرسانی تنظیمات ماشین‌ها و تجهیزات به سادگی قابل انجام است. در این صورت، امکان تغییر روند تولید و اصلاح کارایی ماشین‌آلات در طول عمر آنها فراهم می‌شود.
5. کاهش انبارهای موقت: استفاده از اتوماسیون صنعتی بهبود دقت بهره‌برداری و استفاده از منابع تولید را برای تولید کنندگان ممکن می‌سازد. این باعث می‌شود تا تعداد نهایی کالاهایی که به عنوان موجودی نهایی نیاز است، کاهش یابد و از ایجاد انبارهای غیر ضروری جلوگیری شود.
6. بالا بردن امنیت: استفاده از اتوماسیون صنعتی به افزایش امنیت محیط کار کمک می‌کند. سیستم‌های اتوماسیون صنعتی امکان جمع‌آوری و تجزیه وتحلیل داده‌های ایمنی و سلامت محیط کار را داراست و در صورت رخداد هرگونه خطر و حادثه، تداخلات صنعتی را به منظور کاهش صدمات و خطرات مربوط به کارکنان فراهم می‌کند.
7. انتقال نیروی کار به سمت کارهای خدماتی: استفاده از اتوماسیون صنعتی به واسطه کاهش نیاز به نیروی کار در فرآیندهای تولید، اعمال قابل‌توجهی در توزیع نیروی کار صورت گرفته است. با انتقال نیروی کار به کارهای خدماتی، فرصت‌های شغلی جدید در این حوزه‌ها ایجاد می‌شود.
8. کاهش پسماندهای تولید: استفاده از اتوماسیون صنعتی به منظور بهینه‌سازی مواد و نیروی کار باعث کاهش پسماندهای تولید می‌شود. این موضوع منجر به کاهش هزینه‌های بهداشتی و زیست‌محیطی مرتبط با دفع پسماندها می‌شود.
9. امکان مانیتورینگ به صورت متمرکز یا گسترده: اتوماسیون صنعتی به وسیله سیستم‌های مانیتورینگ و کنترل، امکان کنترل و نظارت بر وضعیت تجهیزات و فرآیندها را از راه دور فراهم می‌کند. این امکان باعث سهولت در بررسی و کنترل از راه دور فرآیندها و تجهیزات می‌شود.
10. امکان انتقال تجربه و دانش اپراتور به سیستم: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، تجربه و دانش اپراتورها می‌تواند به سیستم‌های کامپیوتری منتقل شود و از آنها استفاده شود. این امر باعث بهبود کارایی و بهره‌وری فرآیندها می‌شود.
11. سهولت توسعه سیستم: یکی از مزایای اتوماسیون صنعتی این است که به راحتی امکان تنظیم و توسعه سیستم وجود دارد. این امکان باعث رشد و پویایی صنعت در برابر نیازها و تحولات جدید در عرصه تکنولوژی می‌شود.
12. سهولت عیب یابی سیستم: با استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، دسترسی به اطلاعات و داده‌ها جهت تشخیص خطاها و مشکلات صنعتی ساده‌تر و سریع‌تر می‌شود.
13. افزایش بهره‌وری واحدهای صنعتی: استفاده از اتوماسیون صنعتی باعث بهبود بهره‌وری تولید و صرفه‌جویی در مصرف منابع می‌شود. بهره‌برداری بهینه از منابع در هر واحد صنعتی بهبود عملکرد و افزایش توان تولید را به همراه دارد.
سیستم مانیتورینگ در اتوماسیون صنعتی، ابزاری است که در جمع آوری و نمایش اطلاعات مورد نیاز از بخش های مختلف یک سیستم اتوماسیون صنعتی به کار می‌رود. اصلی‌ترین وظیفه این سیستم، جمع‌آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل آن‌هاست تا اطلاعات مورد نیاز برای اهداف مشخص در اختیار مدیران و اپراتورها قرار گیرد.
سیستم مانیتورینگ در واقع به عنوان واسطی بین کنترلر و اپراتور عمل می کند. این سیستم قادر است اطلاعات مورد نیاز را به صورت واضح و قابل فهم به اپراتورها ارائه دهد تا بتوانند عملیات سیستم را به خوبی کنترل کنند. بدون وجود این سیستم، صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی، صنایع تولید انرژی و صنایع شیمیایی قادر به ادامه کار به خوبی نخواهند بود زیرا ارتباط بین کنترلر و اپراتور برقرار نخواهد شد و اطلاعات لازم برای کنترل و نظارت بر فرآیندها در دسترس قرار نخواهد گرفت.
استفاده از سیستم مانیتورینگ در صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی، صنایع تولید انرژی و صنایع شیمیایی امری ضروری است. این صنایع بدون داشتن یک سیستم مناسب مانیتورینگ، قادر به ادامه فعالیت خود نخواهند بود. به عنوان نمونه، در صنایع پتروشیمی تعداد زیادی حسگر و دستگاه اندازه‌گیری وجود دارد که باید مورد نظارت قرار گیرند. با استفاده از سیستم مانیتورینگ، اطلاعات حسگرها به صورت همزمان و با دقت بالا جمع آوری می شوند و به صورت داده های گرافیکی نمایش داده می شوند. این امر در تشخیص و رفع مشکلات و نگهداری صحیح تجهیزات بسیار کمک می کند.
1. افزایش بهره وری و بهبود کیفیت تولید: با داشتن اطلاعات دقیق و به موقع در مورد عملکرد تجهیزات، اپراتورها می توانند در صورت لزوم اقدامات مناسبی را انجام دهند و از عملکرد بهینه تجهیزات و فرآیندها اطمینان حاصل کنند.
2. کاهش هزینه ها: با داشتن اطلاعاتی دقیق در مورد مصرف انرژی، عملکرد تجهیزات و مشکلات ممکن، می توان در طراحی بهتر فرآیندها و استفاده بهینه از تجهیزات کمک کرد و در نتیجه هزینه های تولید را کاهش داد.
3. افزایش امنیت: با نظارت مداوم بر تجهیزات و فرآیندها، می توان از وقوع حوادث و آسیب های جدی جلوگیری کرد و امنیت کارکنان و تجهیزات را تضمین کرد.
اتوماسیون صنعتی یک حوزه از فناوری های کامپیوتری است که از انواع مختلف ابزار و تکنولوژی ها برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی استفاده می کند. در این مقاله، به بررسی و توضیح انواع ابزارهای اتوماسیون صنعتی خواهیم پرداخت.
1. کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC):
کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی یا PLC یک دستگاه کنترل صنعتی است که برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. PLC قادر است ورودی های دیجیتال و آنالوگ را تحلیل و با استفاده از دستورالعمل های برنامه ریزی شده، سیگنال های خروجی را تولید کند. PLC ها اغلب در صنایع تولیدی، خطوط تولید و سیستم های توزیع مورد استفاده قرار می گیرند.
2. رابط انسان و ماشین (HMI):
رابط انسان و ماشین یا HMI یک دستگاه نمایشگر است که برای ارتباط و تعامل بین اپراتور و سیستم کنترل استفاده می شود. HMI ها اطلاعات وضعیت فرآیندهای صنعتی را نمایش می دهند و امکان کنترل و تغییر تنظیمات را فراهم می کنند. از طریق HMI، اپراتور می تواند فرآیندهای صنعتی را مانیتور و کنترل کند.
3. شبکه عصبی مصنوعی (ANN):
شبکه عصبی مصنوعی یا ANN مدلی از یادگیری ماشینی است که بر اساس عملکرد سیستم عصبی انسان ساخته شده است. ANN قادر است الگوها و روابط داخل داده ها را تشخیص دهد و بهینه سازی و پیش بینی فرآیندهای صنعتی را انجام دهد.
4. ابزار دقیق:
ابزار دقیق وسایلی هستند که برای اندازه گیری و کنترل دقیق پارامترهای صنعتی مانند دما، فشار، جریان و سطح استفاده می شوند. این ابزارها اطلاعات دقیقی را تامین می کنند که برای تصمیم گیری و بهینه سازی فرآیندها اهمیت دارد.
5. سامانه های کنترل سرپرستی و گرد آوری اطلاعات (SCADA):
SCADA سامانه ای است که برای کنترل، نظارت و مدیریت هماهنگ فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. این سامانه امکان ثبت داده ها، نمایش وضعیت فرآیندهای صنعتی و کنترل دستگاه ها را فراهم می کند. SCADA از PLC، HMI و ابزارهای دیگر استفاده می کند تا اطلاعات لازم را جمع آوری و تحلیل کند.
6. رباتیک:
رباتیک شاخه ای از اتوماسیون صنعتی است که شامل طراحی، ساخت و کنترل ربات ها برای انجام فرآیندهای صنعتی یا وظایف دیگر است. ربات ها می توانند فعالیت های عملیاتی را به صورت خودکار اجرا کنند و بهبود کارایی و دقت را به همراه داشته باشند.
7. کنترل حرکت:
کنترل حرکت به دستگاه ها، سیستم ها و ابزارهایی اطلاق می شود که برای کنترل و مدیریت حرکت و جابجایی قطعات و ماشین آلات در فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند. این ابزارها عملکردهایی مانند حرکت خطی، چرخش، تکانه و تراشه را کنترل می کنند.
8. سیستم کنترل توزیع شده (DCS):
سیستم کنترل توزیع شده یا DCS یک سیستم کنترل صنعتی است که شامل چندین واحد کنترل توزیع شده است. در این سیستم، کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی بر روی ایستگاه های مستقل انجام می شود. DCS امکان کنترل و مدیریت شبکه های گسترده و پیچیده را فراهم می کند و برای صنایع پردازشی و فرآوری مورد استفاده قرار می گیرد.
در نهایت، ابزارهای اتوماسیون صنعتی بهبود عملکرد، کاهش هزینه ها و افزایش بهره وری در فرآیندهای صنعتی را فراهم می کنند. این ابزارها به صنایع در تصمیم گیری ها، مدیریت و بهره وری کمک می کنند و نقش بسیار مهمی در توسعه و پیشرفت صنعت دارند.
کنترل کننده ها در اتوماسیون صنعتی نقش حیاتی و بسیار مهمی دارند. آنها با کنترل و مدیریت چندین فرایند موجود در صنعت، برای حفظ و مدیریت وضعیت‌های مطلوب یا مورد نظر فرایندها، به خوبی عمل می‌کنند. هدف اصلی این کنترل کننده ها، بهبود عملکرد سیستم‌های صنعتی است و این شامل کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می‌شود.
کنترل کمی در اتوماسیون صنعتی به مدیریت و کنترل پارامترهای کمی فرایندها و سیستم‌ها مربوط می‌شود. پارامترهای کمی می‌تواند مانند دما، فشار، جریان، سرعت و … باشد. با تنظیم این پارامترها به مقادیر مطلوب، سیستم‌های صنعتی بهبود می‌یابند.
کنترل کیفی به مدیریت و کنترل کیفیت فرایندها و سیستم‌ها می‌پردازد. این شامل مراقبت از ویژگی‌های کیفی محصولات و خدمات، انطباق با استانداردها، کنترل کیفیت مواد و موارد استفاده شده در فرایندها است. در اتوماسیون صنعتی، با استفاده از کنترل کیفی، میزان پسماند، اشتباهات و مشکلات محصولات کاهش می‌یابد و کیفیت بالاتری برای محصولات به دست می‌آید.
کنترل حفظ ایمنی در اتوماسیون صنعتی برای حفظ ایمنی کارکنان و تجهیزات صنعتی ضروری است. با اعمال کنترل‌های ایمنی، خطرات و حوادث ناخواسته در سیستم‌های صنعتی کاهش می‌یابد. این شامل اجرا و رعایت آیین‌نامه‌های ایمنی، استفاده از تجهیزات حفاظتی و آموزش کارکنان درباره ایمنی است.
کنترل محیط زیست نیز به مدیریت و کنترل تاثیرات سیستم‌های صنعتی بر محیط زیست و منابع طبیعی می‌پردازد. در اتوماسیون صنعتی، حفظ محیط زیست نقش مهمی دارد و با کنترل و کاهش آلودگی های زیست محیطی، منابع طبیعی و محیط زیست برای نسل‌های آینده حفظ می‌شوند.
در کل، کنترل کننده ها در اتوماسیون صنعتی که شامل کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست است، برای بهبود عملکرد سیستم‌ها در صنعت بسیار مؤثر هستند. این کنترل کننده ها با کنترل و مدیریت فرایندها به وضعیت‌های مطلوب یا مورد نظر می‌رسانند و به اهداف کلیدی کنترل موردنظر می‌پردازند.
