اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی به مجموعه ای از عملیات و فرآیندها گفته می شود که منجر به اتوماتیک شدن خط تولید خواهد شد. انواع سیستم هایPLC,PID,PIC با برنامه نویسی های متنوع، اتوماسیون کارخانجات را مقدور کرده است. به طوری که کمتر شرکتی بدون بهره گیری از آنها فعالیت می کند.

 

 

در دنیای امروز، فن آوریهای میکرونانو، این سیستم ها را پیشرفت و توسعه داده است. کنترل بخش های مختلف یک کارخانه با استفاده از سیستم مونیتورینگ و دستوردهی به ماشین آلات و دستگاه های خط تولید از ویژگی های بارز آن محسوب می شود. در این میان نوع تکنولوژی و مدل ارائه شده توسط دستگاه اهمیت دارد. به عبارتی دیگر اگر اپراتور مربوطه با جزئیاتPLC آشنا نباشد، تعمیر و نگهداری آن دشوار خواهد بود. بنابراین آموزش های مقطعی برای پرسنل اهمیت به سزایی دارد. هر یک از این سیستم ها، مدل های متنوعی دارند که بر اساس خط تولید و زمینه فعالیت کارخانه تعریف می شوند. معمولا از اتوماسیون زیمنس در ایران بهره گرفته می شود. چرا که این شرکت آلمانی نزدیک به 30 سال است در داخل کشور فعالیت کرده و به قولی شناخته شده است. از طرفی دیگر تکنولوژی های آن نسبت به همتاهای کره ای و امریکایی سازگارتر است.

از آنجایی که صنعت بسته بندی، یکی از صنایع تکمیلی کارخانجات است، نوع و مدل اتوماسیون صنعتی بررسی کارشناسی می طلبد. در این نوشتار نگاهی کوتاهی به کاربردهایPLC در بسته بندی خواهیم داشت.

PLC مخفف عبارتprogrammable logic control به معنی کنترل منطقی برنامه ریزی شده است به عبارتی دیگر این سیستم بر اساس مجموعه ای از صرف و یک های منطقی، برنامه نویسی می شود. در مدل های قدیمی، ورود داده ها و اطلاعات و در نهایت پردازش آنها، ساعت ها زمان نیاز داشت ولی در نمونه های نوین، این زمان به حداقل کاهش یافته است. کافی است که فرآیندی آنالیز شده و داده های مورد نیاز به سیتم وارد شود.

برنامه نویسی ماژول ها

هر اتوماسیونی از 2 بخش سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده است که در بخش نرم افزاری، برنامه نویسی و مدیریت داده ها اهمیت دارد. آنچه که به عنون سخت افزار یک سیستم نامبرده می شود، مجموعه ای از ماژول ها وsector هاست. این ماژول ها در بسته ای از سخت افزار کنار یکدیگر قرار دارند تا یکسری از اطلاعات را در خود ذخیره کنند. بنابراین اپراتور وظیفه دارد که از طریق رایانه، سطوح عملیات و فرآیند را تعریف و به سخت افزار انتقال دهد.

فن آوری روباتیک درPLC

از آنجایی که روبات ها، بازوان عملیاتی یک سیستم اتوماسیون هستند، فرماندهی آنها اهمیت دارد. در این تکنولوژی، داده های نزم افزاری به مغز متفکر سیستم انتقال تا عملی صورت گیرد. این عمل ممکن است ماهیتی تولیدی خدماتی و یا جانبی داشته باشد. به طور مثال موتورهای چند ماشین خط بسته بندی با انتقال یک فرمان، روشن شده و با دوری معین کار می کنند. در صورت قطعی و بروز مشکلی در آن، سیستم بازی ایستد تا در نهایت رقع اشکال شود. حسن بزرگPLC ها، رفع عیب منطقه ای و موضعی است که منجر به افزایش بهره وری و راندمان مجموعه خواهد شد.

کاربرد ربات ها در بسته بندی

در خطوط بسته بندی، روبات ها وظیفه انتقال بطری ها، جعبه ها وسایر ملزومات بسته بندی را دارند. در واقع آنها جایگزین نیروی انسانی شده تا خطای کارگری به حداقل رسد. این روبات ها در سری خط تولید کمار یکدیگر قرار گرفته و وظیفه کنترل روند تولید را بر عهده دارند. به عبارتی دیگر آنها با بررسی بسته ها و نوع پر شدن محصولات، عیوب را کنترل و پیشگیری می کنند که قطعا توسط سیستم مونیتورینگ نظارت نهایی خواهد شد.

نوآوری های اتوماسیون

جدیدترین نوآوری های ارائه شده در اتوماسیون صنعتی حکایت از تجهیز خطوط تولید به فتوسل ها، دربندی های پیشرفته، کاهش خطای پاکت سازی و جعبه سازی، افزایش سرعت رولینگ و شرینک پک دارد. همچنین در نوع مونیتورینگ سیستم نیز تغییراتی حاصل شده تا نمودار خط تولید با دیاگرام های بهتری نمایش داده شود. از طرفی دیگر تلاش بر رفع عیوب بسته بندی با کنترل خطیPID HSJ .

کاربردPIC در بسته بندی

PIC ها که کامل تر از سیستم هایPLC هستند، مونیتورینگ بهتری ارائه می دهند. به عبارتی دیگر در این اتوماسیون صنعتی، میکروکنترل ها قابلیت پردازش و بازیابی اطلاعات و داده ها را خواهند داشت. امروزه در مقوله میکروپروسسورها، پیشرفت های جالب توجه ای شده. به طوری که با بهره گیری از فن آوری نانو، قدرت کنترل و هدایت ماشین آلات و دستگاه های صنعتی بهبود یافته است. این امید می رود که با ظهور نانو کنترل ها در اتوماسیون صنعتی، انقلابی در صنعت و فن آوری حاصل شود. پیشرفتی که بدون شک در سال های آتی سرعت چند برابری خواهد یافت. به طوری کلی میکروپروسسور مغز متفکر سیستم محسوب می شود. قطعه ای که علاوه بر پردازش و بازیابی اطلاعات، داده ها را با سرعتی جالب توجه انتقال می دهد.

اتوماسیون صنعتی به بهره گیری از رایانه ها بجای متصدیان انسانی برای کنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتی گفته میشود. 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 میرساند. 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 سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بکار می آید نیازمند ابزارالات 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.

به طور کلی برخی از مزایای اتوماسیون 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 سیستمهای بازرگانی

· افزایش بهره وری واحدهای صنعتی

· بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی و جسمی

در حال حاضرارتقاء 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 مثالPLC 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 عملگر های 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 فرآیند 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 جاییکه 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 فرآیند خودکاری شکل نمی گیرد بنابراین سنسورها یکی از اجزای لاینفک سیستمهای 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 استفده می گردید و با اضافه شدن تعدادیTimer و شمارنده به تابلوهای کنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت.

اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاک و هزینه بالای خود و همچنین عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثر تابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنیPLC جایگزین گردند. در حال حاضرPLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد که توسط کمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه می گردد. به طور خلاصه سیستمهای نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی برPLC 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 می کند.

· 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 چندینPLC 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 …بهPLC ها وجود دارد

مونیتورینگ

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 بخشهای 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 دستگاهها

· نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم

· نمایش و ثبت آلارمهای 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 اصلاحSet Point ها حین اجرای پروسه تولید

· امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ

· ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان تولید، میزان مواد اولیه مصرفی، میزان انرژی مصرفی و…

 

ابزار دقیق
Instrumentation

در قسمت ابزار دقیق انواع ابزاردقیق مورد نیاز پروسه های صنعتی معرفی میگردد . ابزار دقیق در حقیقت زیر ساخت یک سیستم کنترل و اتوماسیون را تشکیل میدهند و شامل ابزاری نظیر : انواع کنترلر ، نشاندهنده ،ترانسمیتر، رکوردر و... میباشند که این ابزار وظیفه اندازه گیری ، انتقال ، نمایش ، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی نظیر دما ، فشار، فلو ، سطح مایعات و ... را در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق بر دوش دارند. ابزار دقيق را ميتوان به دو صورت دسته بندي كرد يكي از نظر نوع عملکرد این ابزار برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به كنترلر مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر برای مثال فشار ، فلو ، دما ، و سطح به صورت سیگنال های استاندارد که ، ترانسميتر یا منتقل کننده نامیده میشوند .
ابزار دقیق را همچنين میتوان از نظر پارامتري كه این ابزار بايستي عملياتي بر روي آن انجام دهد دسته بندی کرد برای مثال بخشهای : ابزار دقیق مربوط به دما نظیر کنترلر دما ، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما ، ابزار اندازه گیری و کنترل دقیق فشار ، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو ، ابزار سطح سنجی یا اندازه گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی ، ابزار رطوبت سنجی و ....

در اين وب سایت هر دو دسته بندي مد نظر قرار گرفته و در حوزه ابزار دقيق شما ميتوانيد ابتدا با توجه به پارامتر مورد کنترل و اندازه گیری و یا با توجه به انتظاری كه از این ابزار دارید به سراغ دسته بندي مناسب رفته ابزار مورد نیاز را به صورت دقیق انتخاب کنید .