اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون صنعتی چیست؟
1.چه معنایی دارد که یک فرآیند در صنعت به اتوماسیون رسیده است؟
2. انواع اتوماسیون صنعتی چیستند؟
3. مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی چیست؟
4. روش‌های پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی چیستند؟
5. چه نقشی در صنعت دارد؟
6. چرا پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی هزینه بالایی دارد؟
7. چه مزایایی با استفاده از اتوماسیون صنعتی می‌توان به دست آورد؟
8. چه معایبی با استفاده از اتوماسیون صنعتی همراه است؟
9. چرا پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی نیاز به تخصص و مهارت دارد؟
10. چگونه می‌توان از اتوماسیون صنعتی در صنایع استفاده کرد؟
اتوماسیون صنعتی به مجموعه‌ای از فرآیندهای خودکار و کنترل شده در صنایع گفته می‌شود. این فرآیندها به کمک سیستم‌های الکترونیکی، کامپیوتری و رباتیک انجام می‌شوند. هدف اصلی اتوماسیون صنعتی، بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها در صنایع است. با استفاده از این فرآیندها، تولید محصولات با کیفیت بالا، دقت بالا و سرعت بالا امکان پذیر می‌شود. همچنین، با استفاده از اتوماسیون صنعتی، خطرات انسانی نیز کاهش می‌یابد.
افزایش بازدهی در صنایع متوسط و سنگین و شاید با کمی اغراق “آینده صنعت” در دستان اتوماسیون و بخصوص نوع اتوماسیون صنعتی آن می باشد، تکنولوژیی که پس از ظهور آن همچنان پر قدرت به سمت جلو می رود و گویا پایانی بر نوآوری های آن نیست.
اتوماسیون عبارت است از متصل کردن اجزای اطلاعاتی بخش های مختلف یک سازمان در قالب یک بستر نرم افزاری تا انتقال اطلاعات، آمارها و دستورالعمل ها به صورت کاملا یکپارچه و آسان، به گونه ای که تبادل، تنظیم و تصحیح اطلاعات درون سازمانی تسریع شود، صورت پذیرد.
در این مقاله، به معرفی انواع اتوماسیون صنعتی، مزایا و معایب آن، روش‌های پیاده‌سازی و نقش آن در صنعت پرداخته خواهد شد.
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.
انواع اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی به چندین نوع تقسیم می‌شود. در ادامه به برخی از انواع اتوماسیون صنعتی پرداخته خواهد شد.
- اتوماسیون صفحه نمایش لمسی: در این نوع از اتوماسیون صنعتی، صفحه نمایش لمسی به کار می‌رود. با استفاده از صفحه نمایش لمسی، کاربران می‌توانند دستورات خود را به سیستم وارد کنند و فرآیندهای مختلف را کنترل کنند.
- اتوماسیون سیستم‌های کنترل: در این نوع از اتوماسیون صنعتی، سیستم‌های کنترل به کار می‌رود. با استفاده از این سیستم‌ها، فرآیندهای مختلف در صنایع کنترل می‌شوند. سیستم‌های کنترل برای کنترل دقیق و دقیق ترکیبات شیمیایی، دما، فشار و غیره استفاده می‌شوند.
- اتوماسیون رباتیک: در این نوع از اتوماسیون صنعتی، ربات‌ها به کار می‌رود. ربات‌ها به دلیل قابلیت‌های خودکار، دقت بالا و سرعت بالا در صنایع استفاده می‌شوند. ربات‌ها می‌توانند در فرآیندهای تولید، بسته‌بندی و حمل و نقل محصولات به کار گرفته شوند.
نقش اتوماسیون صنعتی در صنعت (دلایل استفاده از اتوماسیون)
اتوماسیون صنعتی نقش مهمی در صنعت دارد. با استفاده از اتوماسیون صنعتی، کارایی و کیفیت تولید در صنایع به شدت افزایش می‌یابد. همچنین، با استفاده از اتوماسیون صنعتی، هزینه‌ها کاهش می‌یابد و خطرات انسانی کاهش می‌یابد.
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.
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؛
مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی
- 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.
افزایش کارایی: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، کارایی در صنایع به شدت افزایش می‌یابد. فرآیندها با دقت بالا و سرعت بالا انجام می‌شوند و بهبود کارایی صنایع را به دنبال دارد.
کاهش هزینه‌ها: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، هزینه‌ها در صنایع به شدت کاهش می‌یابد. با دقت بالا و سرعت بالا فرآیندها انجام می‌شوند و هزینه‌های نیروی انسانی کاهش می‌یابد. همچنین، با استفاده از اتوماسیون صنعتی، خطاهای انسانی کاهش می‌یابد که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.
کاهش خطرات انسانی: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، خطرات انسانی کاهش می‌یابد. در فرآیندهای خطرناک، ربات‌ها به کار گرفته می‌شوند و خطرات انسانی کاهش می‌یابد.
با این حال، اتوماسیون صنعتی همچنین معایبی دارد. در ادامه به برخی از معایب اتوماسیون صنعتی پرداخته خواهد شد.
هزینه بالا: پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی هزینه بالایی دارد. سیستم‌های الکترونیکی، کامپیوتری و رباتیک هزینه بالایی دارند و نیاز به سرمایه‌گذاری بالایی دارند.
پیچیدگی: اتوماسیون صنعتی پیچیدگی‌های خود را دارد. برای پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی، نیاز به مهارت‌های خاص و تخصصی است.
-
ابزارهای شاخص در اتوماسیون
حقیقت این است که اتوماسیون از خود چیزی برای ارائه ندارد و درواقع با گردهم آمدن برخی از ابزارها و ایجاد یک ارتباط زنده و موثر در میان‌شان می توانیم شاهد یک اتوماسیون کاملا حرفه‌ای باشیم، این ابزارهای شاخص عبارتند از؛
- ANN- شبکه عصبی مصنوعی
- HMI – رابط انسان و ماشین
- DCS- سیستم کنترل توزیع‌شده
- SCADA – سامانه‌های کنترل سرپرستی و گردآوری اطلاعات
- PLC- کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی
- PAC – کنترل‌کننده خودکار قابل برنامه‌ریزی
- machine vision & image processing-سیستم‌های مبتنی بر بینایی ماشین و پردازش تصویر
- ابزار دقیق
- کنترل حرکت
- رباتیک
اجزاء کنترل در یک سیستم اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی برای رسیدن به اهداف خود در قسمت کنترل از یک سری تجهیزات خاص به دفعات زیاد استفاده می کند، این موارد عبارتند از؛ اندازه‌گیرها، کنترل کننده‌ها و محرک‌ها که در ادامه مختصرا شرح داده خواهند شد؛
اندازه‌گیرها
اندازه‌گیرها در واقع چشم سیستم‌های کنترل محسوب می‌شوند و با کمی سازی مقادیر فرآیندی، کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرآیند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرآیند و رسیدن به نقطه تنظیم مورد نظر ارسال می‌نماید. هر دستگاه اندازه‌گیری شامل سه جزء اساسی سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر می‌باشد.
سنسور (Sensor):
سنسور قطعه‌ای است که به پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت، حرارت، نور، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می‌دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.
ترانسدیوسر (Transducer):
ترانسدیوسر قطعه‌ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، سنسور، پارامتر مورد اندازه‌گیری را به ترانسدیوسر تحویل می‌دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می‌کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد.
ترانسمیتر (Transmitter):
ترانسمیتر وسیله‌ای است که یک سیگنال خروجی ترانسدیوسر را به سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می‌نماید. از معروفترین استانداردهای ترانسمیترها می‌توان به استاندارد ۴ تا ۲۰ میلی آمپر و ۰ تا ۱۰ ولت اشاره نمود.
کنترل کننده
قسمت دوم ابزاردقیق بخش کنترل می‌باشد. کنترل عبارتست از سوق و نگهداری یک یا چند فرآیند به وضعیت یا وضعیت‌های مطلوب یا مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می‌باشد که اهداف اساسی کنترل می‌باشند.
محرک‌ها
محرک‌ها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده گرفته و متناسب با این سیگنال‌ها عمل می‌کنند. از عمده ادوات خروجی می‌توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه‌گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می‌شوند.
جمع بندی
اتوماسیون صنعتی به مجموعه‌ای از فرآیندهای خودکار و کنترل شده در صنایع گفته می‌شود. این فرآیندها به کمک سیستم‌های الکترونیکی، کامپیوتری و رباتیک انجام می‌شوند. هدف اصلی اتوماسیون صنعتی، بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها در صنایع است. با استفاده از این فرآیندها، تولید محصولات با کیفیت بالا، دقت بالا و سرعت بالا امکان پذیر می‌شود. همچنین، با استفاده از اتوماسیون صنعتی، خطرات انسانی نیز کاهش می‌یابد. با توجه به مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی، پیاده‌سازی آن به دلیل هزینه بالا و پیچیدگی‌های خود، نیاز به تخصص و مهارت دارد. با این حال، اتوماسیون صنعتی نقش مهمی در صنعت دارد و بهبود کارایی و کیفیت تولید در صنایع را به دنبال دارد.
در ایران، اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلف استفاده می‌شود و تلاش‌هایی برای بهبود کیفیت و افزایش بهره‌وری در صنایع انجام می‌شود. با این حال، هنوز تعدادی از صنایع کوچک و متوسط در ایران از این فناوری استفاده نمی‌کنند.
🌼 لطفا سوالات و نظرات خود را در بخش دیدگاه ها با ما به اشتراک بگذارید.
گروه صنعتی یوزتکنو نمایندگی رسمی محصولات اتوماسیون صنعتی دلتا، اچ ام آی دلتا (HMI دلتا)، پی ال سی دلتا (PLC دلتا)، سروو موتور دلتا، اینورتر دلتا، منبع تغذیه دلتا و اچ ام آی وینتک