اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی یعنی استفاده از دستگاه‌های کنترل اتوماتیک و تکنولوژی‌ها که باعث ایجاد عملکردی اتوماتیک می‌شود و همچنین باعث کنترل فرایند‌های صنعتی بدون نیاز به دخالت  انسان می‌گردد بالا رفتن عملکرد نسبت به زمان استفاده از کنترل دستی را به همراه دارد.

انواع سیستم‌های مختلف اتوماسیون صنعتی

1. اتوماسیون ثابت یا سخت
2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی
3. اتوماسیون انعطاف پذیر یا نرم

اتوماسیون به صورت خلاصه چیست؟

امروزه رقابت شدیدی بر روی محصولات در صنعت مثل زیمنس plc و ifm سنسور شکل گرفته که در حال افزایش است، کیفیت بالا و قیمت‌های رقابتی در محصولات از مهم‌ترین علت این رقابت‌ها می‌باشد. برای پیروزی در این رقابت تعداد زیادی از صنایع به سوی طراحی و تکوین محصولات تازه و ایجاد و پی‌ریزی تکنولوژی‌های به روز متمایل شده‌اند و برای رسیدن به این هدف از دستگاه‌های اتوماتیک استفاده می‌کنند.
یکی از روش‌های و تاثیرگذار برای رسیدن به راه حل‌های مربوط به رقابت مذکور استفاده از اتوماسیون صنعتی است. استفاده از اتوماسیون صنعتی منجر شده که بتوان با استفاده از نوآوری و تکنولوژی‌های جدید و جمع آوری این تکنولوژی‌ها، تولید با تیراژ بالاتر و کیفیت بالاتر و با قابلیت اطمینان را ارائه و در عین حال هزینه‌های طراحی و ساخت را کاهش داد.
اتوماسیون یک قدم پیشتر از مکانیزاسیون می‌باشد که با بهره گیری از یک ساختار ماشینی خاص به کمک انسان می‌آید تا کارها به بهترین حالت ممکن انجام شود‌. مکانیزاسیون انجام دستی فرایند‌ها به وسیله ماشین آلات قدرتمند است و وابستگی کامل به تصمیم گیری لحظه‌ای اپراتور دارد.
به بیان دیگر اتوماسیون باعث جایگزینی نیروی انسانی با سیستم‌های قابل برنامه ریزی و ماشین آلات قدرتمند است.
کلمه اتوماسیون به معنای “یک ساختار حرکتی  خود به خود” بوده که از کلمه Auto و کلمه Matos بر گرفته شده که ریشه یونانی دارند که کلمه Auto در لغت به معنای خودکار و Matos در لغت به معنای حرکت است.

دستگاه‌های اتوماسیون شامل

دستگاه‌های PLC دستگاه‌های PC و دستگاه‌های PAC و غیره می‌باشد.

مزایای سیستم‌های اتوماسیون

1- برای افزایش بهره وری در کارگاه‌ها و تولیدی‌ها توسط کنترل بهتر تولید باعث تصحیح نرخ تولید می‌شود. اتوماسیون با استفاده از کاهش چشمگیر زمان تولید‌، باعث افزایش تولید کل و با کیفیت بسیار بالاتر می‌گردد. بنابراین برای یک مقدار کار مشخص وارده به سیستم میزان محصول خروجی بیشتری حاصل می‌شود.
2- برای بهینه سازی هزینه تولید اجماع فرآیندهای مختلف در صنعت توسط ماشین آلات خودکار باعث کاهش دفعات اجرا، در نتیجه کاهش نیاز به نیروی انسانی می‌شود. بنابراین سود حاصل از چرخه تولید بیشتر می‌شود.
3- با توجه به کاهش دخالت نیروی انسانی‌، میزان خطا‌های فردی نیز به شدت کاهش می‌یابد. یکنواختی و کیفیت محصول و تطابق بیشتر آن با محصول اصلی را می‌توان با استفاده از اتوماسیون به دست آورد که کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای صنعتی را از آغاز تولید تا پایان ارائه محصول نهایی بر عهده دارد.
4- اتوماسیون به مقدار بسیار بالایی موجب کاهش نیاز به بررسی‌‎های متداول مربوط به شاخص‌های متفاوت یک فرآیند می‌گردد. با بهره گیری از فناوری‌های اتوماسیون، فرآیند صنعتی به طور خودکار متغیر‌های فرآیند را برای رسیدن به میزان مناسب با استفاده از تکنیک‌های کنترلی حلقه‌ی بسته بر روی مقادیر دل خواه تنظیم  می‌کنند.
5- اتوماسیون صنعتی با جایگزین کردن ماشین آلات در مناطق پر خطر به جای نیروی انسانی باعث افزایش ایمنی پرسنل می‌شود. ربات‌های صنعتی و دستگاه‌های رباتیک در مناطق پر خطر به کار گرفته می‌شوند.

معایب اتوماسیون صنعتی

سرمایه گذاری اولیه برای تغییر یک خط تولید انسانی به یک خط تولید اتوماتیک بسیار بالاست و همچنین، هزینه‌ی آموزش کارکنان با این تجهیزات پیچیده قابل توجه است.

نتیجه گیری از مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون بخاطر داشتن مزایایی چون افزایش تولید، کیفیت، ایمنی و کاهش و پایین آوردن هزینه صنعتی در بیشتر صنایع پذیرفته شده است.

سطوح مختلف اتوماسیون

سطوح مختلف اتوماسیون عبارت است از:

1. سطح اولیه

پایین‌ترین درجه در مراتب تعریف شده برای اتوماسیون است که شامل تجهیزات مانند سنسورها و محرک‌ها است.
مهم‌ترین وظیفه این تجهیزات آن است که اطلاعات مرتبط با پروسه‌ها و ماشین‌ها را برای مانیتورینگ و آنالیز به سطح بالاتر انتقال می‌دهد. همچنین شامل: پارامترهای کنترلی فرآیند به وسیله محرک‌ها می‌باشد. برای مثال این سطح را می‌توان به عنوان چشم‌ها و دست‌های یک فرآیند مشخص تصور کرد.
سنسورها شاخص‌های واقعی مانند دما، فشار، جریان، سطح و غیره را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. سپس اطلاعات سنسور‌ها به کنترلر‌ها منتقل شده تا بتوانند پارامتر‌های واقعی را مانیتور و آنالیز نمایند. برخی از سنسورها دارای ترموکوپل، سنسور ثانویه،  RTD‌ها، فشار سنج و غیره هستند.
در واقع محرک‌ها سیگنال‌های الکتریکی گرفته شده از کنترلرها را به عملکردهای مکانیکی تبدیل می‌کنند تا بتوانند فرآیندها را کنترل نمایند. شیرهای کنترل جریان، شیرهای سلونوئیدی، محرک‌های پنوماتیکی، رله‌ها، موتورهای DC و سرو موتورها مثال‌هایی از محرک‌ها می‌باشند.

2. سطح کنترلی

این سطح دارای دستگاه و تجهیزات متنوعی  مانند دستگاه‌های تراشCNC ،PLC‌ها و غیره بوده که تمامی این تجهیزات به شاخص‌های مربوط به سنسور‌های مختلف محتاج است. کنترلر‌های اتوماتیک محرک‌ها را به وسیله سیگنال‌های ارسالی از طرف سنسور‌ها و برنامه نویسی و تکنیک‌های کنترلی، کنترل می‌کنند.
زیمنس لوگو plc دارای ماژول‌های متعددی از جمله CPU، ورودی آنالوگ و خروجی آنالوگ، ورودی آنالوگ و خروجی دیجیتال و ماژول‌های ارتباطی هستند.
این قابلیت‌ها باعث می‌شود تا کاربر بتواند عملکرد‌های کنترلی مناسبی را با توجه به استراتژی اجرای کار برنامه ریزی نماید و به یک عملکرد ایده آل در فرآیند دست یابد.

3. سطح نظارت

در این مقطع، عملکرد بهتر سیستم به وسیله تجهیزات اتوماتیک (خودکار) و دستگاه‌های مانیتورینگ تسهیل می‌شود.

4. سطح سرمایه گذاری

این بخش به عنوان بالاترین درجه در اتوماسیون صنعتی است که در آن کل سیستم اتوماسیون مدیریت می‌گردد. وظایف این سطح عبارت است از: تولید، برنامه ریزی، تجزیه و تحلیل مشتری و بازار، سفارش، فروش و غیره. این سطح بیشتر با فعالیت‌های تجاری در ارتباط است و ارتباط کمتری با سیستم‌های فنی دارد.