اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation)
شرکت درنامهر با توجه به نیاز کشور در زمینه اتوماسیون صنعتی و ورود تکنولوژی های روز دنیا به صنعت با دارا بودن گروهی از متخصصان زبده کنترل و اتوماسیون آماده خدمت رسانی در زمینه های ذیل را دارد:
- اتوماسیون ماشین آلات ،خطوط تولید و پروسه های صنعتی مبتنی بر PLC
- سیستمهای مانیتورینگ(HMI)
- شناسایی و مدل سازی فرآیند های صنعتی جهت پیاده سازی سیستم کنترل و اتوماسیون
- ارایه راهکارهای بهینه اتوماسیون برای واحدهای صنعتی در جهت کاهش مصرف انرژی و افزایش تولید
- ارایه مشاوره و خدمات فنی در زمینه سیستمهای کنترل مکان(Position Control) بر اساس Servo و PLC
- آموزش مفاهیم ، کاربردها و تجهیزات اتوماسیون صنعتی
همچنین شرکت درنامهر نمایندگی انحصاری تجهیزات ذیل را در زمینه اتوماسیون صنعتی دارا می باشد:
- FATEK Automation در زمینه PLC ،HMI ، درایوAC(اینورتر) و منبع تغذیه
- Beijer Electronics در زمینه HMI و نرم افزارهای مانیتورینگ
- DELTA در زمینه سروو موتور و درایو
- ACRO Power Supply در زمینه منابع تغذیه صنعتی
- Array در زمینه PLC، HMI و منبع تغذیه
اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون اصطلاحی برای کاربردهای فناورانه است که در آن با کمک فن آوری های پیشرفته و ماشین آلات صنعتی ، وظایفی که در گذشته توسط بشر به سختی انجام میشده است مکانیزه شده و با کمک ماشین آلات هوشمند انجام می پذیرد. به طور کلی، اتوماسیون را میتوان استفاده از تجهیزات الکترونیکی، ماشینها و سیستمهای کامپیوتری برای کنترل هوشمند پروسهها تعبیر کرد که در آن دخالت انسان به حداقل می رسد این اصطلاح یک اصطلاح کلی است و شامل انواع اتوماسیون های مرسوم از جمله اتوماسیون فرآیندهای کسب و کار (BPA)، اتوماسیون فناوری اطلاعات،اتوماسیون ماشین آلات و خطوط صنعتی ،اتوماسیون برنامه های شخصی مانند اتوماسیون خانگی و غیره می باشد.
اتوماسیون پایه کارهای ساده و ابتدایی را انجام می دهد و آنها را خودکار می کند. این سطح از اتوماسیون در مورد دیجیتالی کردن کار با استفاده از ابزارهایی برای سادهسازی و متمرکز کردن وظایف معمول است، مانند استفاده از یک سیستم پیامرسانی مشترک به جای داشتن اطلاعات در فضاهای جدا. مدیریت فرآیند کسب و کار (BPM) و اتوماسیون فرآیند رباتیک (RPA) انواع اتوماسیون اساسی هستند.
در محدوده صنعتی شدن، اتوماسیون گامی فراتر از مکانیزاسیون است. مکانیزاسیون برای کمک به اپراتورها جهت کم کردن نیاز های فیزیکی ایجاد شد ولی اتوماسیون باعث شد تا حد زیادی نیاز های فکری و ذهنی انسان ها را کاهش پیدا کرده و فرآیندها به صورت خودکار انجام شود.
سیستم کنترل اتوماسیون سیستمی است که قادر به کنترل یک فرآیند با امکان حداقل اپراتوری باشد و بدون دخالت انسان (یا با حداقل دخالت انسان) قابلیت شروع ، تنظیم و نمایش یک روند یا فعالیت را دارا باشد و متغییر های موجود در فرآیند نیز قابلیت توقف یا تغییرات تنظیمات را جهت بهبود فرآیند خروجی داشته باشند.
اهداف اصلی سیستم کنترل اتوماسیون افزایش بهره وری ، بهبود کیفیت محصول ، کنترل هزینه تولید می باشد.
تعریف اتوماسیون ماشین آلات و خطوط تولید - Factory Automation
در تعریف کلی ، Factory Automation به اتوماسیون ماشین آلات و خطوط صنعتی اطلاق می گردد که تمامی این سیستم ها را در یک محیط صنعتی یکپارچه کرده و به یکدیگر مرتبط می نماید. در حقیقت در Factory Automation ، کلیه پروسه ها و ماشین الات را به یکدیگر متصل کرده و فورا اطلاعات تولید و تجهیزات را به سطوح بالاتر تولید ارسال می نماید تا از اشتباهات احتمالی جلوگیری شود و احتمال ایجاد خرابی در تجهیزات را کاهش دهد. در سطوح بالاتر به غیر از “سیستمهای اصلی”، بسیاری از سیستم های ثانویه نیز مانند سیستمهای پیشگیری از آتش سوزی ، تهویه هوا و فاضلاب، روشنایی و حمل و نقل، ایمنی و مدیریت کارکنان و غیره ، نیز لازم است تا به صورت یکپارچه به این مجموعه اضافه شوند.
اتوماسیون دائمی/ثابت
این سیستم کنترل برای انجام یک کار خاص طراحی شده است و عملکرد مدار کنترل ثابت و دائمی است. به عبارت دیگر اگر بخواهیم کار دیگری را غیر از کار موجود انجام دهیم، پیچیده خواهد بود. (همانند کنترلرهایی که با کمک میکروکنترلر و برای کار مشخصی مثل کنترل آسانسور ساخته می شوند و یا مدارات و بردهای الکتریکی)
اتوماسیون قابل برنامه ریزی / انعطاف پذیر
اتوماسیون قابل برنامه ریزی یا اتوماسیون قابل انعطاف ، یک سیستم کنترل پیچیده است که می تواند چندین کار و فرآیند را به صورت همزمان انجام دهد و عملکرد مدار کنترل توسط کاربر برنامه ریزی شده و قابل تغییر است.
در این سیستم ها ، اگر کاربر بخواهد تغییراتی در فرآیند کنترل ماشین ایجاد نماید ، تغییرات مورد نظر فقط در برنامه کنترل ماشین و با زبان مشترک کنترلرها انجام خواهد شد (همانند کنترلرهای PLC که ممکن است برای مقاصد گوناگون استفاده شوند)
مزیتها و معایب اتوماسیون ثابت و انعطاف پذیر
اتوماسیون انعطاف پذیر |
اتوماسیون ثابت |
|
متغییر |
خاص |
هدف، عملکرد |
آسان |
دشوار |
سهولت ایجاد تغییرات/ ارتقاء |
آسان |
سخت |
نگهداری |
خیلی بالا |
وابسته به تولید و طراحی |
توانایی |
سریع |
پایین |
سرعت |
برای انواع سیستم ها |
سیستم های کوچک |
بهره وری اقتصادی |
دسته بندی سیستم های کنترلی بر اساس منابع نیرو
در حالت کلی سیستم های کنترلی بر اساس منبع نیرو به 3 دسته تقسیم می شوند :
- سیستم کنترل پنیوماتیک (الکتروپنیوماتیک)
- سیستم کنترل هیدرولیک (الکتروهیدرولیک)
- سیستم کنترل الکتریکی
سیستم کنترل پنیوماتیک و الکترو پنیوماتیک
این سیستم کنترل از هوای فشرده برای اعمال کردن نیرو و انرژی جهت عملکرد استفاده می کند، سیستم های پنیوماتیک در بسیاری از سیستم های صنعتی کاربرد می توان به صنایع غذایی ، پتروشیمی و صنایع رباتیک نام برد (در سیستم های جدید کنترل قسمتی از این تجهیزات با کمک سیستم های الکترونیکی و الکتریکی انجام می شود)
تجهیزات مورد استفاده در سیستم های پنیوماتیک:
- منبع تامین هوای فشرده
- شیر کنترل
- لوله های اتصال
- مبدل
سیستم های پنیوماتیک قابلیت استفاده به صورت دستی و اتوماتیک را دارند
سیستم کنترل هیدرولیک و الکتروهیدرولیک
سیستم کنترل هیدرولیک سیستمی است که از سیال برای تولید نیرو- انرژی استفاده می کند، سیستم هیدرولیک در بسیاری از سیستم ها و صنایع کاربرد دارد در صنعت خودرو مانند سیستم های قدرت، سیستم های ترمز، جرثقیل، جک ماشین، ماهواره و غیره . سیال مورد استفاده در این سیستم روغن می باشد. (در سیستم های جدید کنترل قسمتی از این تجهیزات با کمک سیستم های الکترونیکی و الکتریکی انجام می شود)
تجهیزات مورد استفاده در سیستم های پنیوماتیک:
- منبع تامین سیال هیدرولیک
- شیر کنترل
- سیلندر
سیستم های هیدرولیک قابلیت استفاده به صورت دستی و اتوماتیک را دارند
سیستم کنترل الکتریکی
سیستم کنترلی که از جریان الکتریکی استفاده می کند. جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) به عنوان منبع تامین نیرو- انرژی استفاده می شود
تجهیزات مورد استفاده در سیستم های الکتریکی:
- برق جریان متناوب یا مستقیم
- تجهیزات ورودی (سوئیچ ها، حسگرها، مبدل، سوپاپ ها، قطعات الکترونیکی، و غیره.)
- تجهیزات خروجی (موتور، چراغ ها و غیره.)
- کابل های ارتباطی
مزایا و معایب کنترل اتوماسیون در صنعت
مزایای اصلی اتوماسیون عبارتند از:
- جایگزینی اپراتورهای انسانی برای ماشین آلاتی که در کارهایی که شامل کار فیزیکی سخت و یا در محیط های خطرناک نصب شده اند. (مانند آتش، فضا، آتشفشان ها، تاسیسات هسته ای، زیر آب و غیره)
- انجام کارهایی که فراتر از توانایی های انسان مانند اندازه، وزن، سرعت، استقامت، و غیره
- افزایش بهره وری در تولید مکانیزه و در نتیجه بهبود اقتصاد.
- بازگشت سرمایه در بازه نسبتا کوتاه مدت.
- افزایش کیفیت محصولات (مخصوصا محصولات دارای پروسه مثل شیشه و کریستال ، نورد ، پروسه های پلیمری) به نحوی چشمگیر
- زمان عملیات و زمان انجام کار را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
معایب اصلی اتوماسیون عبارتند از:
- نرخ بیکاری : به دلیل جایگزینی ماشین آلات و قرار دادن آنها افزایش می یابد انسان ها از شغل خود خارج شوند
- محدودیت فنی: فناوری فعلی قادر به خودکارسازی تمام وظایف مورد نظر نیست
- تهدیدات/آسیبپذیری امنیتی: یک سیستم خودکار ممکن است سطح محدودی هوش داشته باشد از این رو به احتمال زیاد مستعد ارتکاب خطا یا دستکاری عمدی هستند.
- هزینه های توسعه غیر قابل پیش بینی: هزینه تحقیق و توسعه خودکارسازی یک فرآیند ممکن است از هزینه صرفه جویی شده توسط خود اتوماسیون بیشتر باشد.
- هزینه اولیه بالا: اتوماسیون یک محصول یا کارخانه جدید نیاز به هزینه سرمایه گذاری اولیه زیادی در مقایسه با هزینه واحد محصول دارد ، اگرچه هزینه اتوماسیون در بسیاری از سیستم ها نسبت به محصول هزینه کمتری دارد.
تجهیزات مورد نیاز اتوماسیون صنعتی
کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC): یک سیستم کنترل صنعتی دیجیتالی است که برای انجام عملیات خودکار در فرآیندهای صنعتی قابل برنامهریزی است
سیستم نظارت و جمع آوری اطلاعات (Scada): سیستمی شامل دیتا ها در فرآینده های صنعتی که ابزار مورد نیاز جهت کنترل و نظارت را فراهم می کند در واقع مانیتورینگ مکمل فرآیندهای صنعتی می باشد
واسط ارتباط ماشین با انسان (HMI): یک رابط میان ارتباط انسان و ماشین می باشد که اطلاعات مورد نیاز و اساسی را به اپراتور جهت کنترل بهتر فرآیند می دهد
شبکه هوش مصنوعی (ANN): یک سیستم محاسباتی و منطقی ماننده مغز انسان است که کار تحلیل و پردازش را انجام می دهد
سیستم توزیع کنترل شده (DCS): یک شبکه نظارت مرکزی جهت کنترل دستگاه های داخل یک سیستم جهت عملکرد خود کار
سیستمهای رباتیک : رباتها میتوانند در موقعیتهای پیچیده یا خطرناک وظایف را به طور موثر و سرعت بسیار بالا انجام دهند و در نتیجه جریان تولید و کیفیت را بهبود بخشند و ایمنی کارکنان را افزایش دهند. علاوه بر این، رباتها میتوانند زندگی روزمره را بسیار راحتتر کنند.
درجه بندی سطح اتوماسیون در کارخانه
درجه اتوماسیون بسته به فرآیند تولید، بودجه و طیف وسیعی از معیارهای دیگر متفاوت خواهد بود. اکثر صنایع دارای سطحی از اتوماسیون هستند
دستی یا نیمه اتومات
ممکن است کمی اتوماسیون در این سیستم وجود داشته باشد، اما در کل فرآیند دستی است. به عنوان مثال می توان به بازرسی کیفیت، مونتاژ دستی محصول و غیره اشاره کرد. این سیستم به آموزش، تخصص و کنترل انسانی برای فرآیند متکی است.
اتوماسیون ماشین آلات اتوماتیک به صورت تکی
در این سیستم ها ، اتوماسیون ماشین آلات به صورت انفرادی انجام می شود و برای خودکارسازی یک فرآیند تکراری مانند بستهبندی و غیره طراحی شده اند.
خطوط تولید خودکار
در این سیستم ها ، ضمن انجام فرآیند های مستقل ماشین آلات ، همه ماشین آلات با کمک مکانیزم های خاصی یکپارچه شده و توالی یا همزمانی پروسه دستگاه ها کاملا تعریف شده است. در این نوع سیستم ها سطح درگیری اپراتورها کاهش پیدا می کند و از اپراتورها عموما برای نظارت ، تنظیم و نگهداری تجهیزات استفاده می شود. (مثل کارخانه جات صنایع غذایی و ... )
کاملاً خودکار (ابتدا تا انتها)
در این سیستم ها کلیه فرآیندها و ارتباط بین تمامی اجزا به صورت خودکار انجام می شود (حتی تنظیمات ماشین آلات نیز به صورت یکپارچه انجام می شود) و اپراتور جای خود را به ناظر می دهد. در این سطح از اتوماسیون کارخانه ها می توانند 24 ساعت در روز و 365 روز در سال کار کنند و فقط در مورد موارد خاص نیاز به اپراتوری (مثلا شروع و توقف) داشته باشند.