احتمالا تا به حال کلماتی مانند اتوماسیون صنعتی، برنامه نویسی PLC، HMI ، اینورتر، سرو موتور، اسکادا و … را شنیده باشید. با این حال تفاوت اتوماسیون صنعتی و برق صنعتی و کارکرد هر کدام در کارخانه ها کمی مبهم است.
در این مقاله قصد داریم اجزای یک سیستم اتوماسیون صنعتی را به شما معرفی کنیم. جایگاه هر یک از اجزا را کل سیستم را بررسی کنیم. و جایگاه هرکدام از حوزه های فوق را در راه اندازی یک ماشین یا خط تولید تمام اتوماتیک را مرور کنیم. با ما همراه باشید.
بررسی جامع اتوماسیون صنعتی، کاربردها، اجزا و وضعیت بازارکار این حوزه
امروزه بسیاری از متخصصان و مدیران صنعتگر سیستم‌های پیشرفته اتوماسیون صنعتی را به عنوان متحول کننده صنایع تولیدی نام میبرند. این سیستم ها به کمک پردازنده‌های الکترونیکی پیشرفته کمک زیادی به پیشرفت تولید خطوط تولید کرده اند. این صنعت در افزایش دقت تولید و تیراژ کارخانه ها باعث کاهش هزینه های صنایع مختلف شده است.
محدوده فعالیت اتوماسیون صنعتی شامل طیف گسترده‌ای ،از صنایع کوچک تا صنایع مادر، میشود. آینده همه شرکت‌های تولیدی مستقیما به این صنعت گره خورده است. در ویدئو زیر یکی از نمونه‌ها کارکردهای اتوماسیون صنعتی در خط تولید را تماشا کنید.
تاریخچه شکل گیری
میتوان اتوماسیون را استفاده اصولی از ماشین آلات و ابزارهای کنترلی در کنار هم تعریف کرد. اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق به صورت کلی با هدف کاهش خطا و ایجاد یک فرایند از پیش تعیین شده شکل گرفت. ظهور ابتدایی آن نیز به استفاده معدنچیان از چرخ ها برای تخلیه آب به کمک ریل نسبت داده میشود. بعدها به منظور افزایش بهره‌وری کارخانه از فرایندهای خودکار کمک گرفته شد (دهه 1800).در سال 1913 شرکت فورد با راه اندازی یک خط تولید نیمه اتوماتیک اتوماسیون را دچار تحول کرد.
با فراگیر شدن استفاده از الکتریسیته در 1920 سرعت هم چاشنی فرایندهای تولیدی شد. پس از ورود کنترلرها به صنعت امکان دریافت بازخورد لحظه ای فراهم شد. اولین جرقه های ظهور اتوماسیون صنعتی در سال 1930 به شکلی که امروزه مشاهده میکنیم؛ در این دوران زده شد.
در چند ده سال اخیر سیستم های اتوماسیون صنعتی جایگزین تابلوها پیچیده قدیمی شده اند. مهم ترین دستاوردهای آن سهولت در اجرایی کردن ایده ماشین سازان در کنار سرعت زیاد و خطای کم بود.
انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی
با توجه به وجود طیف گسترده سخت افزاری و نرم افزاری ابزارهای اتوماسیون صنعتی میتوان برای همه صنایع راه حل ارائه کرد. این ویژگی باعث انعطاف پذیری این تکنولوژی شده است. به صورت کلی میتوان آن را به سه دسته تقسیم بندی کرد.
اتوماسیون ثابت
این سیستم‌ها برای انجام عملیات ثابت و تکراری مورد استفاده قرار میگیرد. اینگونه از سیستم های اتوماسیون امکان خودکار سازی در فرایندهایی که با توالی مراحل هستند؛ را فراهم میکنند. مهم ترین دستاورد این دسته افزایش بهره وری تولید در صنعت است.
عملیات تولید و مونتاژ ثابت معمولا از این سیستم استفاده میکنند. شرط اصلی تکراری بودن مراحل است. معمولا پس از طراحی نمیتوان تغییرات زیادی را در این فرآیندها اعمال کرد.
اتوماسیون قابل برنامه ریزی
سیستم‌های اتوماسیون صنعتی قابل برنامه ریزی سعی در خودکار سازی هر مرحله دارد. این شباهت این دسته با سیستم های ثابت هست. این نوع گزینه هایی را در انتخاب اوپراتور قرار میدهد که باعث افزایش انعطاف پذیری نسبت به دسته قبل میشود.
مثال اتوماسیون صنعتی خط تولید خودکار
برای مثال، فرض کنید در برنامه نویسی PLC خط تولید سه مرحله تعریف شده است. برای مرحله اول دستگاه فقط مغزی خودکار را داخل لوله خودکار قرار میدهد. در محله بعدی 3 گزینه مختلف بسته به نوع لوله خودکار برای سیستم برنامه نویسی شده است. این سه گزینه به اوپراتور امکان مونتاژ 3 نوع خودکار متفاوت را میدهد. در محله بستن در خودکار نیز دو نوع حالت مختلف برای PLC برنامه نویسی شده است. بنابراین میتوان 6 نوع خودکار مختلف را به کمک این دسته در اختیار شرکت تولید کننده قرار داد.
اتوماسیون انعطاف پذیر
این سیستم های اتوماسیون صنعتی انعطاف پذیری بالایی را در اختیار سیستم قرار میدهند. اگر فرایند تولید احتیاج به تغییرات بالایی داشته باشد، برای اتوماسیون تنها گزینه این سیستم ها هستند.
آنها امکان تولید محصولات متنوع به خط تولید فراهم میکنند. یکی از مثال های رایج این نوع از اتوماسیون دستگاه های CNC هستند. این دستگاه ها توانایی ماشین کاری انواع قطعات را به کمک کدهای متنوع را فراهم میکند. همچنین میتوان یک فرایند را بارها اجرا کرد.
در ایران اتوماسیون صنعتی PLC بیشتر در دو حالت اول؛ و برای اتوماسیون صنعتی انعطاف پذیر، ترکیب پی ال سی و کنترلرهای خاص (مانند کنترل CNC) با هم ترکیب میشوند.
اجزا سیستم‌های اتوماسیون صنعتی
یک سیستم کنترلی در اتوماسیون صنعتی شامل چند بخش میشود. هرکدام از آنها وظایفی را به عهده دارند. به طور کلی یک سیستم از دو جزء قدرت و کنترل تشکیل میشود. هرکدام از این بخش ها میتواند به چند بخش زیرمجموعه تقسیم شود.
اجزا اصلی یک سیستم اتوماسیون صنعتی شامل بخش های زیر میشود:
- سیستم انتقال قدرت
- درایوها و کنترل کننده های موتور
- کنترلرهای قابل برنامه نویسی
- ورودی های دیجیتال و آنالوگ
- سیستم های ارتباطی
- سیستم ارتباط انسان با ماشین(HMI)
سیستم انتقال قدرت
شامل کلیه حفاظت ها برای جلوگیری از صدمه دیدن انسان و تجهیزات موجود در شبکه است. برای مثال از فیوزها و کنترل بار برای حفاظت تجهیزات موتوری و برقی و از کلید محافظ جان برای حفاظت انسان از برق گرفتگی در مدارات قدرت استفاده میکنیم.
درایوها و کنترل کننده های موتور
موتورهای الکتریکی یک از مهمترین تجهیزات مورد استفاده در ماشین آلات هستند. آنها انواع مختلفی دارند که تجهیزات مختلفی برای کنترل آنها در سیستم های اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
یکی از پرکاربردترین تجهیزات کنترل موتوری اینورترها هستند. این تجهیز انواع مختلفی دارند. بسته به قدرت درایو می توان سرعت حرکت موتور، گشتاور چرخشی و بسیاری پارامترهای دیگر مانند حفاظت های موتوری را به صورت بسیار دقیق کنترل کرد.
منبع
ویکی پدیا
گذاشتن کامنت