خدمات اتوماسیون و برق صنعتی

اتوماسیون صنعتی به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی مانند PLC به جای انسان به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و فرآیند‌های تولید است. اتوماسیون به بهره‌گیری از سامانه‌های کنترل (مثل کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامه ریزی، و دیگر سیستم‌های کنترل صنعتی)، مکانیکی و الکترونیکی به کمک رایانه ها برای پایش (کنترل) خط تولید گفته می‌شود که هدف در آن، نیاز به کاهش دخالت انسان است.

اتوماسیون از لحاظ لغوی به معنای “کنترل و هدایت دستگاهی بطور خودکار” می­باشد. در صنعت امروزی هدف کنترل رسیدن به معنای کامل لغت اتوماسیون است ولی به دلایل متفاوت این هدف امکان پذیر نیست و در بیشتر مواقع یک سیستم نیمه خودکار داریم که بخشی از کنترل توسط اپراتور و بخشی از آن توسط سیستم کنترل تعبیه شده انجام می­گیرد.

یکی از مهمترین ارکان تولید صنعتی، اتوماسیون است که تا قبل از پیدایش آن، از دستگاههای مختلفی برای کنترل خطوط تولید استفاده می کردند که هر یک به شکل مجزا عمل می­کردند و در آنها محدودیت­ها و مشکلات زیادی نیز وجود داشت. هدف از اتوماسیون سازی و استفاده از روبات، افزایش کارایی تجهیزات صنعتی و تولیدی است. هماهنگی و تناسب میان دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک نظام تولید، نتیجه استفاده از تکنولوژی اتوماسیون می باشد.

 سیستم صنعتی اتوماسیون مسئولیتی بیش از کنترل فرآیند تولید را بر عهده دارد که توسط کارشناسان مربوطه تنظیم شده و عبارت است از:

v  تبادل اطلاعات بین قسمت های مختلف تولید

v  برقرار کردن استراتژی های کنترلی در کارخانه

v  ایجاد یک واسطه بین کاربر و مجموعه تحت کنترل

 

فرآیندهای تولید سیستم­های اتوماسیون

سیستم اتوماسیون صنعتی دارای دو فرآیند تولید می­باشد که عبارت است از:

v    فرآیندهای پیوسته (واگرا) از قبیل پالایش، پتروشیمی، شیمیائی، غذائی و ...

v    فرآیندهای گسسته (همگرا) از قبیل خودرو، الکترونیک، لوازم خانگی و ...

فرآیند تولید متناسب با نوع محصول مورد نظر به سه بخش تولید، بسته بندی و توزیع تقسیم می شود که مهمترین بخش فرآیند ساخت همان تولید است. روبات­های جابه­جا کننده و برش دهنده از سنجش کیفیت مواد اولیه، انجام عملیات ابتدائی ساخت روی آنها تا فراوری محصول نهائی و آزمایش های پایانی کنترل محصول، پای ثابت این بخش در اکثر خطوط تولید می­باشند. اما از آنجا که تمام فرآورده­ها و محصولات در پایان فرآیند تولید نیاز به بسته بندی دارند و عواملی از قبیل سادگی حمل، مدت مصرف، مسائل بهداشتی، و.... در کیفیت محصول و توزیع فروش آن تأثیر گذارند، نیازمند نظارت نیروی انسانی است. زمان قرار گرفتن محصولات در خودروهای باربری تا عرضه محصول در فروشگاهها بخش توزیع انجام می شود. در این مرحله نیز استفاده از روباتهای ویژه بارگیری و خطوط حمل و نقل هوشمند، یکی از مهمترین دستاوردهای اتوماسیون در بخش توزیع است.

سیستم صنعتی اتوماسیون حتی در سطوح مدیریتی تولید نیز نقش مهمی را ایفا می­کند. این کار به وسیله واسط های ماشین انسان (HMI) صورت می گیرد زیرا علاوه بر کنترل سیستم، جمع آوری، هماهنگ سازی اطلاعات و نمایش آن در سطوح مختلف مدیریتی راحت تر انجام می شود. کنترل سیستم به کمک HMI از راه دور به سادگی امکانپذیر است.

 

اجزاء کنترل در یک سیستم اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون (خودکاری) از سه قسمت اساسی تشکیل شده است که عبارتند از:

·        اندازه‌گیرها (سنسورها)

·        کنترل کننده­ها

·        محرک‌ها

که در ادامه هرکدام از این سه قسمت توضیح داده می‌شود.

1.    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.

ü     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.

ü     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.

ü     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.

2.     کنترل کننده: وظیفه کنترل کننده عبارتست از جهت دادن به یک یا چند فرآیند برای رسیدن و پایدار ماندن در وضعیت یا وضعیت‌های مطلوب و مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیستی است که از اهداف اساسی کنترل می‌باشند.

3.    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 اجزا با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه‌گیری شده متناسب با مقادیر مطلوب می‌شوند.

 

کاربرد اتوماسیون

امروزه اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به وفور به چشم می­خورد. در صنایعی همچون نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع خودرو­سازی و .... به منظور کنترل فرآیندهای پیچیده و حساس مورد استفاده قرار می­گیرد که نیازمند ابزار آلات بسیار دقیق و حساس می­باشند.

 

   به طور کلی برخی از مزایای اتوماسیون صنعتی از این قبیل اند:

ü     تکرارپذیری فعالیتها و فرآیندها

ü     افزایش کیفیت محصولات تولیدی

ü     افزایش سرعت تولید (کمیت تولید)

ü     کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر

ü     کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)

ü     بر هم کنش بهتر با سیستمهای بازرگانی

ü     افزایش بهره وری واحدهای صنعتی

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

 

مانیتورینگ

   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 :

ü     نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاهها

ü     نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم

ü     نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم

ü     نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم

ü     نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب

ü     تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید

ü     امکان تغییر برخی از فرآیندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ

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

منبع: آژمان