الاتوماتيكية الصناعية: ما هي؟ (أساسيات وأنواع)
بسبب التقدم السريع في التكنولوجيا، تحولت جميع أنظمة معالجة الصناعات والمعامل والمعدات ومراكز الاختبار من الميكانيكية إلى الأتمتة. تحتاج نظام الميكانيكية إلى تدخل بشري لتشغيل المعدات التي تعمل يدويًا. ومع تطور تقنيات التحكم الجديدة والفعالة، يتم دفع التحكم الآلي بواسطة الكمبيوتر بحاجة لتحقيق الدقة العالية والجودة والدقة والأداء العالي للعمليات الصناعية.
الأتمتة خطوة Beyonد الميكانيكية حيث يتم استخدام أجهزة ذات قدرة عالية على التحكم لأجل عمليات تصنيع أو إنتاج فعالة.
ما هي الأتمتة الصناعية
الأتمتة الصناعية هي استخدام أجهزة التحكم مثل الحواسيب الشخصية/PLCs/PACs وغيرها لتسيير العمليات الصناعية والآلات عن طريق إزالة أكبر قدر ممكن من التدخل البشري، وتعويض عمليات التجميع الخطرة بأخرى آلية. الأتمتة الصناعية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ هندسة التحكم.
الأتمتة هي مصطلح شامل يُطبق على أي آليّة تتحرك بمفردها أو تكون ذاتية التحكم. مشتق كلمة "الأتمتة" من الكلمات اليونانية القديمة Auto (يعني 'ذاتي') Matos (يعني 'متحرك'). بالمقارنة مع الأنظمة اليدوية، توفر الأنظمة الآلية أداءً عاليًا من حيث الدقة والقوة وسرعة التشغيل.
في التحكم الآلي الصناعي، يمكن استشعار عدد كبير من المتغيرات العملية مثل درجة الحرارة والتدفق والضغط والمسافة ومستوى السوائل في الوقت نفسه. يتم الحصول على جميع هذه المتغيرات ومعالجتها وتحكمها بواسطة أنظمة معالجة المعالج الدقيق المعقدة أو مراقب البيانات القائمة على الحاسوب.
أنظمة التحكم جزء أساسي من نظام الأتمتة. تضمن تقنيات التحكم ذات الحلقة المغلقة المختلفة اتباع المتغيرات العملية للنقاط المرجعية. بالإضافة إلى هذه الوظيفة الأساسية، يستخدم نظام الأتمتة وظائف أخرى مختلفة مثل حساب النقاط المرجعية لأنظمة التحكم، بدء تشغيل المصنع أو إيقافه، مراقبة أداء النظام، جدولة المعدات، إلخ. تسمح أنظمة التحكم مجتمعة بالمراقبة المتكيفة مع البيئة التشغيلية في الصناعة بنظام إنتاج مرن وفعال وموثوق.
يتطلب النظام الآلي منتجات برنامجية وعتادية خاصة لتنفيذ أنظمة التحكم والمراقبة. في السنوات الأخيرة، تم تطوير العديد من هذه المنتجات من قبل مختلف الموردين الذين يقدمون منتجاتهم البرمجية والعتادية المتخصصة. بعض هؤلاء الموردين هم سيمنس وأبي بي وأن بي وناشيونال إنسترومنتس وأومرون وغيرها.
أنواع الأتمتة الصناعية
الأتمتة الصناعية هي استخدام أنظمة مدعومة بالكمبيوتر والآلات للعمل على العمليات الصناعية المختلفة بطريقة محكومة جيدًا. تعتمد على العمليات المعنية، تنقسم أنظمة الأتمتة الصناعية بشكل أساسي إلى نوعين، وهما: أتمتة مصنع العملية وأتمتة التصنيع.
أتمتة مصنع العملية
في الصناعات الإنتاجية، يتم إنتاج المنتج من خلال العديد من العمليات الكيميائية المستندة على بعض المواد الأولية. بعض هذه الصناعات هي الصناعات الصيدلانية والبتروكيماوية وصناعة الأسمنت وصناعة الورق وغيرها. وبالتالي يتم أتمتة عملية المصنع العامة لإنتاج جودة عالية وإنتاجية أعلى وتحكم أكثر موثوقية في المتغيرات الفيزيائية للعملية.
يوضح الشكل أعلاه هرم نظام الأتمتة. يتكون من طبقات مختلفة تمثل المكونات الواسعة في مصنع العملية.
المستوى 0 أو المصنع: يتكون هذا المستوى من الآلات التي تقع بالقرب من العمليات. يتم استخدام المستشعرات والمحركات لترجمة الإشارات من الآلات والمتغيرات الفيزيائية لغرض التحليل وإنتاج الإشارات التحكمية.
التحكم المباشر في العملية: في هذا المستوى، تقوم أنظمة التحكم الآلية وأنظمة المراقبة بجمع المعلومات حول العملية من المستشعرات وتقوم بالتالي بتحريك أنظمة المحركات. بعض مهام هذا المستوى هي-
جمع البيانات
مراقبة المصنع
فحص البيانات
التحكم في الحلقة المفتوحة والمغلقة
التقارير
التحكم الرئيسي في المصنع: يقوم هذا المستوى بإعطاء الأوامر لأنظمة التحكم الآلية من خلال تحديد الأهداف أو النقاط المرجعية. يراقب هذا المستوى معدات التحكم للتحكم الأمثل في العملية. بعض مهام هذا المستوى هي:
مراقبة أداء المصنع
التحكم الأمثل في العملية
تنسيق المصنع
كشف الأعطال، إلخ.
جدولة وإدارة الإنتاج: يقوم هذا المستوى بحل المشكلات المتعلقة باتخاذ القرارات مثل تخصيص الموارد، وأهداف الإنتاج، وإدارة الصيانة، وما إلى ذلك. تشمل مهام هذا المستوى:
إيفاد الإنتاج
رقابة المخزون
إشراف الإنتاج، تقرير الإنتاج، إلخ.
إدارة المصنع: هذا هو المستوى الأعلى للأتمتة في مصنع العملية. يتعلق أكثر بالأنشطة التجارية من الأنشطة التقنية. تشمل مهام هذا المستوى-
تحليل السوق والعملاء
إحصائيات الطلبات والمبيعات
تخطيط الإنتاج
توازن القدرة والطلبات، إلخ.
نظام الأتمتة في التصنيع
تنتج الصناعات التصنيعية المنتج من المواد باستخدام الآلات/الروبوتات. بعض هذه الصناعات التصنيعية تشمل النسيج والملابس، الزجاج والسيراميك، الأغذية والمشروبات، صناعة الورق، إلخ. تستخدم الاتجاهات الجديدة في أنظمة التصنيع أنظمة الأتمتة في كل مرحلة مثل التعامل مع المواد، والتصنيع، والتجميع، والتفتيش، والتغليف. مع أنظمة التحكم المدعومة بالكمبيوتر وأنظمة الروبوتات الصناعية، تصبح الأتمتة في التصنيع مرنة وفعالة للغاية.
يوضح الشكل أدناه هرم نظام الأتمتة في التصنيع حيث يتم أتمتة جميع المستويات الوظيفية باستخدام أدوات أتمتة مختلفة.
