Автоматизація промисловості: Що це таке? (Основи та види)

به دلیل پیشرفت‌های سریع در فناوری، تمامی سیستم‌های پردازش صنعتی، کارخانجات، ماشین‌آلات، تأسیسات آزمون و غیره از مکانیزاسیون به خودکارسازی تبدیل شده‌اند. یک سیستم مکانیزه نیاز به مداخله انسانی برای عملکرد ماشین‌آلات دارد. با ظهور و تکامل فناوری‌های کنترل جدید و کارآمد، کنترل خودکار کامپیوتری با نیاز به دقت بالا، کیفیت، دقت و عملکرد بالا در فرآیندهای صنعتی هدایت می‌شود.
خودکارسازی گامی فراتر از مکانیزاسیون است که از دستگاه‌های کنترل با قابلیت کنترل بالا برای فرآیندهای تولید یا ساخت کارآمد استفاده می‌کند.

چه چیزی صنعتی خودکارسازی است

صنعتی خودکارسازی استفاده از دستگاه‌های کنترلی مانند PC/PLCs/PACs و غیره برای کنترل فرآیندهای و ماشین‌آلات صنعتی با حذف بیشترین مداخله کارگری و جایگزینی عملیات مونتاژ خطرناک با عملیات خودکار است. خودکارسازی صنعتی به طور نزدیکی با مهندسی کنترل مرتبط است.

خودکارسازی یک اصطلاح گسترده است که به هر مکانیسمی که خود به خود حرکت می‌کند یا خود را مدیریت می‌کند اعمال می‌شود. کلمه "خودکارسازی" از کلمات یونانی باستان Auto (معنی "خود") و Matos (معنی "حرکت") مشتق شده است. در مقایسه با سیستم‌های دستی، سیستم‌های خودکارسازی عملکرد برتری در زمینه دقت، قدرت و سرعت عملکرد ارائه می‌دهند.

در کنترل خودکار صنعتی، تعداد زیادی از متغیرهای فرآیندی مانند دما، جریان، فشار، فاصله و سطح مایع می‌توانند به طور همزمان تشخیص داده شوند. تمام این متغیرها توسط سیستم‌های پیچیده میکروپروسسور یا کنترلرهای پردازش داده‌های مبتنی بر کامپیوتر اکتساب، پردازش و کنترل می‌شوند.

سیستم‌های کنترل بخش ضروری یک سیستم خودکارسازی هستند. انواع مختلف تکنیک‌های کنترل حلقه بسته اطمینان می‌دهند که متغیرهای فرآیند به نقاط تنظیم پیروی کنند. علاوه بر این تابع اساسی، سیستم خودکارسازی از توابع مختلف دیگری مانند محاسبه نقاط تنظیم برای سیستم‌های کنترل، روشن و خاموش کردن کارخانه، نظارت بر عملکرد سیستم، برنامه‌ریزی تجهیزات و غیره استفاده می‌کند. سیستم‌های کنترل با نظارت منطبق بر محیط عملیاتی در صنعت، سیستم تولیدی انعطاف‌پذیر، کارآمد و قابل اعتمادی را فراهم می‌کنند.

سیستم خودکار نیازمند محصولات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تخصصی خاص برای پیاده‌سازی سیستم‌های کنترل و نظارت است. در سال‌های اخیر، تعداد زیادی از این محصولات توسط تأمین‌کنندگان مختلف توسعه یافته است که محصولات نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تخصصی خود را ارائه می‌دهند. برخی از این تأمین‌کنندگان شامل سیمنس، ABB، AB، National Instruments، Omron و غیره هستند.

انواع خودکارسازی صنعتی

خودکارسازی صنعتی استفاده از سیستم‌های کامپیوتری و ماشینی برای اجرای عملیات صنعتی مختلف به شکل کنترل شده است. بسته به عملیات مورد نظر، سیستم‌های خودکارسازی صنعتی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: خودکارسازی کارخانه فرآیند و خودکارسازی تولید.

خودکارسازی کارخانه فرآیند

در صنایع فرآیندی، محصول از طریق فرآیندهای شیمیایی مختلف بر اساس مواد اولیه تولید می‌شود. برخی از این صنایع شامل صنایع داروسازی، پتروشیمی، صنعت سیمان، صنعت کاغذ و غیره هستند. بنابراین، کل کارخانه فرآیند به صورت خودکار شده تا کیفیت بالا، تولید بیشتر و کنترل قابل اعتماد متغیرهای فیزیکی فرآیند ارائه شود.

شکل بالا سیستم سلسله مراتبی خودکارسازی فرآیند را نشان می‌دهد. این سیستم شامل لایه‌های مختلفی است که اجزای گسترده‌ای را در یک کارخانه فرآیند نشان می‌دهد.

سطح ۰ یا کارخانه: این سطح شامل ماشین‌آلاتی است که به فرآیندها نزدیک‌تر هستند. در اینجا، سنسورها و اکتورها برای ترجمه سیگنال‌ها از ماشین‌آلات و متغیرهای فیزیکی برای تحلیل و تولید سیگنال‌های کنترلی استفاده می‌شوند.

کنترل مستقیم فرآیند: در این سطح، کنترل‌کننده‌های خودکار و سیستم‌های نظارتی اطلاعات فرآیند را از سنسورها بدست می‌آورند و به ترتیب سیستم‌های اکتور را کنترل می‌کنند. برخی از وظایف این سطح عبارتند از-

• جمع‌آوری داده

• نظارت بر کارخانه

• بررسی داده‌ها

• کنترل حلقه باز و بسته

• گزارش‌دهی

کنترل نظارتی کارخانه: این سطح با تنظیم هدف یا نقاط تنظیم کنترل‌کننده‌های خودکار فرمان می‌دهد. این سطح به کنترل تجهیزات برای کنترل بهینه فرآیند می‌پردازد. برخی از وظایف این سطح عبارتند از:

• نظارت بر عملکرد کارخانه

• کنترل بهینه فرآیند

• هماهنگی کارخانه

• تشخیص خرابی و غیره

برنامه‌ریزی و کنترل تولید: این سطح مشکلات تصمیم‌گیری مانند تخصیص منابع، هدف تولید، مدیریت نگهداری و غیره را حل می‌کند. وظایف این سطح شامل:

• فرستادن تولید

• کنترل موجودی

• نظارت بر تولید، گزارش‌دهی تولید و غیره

مدیریت کارخانه: این سطح بالاترین سطح خودکارسازی کارخانه فرآیند است. این سطح بیشتر با فعالیت‌های تجاری نسبت به فعالیت‌های فنی سروکار دارد. وظایف این سطح شامل:

• تجزیه و تحلیل بازار و مشتری

• آمار سفارشات و فروش

• برنامه‌ریزی تولید

• تعادل سفارش و ظرفیت و غ