اتوماسیون صنعتی چیست ؟

معرفی اتوماسیون صنعتی اشنایندر الکتریک و کاربرد آن در صنعت

اتوماسیون صنعتی چیست ؟

اشنایدر الکتریک برند معتبر فرانسوی است و در ایران اعتبار بالایی دارد ، اتوماسیون صنعتی از مهم ترین مواردی است که در صنعت بکار میرود.

شرکت مهندسی کیان کنترل رستا وارد کننده و تامین کننده محصولات اشنایدر الکتریک در ایران است.

برند اشنایدر الکتریک در زمینه اتوماسیون صنعتی بسار قوی می باشد و یکی از معتبر ترین برند هایی است که در ایران استفاده می شود تجهیزات اتوماسیون صنعتی اشنایدر الکتریک شامل مواردی  زیر می باشد :

• سافت استارتر
• اینورتر
• هوش مصنوعی PLC
• صفحه نمایش HMI

تاریخچه اتوماسیون صنعتی

شرکت اتومبیل سازی فورد طی سال های  ۱۹۰۳ تا ۱۹۱۶ در ایالات متحده آمریکا یک خط تولید نیمه اتوماتیک راه اندازی کرد ، که راه اندازی این خط تولید آغازی برای اتوماسیون در دنیا یاد می شود .

شرکت های آمریکایی دیگر ، شرکت های آلمانی و پس از آنها ژاپنی ها با استفاده از اتوماسیون ، انقلابی در استفاده بهینه از نیروی انسانی و کامپیوتر ایجاد کردند .

رقابت در زمینه صنعت و شرکت های تولیدی رو به افزایش می باشد . پیروزی در چنین رقابتی نیازمند تولید تجهیزات و کالا های با کیفیت با قیمت های رقابتی است . مهمترین راه دستیابی به موفقیت در صنعت و پیروزی در این رقابت ، آشنایی با اتوماسیون صنعتی است . اصطلاح و واژه اتوماسیون اولین بار در اوایل دهه ۱۹۴۰ برای فرایند هایی نامگذاری شد که طی آن ها ، مکانیزم های مختلف برای انجام وظایفی که پیش از آن نیازمند نظارت ، دخالت و کنترل انسان بوده اند ، مورد استفاده قرار می گرفت .

این واژه در مورد طیف وسیعی از ماشین ها و سیستم های خودکار به کار میرود و به همه مواردی اطلاق میشود که در آن ها هوش یا نیروی انسان در واکنش های مکانیکی ، شیمیایی و الکتریکی وظایف خود را به عوامل دیگر واگذار مینماید و فرایندی اتوماتیک شده نامیده می شود که خودکار تر از نیاکان خود باشد . با رشد و توسعه کامپیوتر ها و مفاهیمی چون منطق و کنترل ماشین واژه اتوماسیون مفهوم راضی کننده تری یافت .اتوماسیون مجموعه ای از عملیات خودکار بوده که توسط ترکیبی از فرامین برنامه ریزی شده و سنجش ، ضریب و تصمیم گیری برای پشتیبانی از تولید می باشد .

اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون به معنی خود فرمان است. رباتیزه کردن یا اتوماسیون صنعتی (industrial automation) به معنی استفاده از ابزار های کنترلی ( مثلا کامپیوتر ) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه های تولید است . در حیطه صنعتی سازی اتوماسیون قدم بعدی مکانیزه سازی است .

مکانیزه سازی ، ماشین را جایگزین نیروی فیزیکی انسان می کند . اتوماسیون صنعتی نقش احساسات و مجری بودن مستقیم انسان در صنعت را به شکل قابل ملاحظه ای کاهش داده است .  نیروی انسانی که در این سیستم ها در پروسه تولید  شرکت دارند مهندسین ساکن نام دارند که ناظران اصلی می باشند. تولید اتوماسیون سازی شده شامل اندازه گیری ، انتقال نمایش ، ذخیره سازی و تنظیم اطلاعات از مراحل ساخت و اجرای فرامین مربوطه می باشد .

تراشه های پردازشگر و کنترلر ، ایده ای برای ایجاد سیستم های اتوماسیون صنعتی بودند. این سیستم  دخالت انسان در چرخه ی تولید را به حداقل رسانده و نیروی انسانی فقط ناظر بر مراحل ساخت میباشد .

نقش اصلی در اتوماسیون صنعتی به عهده ربات ها میباشد. در گذشته برای کنترل خط تولید دستگاه هایی وجود داشت که خط تولید را به صورت مستقل کنترل میکرد .

هدف اصلی روی کار آمدن اتوماسیون سازی و استفاده از ربات ها، تزریق احساسات به روند تولید می باشد. استفاده از تکنولوژی اتوماسیون صنعتی، دستگاه ها و ربات ها را هم هدف و یکپارچه ساخته و یک شبکه در نظام تولید ایجاد کرده است .

اتوماسیون صنعتی چیست

اتوماسیون صنعتی، اسیستم ها و دستگاه های کنترلی مانند نرم افزارهای رایانه ای و رباتیکPAC /PLC/PC  و خودکار شدن ماشین آلات صنعتی بدون نیاز به اپراتورهای انسانی را فراهم میکند ، که باعث آسان تر شدن مداخله انسانی در این صنعت شده است.

کاربرد اتوماسیون در صنعت

با توجه به پیشرفت روز افزون و سریع تکنولوژی سیستم ها از مکانیزاسیون به اتوماسیون که کنترل آن با رایانه میباشد، تبدیل شده است.اتوماسیون صنعتی دارای مجموعه ای از ماشین آلات است که در کلیه ی عملکرد های صنعتی از جمله : ساخت ، تولید ، نصب و نگهداری کاملا به صورت خودکار کنترل می شود .اتوماسیون صنعتی موجب حذف خطاها و کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت شده است . این صنعت به دلیل کیفیت ، دقت و عملکرد بالا در فرآیندهای صنعتی مورد استقبال قرار گرفته است .

مزایای استفاده از اتوماسیون صنعتی

1. اطمینان در محصول تولید شده
2. تولید با کیفیت محصولات
3. بهبود عمکرد
4. امکان تولید انبوه
5. صرفه جویی در هزینه تمام شده
6. کاهش ضایعات تولیدی
7. کاهش نیاز به انبار های موقت
8. کاهش هزینه های مربوط به اپراتور
9. حل مشکل کمبود نیروی متخصص
10. امکان نظارت از راه دور
11. کاهش ضایعات تولید
12. کنترل کیفیت دقیق تر
13. کاهش هزینه های اپراتوری
14. کاهش ساعت کار نیروی انسانی

معایب استفاده از اتوماسیون صنعتی

1. هزینه اولیه بالا

2. کاهش نیروی انسانی و افزایش بیکاری

هزینه اولیه برای راه اندازی یک خط تولید اتوماتیک و آموزش کارکنان برای آشنایی و استفاده از تجهیزات جدید  بسیار بالا می باشد . اتوماسیون باعث حذف نقش انسان در انجام فرایندها شده و برنامه ریزی منطقی و دستگاه های هوشمند جای نیروی انسانی را گرفته است که این امر موجب فزایش بیکاری شده است . با این وجود به دلیل داشتن مزایای فراروان از جمله افزایش کیفیت ، تولیدات ، ایمنی و کاهش هزینه های تمام شده ، اتوماسیون صنعتی جای خود را در صنایع بیش از پیش پیدا کرده است .

دلایل استفاده از اتوماسیون

1. افزایش بهره وری :  استفاده از اتوماسیون موجب کنترل بهتر و دقیق تر شده که در نتیجه نرخ تولید به طور چشمگیری افزایش یافته و زمان صرف شده برای تولید هر کالا کاهش یافته و کیفیت و دقت در تولید افزایش خواهد یافت .
2. افزایش کیفیت بالا : اتوماسیون دخالت نیروی انسانی در تولید را کاهش داده است ، که این موضوع وقوع خطای انسانی را  به حداقل رسانده است. کالاهای تولید شده با استفاده از عملکرد تجهیزات اتوماسیون و بازدید دقیق و کنترل آن ها از مرحله طراحی تا ساخت ، دارای کیفیت بسیار بهتری نسبت به قبل خواهد بود .
3. کاهش هزینه تولید :  اتوماسیون زمان تولید را به طرز چشمگیری کاهش میدهد که باعث کاهش تعداد نیروس انسانی میشود و در نتیجه هزینه تمام شده تولید یک کالا به شدت کاهش پیدا میکند.
4. تقسیم بندی اتوماسیون به معنای گسترده

1. اتوماسیون تولید 
2. اتوماسیون خدمات

اتوماسیون تولید : شامل اتوماسیون در زمینه ی ماشین ابزار برای تولید قطعات ، ماشین های مونتاژ اتوماتیک ، پردازش اتوماتیک مواد ، ربات های صنعتی ، سیستم های نظارتی اتوماتیک ، سیستم های کنترل فیدبک ، سیستم های کامپیوتری برای طراحی محصولات و آنالیز آن ها ، سیستم های کامپیوتری برای تبدیل مستقیم طراحی به محصول به صورت اتوماتیک ، سیستم های کامپیوتری برای طراحی و تصمیم گیری برای پشتیبانی از تولید می باشد .

اتوماسیون تولید به ۳ گروه تقسیم می شود :

1. اتوماسیون بدون تغییر : که در واقع استفاده از ابزار های متداول مهندسی برای اتوماتیک کردن یک روند ثابت از فرایند ها یا عملیات سر هم بندی ( مونتاژ ) را مد نظر دارد . این نوع اتوماسیون گاهی اوقات اتوماسیون سخت نیز نامیده می شود .
2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی : در این اتوماسیون ابزار آلات به گونه ای طراحی می شوند تا هر نوع تغییر خامی در چرخه تولید محصول ، قابل اعمال باشد که این تغییر می تواند از طریق تغییر برنامه ریزی انجام شود . پس از تولید حجم معینی از یک سری تولید ، با تغییر برنامه ، نمونه جدیدی را برای یک سری جدید تهیه می نماید . نمونه امروزی آن را می توان دستگاه تراش CNC نام برد
3. اتوماسیون انعطاف پذیر : در این اتوماسیون ، ابزار آلات به گونه ای طراحی می شود که محصولات گوناگونی را تولید می کنند و زمان اندکی برای انجام تغییرات ، برای عوض کردن نوع محصول صرف می شود . پس یک سیستم تولید انعطاف پذیر برای تولید ترکیبات گوناگونی از محصولات بر اساس هر گونه برنامه معینی قابل استفاده است . این نوع اتوماسیون به تولید کننده این توانایی را می دهد که چند محصول را به جای یک محصول به صورت ارزان قیمت تولید کند .

اتوماسیون خدمات

امروزه سازمان ها را از به کارگیری سیستم های کامپیوتری و تکنولوژی اطلاعات و رسانه های پیشرفته گریز ، گریزی نیست . آینده از آن آنانی است که با شناخت دقیق و صحیح ، محاسن و فعالیت این سیستم ها را موشکافانه مورد نظر قرار داده و از تجربه دیگران درس بگیرند . بدون اینکه هزینه های آن تجربه را مجددا تقیل نمایند .

دسترسی به کامپیوتر و تکنولوژی اطلاعات و رسانه های پیش رفته ، مولد شتاب فزاینده است و شتاب ، این تاثیر را دارد که هر واحدی از زمان را که صرفه جویی می شود از واحد قبلی آن با ارزش تر می سازد . بدین ترتیب حلقه باز خورد مثبتی به وجود می آید که شتاب را شتاب می بخشد .

با بهره مندی از ابزار های نوین جمع آوری و پردازش داده ها می تواند مدیران را در جهت تحقق اهداف ، یاری و پشتیبانی نماید . کامپیوتر ، سرعت ، دقت و صحت تصمیم گیری را افزایش داده و در نتیجه سطح سرعت ، صحت و دقت کار در سازمان بالا می رود .

امروزه توسعه و پیچیدگی سازمان های تخصصی ، مدیریت سنتی گذشته را غیر کار آمد ساخته و سیستم های اطلاعات مدیریت پدیده ای است که می توان آن را مشخصا گذر از مدیریت سنتی به مدیریت ( موثرجدید) دانست. اتوماسیون خدمت گرد آوری و سازماندهی ها و تولید اطلاعات و انتقال آن را به مدیران به انجام می رساند . همچون ناظری مقتدر در تمامی سطوح سازمان ها حظور یافته و حیطه معرفتی مدیر را توسعه داده و بینش وی را برای اتخاذ تصمیمات صحیح  مهیا می سازد .

نگهداری و پردازش انبوه داده هایی که برای تصمیم گیری مورد نیاز است ، بدون استفاده از کامپیوتر های توانمند عصر حاضر غیر ممکن به نظر می رسد . کامپیوترها قادرند میلیون ها داده را در حافظه خود نگهداری کنند و طبق دستور العمل های نوشته شده ، داده های مزبور را با سرعتی شگفت انگیز به نحو مختلف ، تحلیل و تلخیص نموده و به صورت اطلاعات قابل استفاده در اختیار تصمیم گیرندگان قرار دهند .

انواع اتوماسیون صنعتی

1. اتوماسیون ثابت یا سخت
2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی
3. اتوماسیون انعطاف پذیر یا نرم

اتوماسیون ثابت یا سخت

این نوع از اتوماسیون به عنوان یک عمل ثابت و تکراری به نرخ تولید بالا دست می آید .

اتوماسیون منعطف یا نرم

این نوع سیستم قابلیت در تولید و ظزاحی محصول را دارد و این تغییرات را میتوان به وسیله تغییر کدها و دستورهای وراد به سیستم تولید اپراتور را انجام داد . استفاده خودکار ماشین آلات و ادغام با سیستم های رباتیک در کارنخانجات به امری عادی تبدیل شد .

قسمت های اصلی اتوماسیون صنعتی

• اندازه گیرها : سنسورها ، ترانسمیترها ، ترانسدیوسر
• کنترل کننده
• محرک ها
• اندازه گیرها
• چشم ها سیستم های کنترل هستند که با کمی سازی مقدار های فرایندی کنترل کننده را از وضعیت فعلی در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرآیند و رسیدن به نقطه ی تنظیم مورد نظر ارسال می نماید . هر دستگاه اندازه گیری شامل 3 جز اساسی : سنسور – ترانسدیوسر- ترانسمیتر است .
• سنسور
• سنسور قطعه ای است که به پارامترهای فیزیکی مانند حرکت ، حرارت ، نور ، فشار الکتریسیته ، مغناطیس و دیگر حالت انرژی حساس است و درهنگام تحریک آن ها از خود عکس العمل نشان می دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.
• ترانسمیتر
• وسیله ای است که یک سیگنال خروجی را به یک سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می نماید
• ترانسدیوسر
• قطعه ای است که وظیفه تبدیل حالت های انرژی به یکدیگر را به عهده دارد . سنسور پارامتر مورد اندازه گیری را به ترانسدیوسر تحویل می دهد . پس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد
• 2-کنترل کننده ها
• قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل میباشد . یعنی هدایت و نگهداری یک یا چند فرآیند به وضعیت مطلوب . این مفهوم در بر گیرنده کنترل کمی ، کیفی ، حفظ ایمنی و محیط زیست می باشد که اهداف اصلی کنترل می باشد
• 3-محرک ها
• ابزاری هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده دریافت می کنند و متناسب با این سیگنال ها عمل میکنند . از عمده ابزار های خروجی می توان به شیر های کنترل و الکتروموتور ها اشاره کرد . این ابزار ها با عملکرد خود باعث می شوند پارامترهای اندازه گیری در مقدار مطلوب و مورد نظر کنترل شوند
• اتوماسیون صنعتی چیست و کاربرد اتوماسیون در صنعت
• اتوماشیون صنعتی و کاربرد اتوماسیون در صنهت
• قسمت دوم ابزار بخش کنترل مییباشد یعنی هدایت و نگهداری یک یا چند فرایند به وضعیت مطلوب این مفهوم دربرگیرنده کنترل کمی ، کیفی ، حفظ ایمنی و محیط زیست می باشد که اهداف اصلی کنترل میباشد
• محرک ها ابزاری هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده دریافت میکنند و متناسب با این سیگنال ها عمل میکنند . از عمده ابزارهای خروجی می توان به به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد این ابزارها با عملکرد خود باعث میشوند پارامتر های اندازه گیری در مقدار مطلوب و مورد نظر کنترل شوند .
• کنترل کننده ها قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد یعنی هدایت و نگهداری یک یا چند فروند به وضعیت مطلوب . این مفهوم دربرگیرنده کنترل کمی ، کیفی ، حفظ ایمنی و محیط زیست می باشد که اهداف اصلی کنترل می باشد .

معایب

• هزینه اولیه بالا
• کاهش نیروی کار و افزایش بیکاری

دلایل استفاده از اتوماسیون

• افزایش کیفیت بالا : اتوماسیون دخالت انسان در تولید را کاهش داده که باعث کاهش خطای انسانی شده و در نتجیه کالاهای تولیدی دارای کیفیت بسیار بهتری نسبت به قبل می باشند .
• افزایش بهره وری: اتوماسیون کنترل را در خط تولید بهتر و دقیق تر کرده که این امر موجب افزایش نرخ تولید شده و علیرغم کاهش زمان تولید هر کالا دقت و کیفیت تولید را افزایش میدهد.
• کاهش هزینه های تولید: اتوماسیون نیاز به نیروی انسانی را کاهش داده که این امر موجب کاهش هزینه های نهایی تولید میشود .

   به طور کلی اتوماسیون به 2 دسته تولید و خدمات تقسیم میگردد.

اتوماسیون تولید : در این روش ابزارهای مهندسی برای اتوماتیک کردن یک روند ثابت از عملیات مونتاژ را مورد استفاده قرار میدهد و به آن اتوماسیون سخت نیز میگویند .

اتوماسیون تولید دارای 3 گروه می باشد :

• اتوماسیون با قابلیت برنامه ریزی: طراحی ابزارآلات به گونه ای است که هر نوع تغییر خامی در روند تولید محصول قابل اجرا باشد که این تغییرات از طریق تغییر برنامه ریزی انجام میشود. با تغیر برنامه ، امکان تولید نمونه جدید امکان پذیر است مانند دستگاه تراش CNC.
• اتوماسیون انعطاف پذیر : طراحی ابزارآلات به گونه ای است که برای تولید و تغییر نوع محصول تولیدی به زمان کمتری نیاز است .
• اتوماسیون بدون تغییر: برای اتوماتیک کردن یک روند ثابت از عملیات مونتاژ از ابزارهای متداول مهندسی استفاده کرده و به آن اتوماسیون سخت نیز میگویند .

اتوماسیون خدمات

سازمان ها و ادارات به ناچار باید از تکنولوژی به روز و جدید استفاده کنند ، زیرا تکنولوژی مانند سکوی پرتابی میباشد که علاوه بر مزایای متعدد باعث صرفه جویی در زمان میشود و این امر موجب افزایش بهره وری و تولید میگردد.

تکنولوژی و سیستم های پیشرفته ، سرعت ، دقت و اطمینان در تصمیم گیری را افزایش داده که باعث میشود خروجی نهایی بدون عیب و مشکل باشد .

در دنیای امروز سازمان های تخصصی بسیار توسعه یافته تر از مدل قدیمی و سنتی گذشته می باشند . سیستم های اطلاعات مدیریت پدیده ای نوظهور است که مرحله گذر از مدیریت سنتی به مدیریت جدید را امکان پذیر میکند .

اتوماسیون خدمت وظیفه جمع آوری، ساماندهی و تولید اطلاعات تا انتقال به روسای بالادست را بر عهده دارد. علاوه بر این ها ، دستیار تخصصی و ویژه مدیران برای تصمیم گیری های مهم و بی خطا می باشد .

انواع اتوماسیون صنعتی

• اتوماسیون انعطاف پذیر ( نرم ) : این سیستم کنترلی امکان ایجاد تغییر در تولید و طراحی محصول را دارد که به وسیله تغییر کدها و دستورات ورودی به سیستم اپراتور انجام میشود که در نهایت به تولید محصولات متنوع با نرخ تولید متفاوت منجر میشود .
• اتوماسیون ثابت (سخت) : این اتوماسیون برای اعمال تکراری و غیر قابل تغییر و ثابت با نرخ تولید بالا مورد استفاده قرار میگیرد.
• اتوماسیون با قابلیت برنامه ریزی

کدام شرکت ها از اتوماسیون صنعتی استفاده میکنند ؟

شرکت ها و کارخانه هایی که نیروی کار غیر ماهر زیادی دارند از اتوماسیون صنعتی بیشتر استفاده میکنند زیرا اتوماسیون صنعتی تولید را در بخش صنعت و معدن با کنترل دقیق و بدون خطا پیش برده و در نتجیه محصول نهایی بدون عیب می باشد .

دلیل این امر ، کاهش دخالت نیروی انسانی در انجام فرآیندهای تکراری بوده مه در نهایت خطای انسانی را کاهش میدهد و در نهایت بررسی پارامترها و تغیرهای معمول در حین فرآیند صنعتی کاهش می یابد . علاوه بر این ها زمانی که نیروی انسانی از خط تولید به بخش نظارت و کنترل انتقال می یابد ، ایمنی بیشتر شده و احتمال آسیب حین کار به نیروی انسانی کاهش میباید .

بخش ها و قسمت های مهم  و اصلی اتوماسیون صنعتی :

• اندازه گیرها : هر دستگاه اندازه گیری شامل 3 بخش اصلی سنسورها، ترانسمیتر، ترانسدیوسر است .
  • سنسور : به پارامترهای فیزیکی مانند حرارت ، نور ، حرکت ، فشار الکتریسیته و کلیه حالت های انرژی حساس بوده و برای نشان دادن عکس العمل نیار به انرژی خارجی ندارد .
  • ترانسمیتر: دستگاهی است که سیگنال خروجی را به سیگنال استاندارد و قابل انتاقل تبدیل میکند.
  • ترانسدیوسر : دستگاهی است که حالت های انرژی را به یکدیگر تبدیل میکند . ترانسدیوسر پارامتر مورد اندازه گیری را از سنوس دریافت کرده و آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترل تبدیل کرده که برای این کار به منبع انرژی خارجی نیاز دارد.
• کنترل کننده ها : یک یا چند فرآیند را در وضعیت مطلوب هدایت و نگهداری میکند. کنترل کیفی ، کمی ، ایمنی و حفظ محیط زیست تز اهداف اصلی کنترل کننده ها میباشد .
• محرک ها : سیگنال خروجی از قسمت کنترل کننده دریافت و متناسب با این سیگنال دستگاه عمل میکند.