همه چیز درباره اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون نقش زیادی در تولید به روش امروزی دارد و تقریباً تولید به این شیوه، بدون آن غیرممکن است. ابزاری مثل PLC زیمنس یکی از تکنولوژی‌های روزآمد برای تشکیل این سیستم است. صاحبان صنایع به دلایل مختلفی مانند افزایش کیفیت کالاها ، افزایش قابلیت اطمینان محصول و بالابردن حجم تولید فرایند کاری خود را به […]

اتوماسیون نقش زیادی در تولید به روش امروزی دارد و تقریباً تولید به این شیوه، بدون آن غیرممکن است. ابزاری مثل PLC زیمنس یکی از تکنولوژی‌های روزآمد برای تشکیل این سیستم است. صاحبان صنایع به دلایل مختلفی مانند افزایش کیفیت کالاها ، افزایش قابلیت اطمینان محصول و بالابردن حجم تولید فرایند کاری خود را به سمت اتوماسیون سوق می دهند. اتوماسیون صنعتی فرایندی برای تولید اتوماتیک، با حداقل دخالت نیروی انسانی است که در آن‌ ترکیبی از مواد، تبدیل به محصول نهایی می‌شوند. از زمان شروع انقلاب صنعتی، محققان همواره توجه زیادی به توسعه تکنیک‌های پیچیده جهت اتوماتیک کردن فرایند تولید کرده اند. این رویکرد مزایای بسیاری دارد که در این مقاله از مجله سیمی نصر ماد به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

اتوماسیون صنعتی چیست؟

در اتوماسیون صنعتی کارهایی که باید به صورت تیپ و تکراری انجام شوند توسط سیستم‌ها و تجهیزات کنترلی مانند نرم افزارهای رایانه‌ای و ربات‌ها انجام می‌شود. سیستم‌هایی برای کنترل روی دستگاه‌های نصب می‌شوند که با یکپارچه سازی فرایندها درگیری اوپراتور و نظارت لازمه را کاهش می‌دهد. سیستم‌های اتوماسیون از حلقه‌های بازخورد و برنامه‌های حسگر تشکیل شده است. این سیستم شرایط عملیاتی را برای رسیدن به مقادیر مناسب که بر اساس داده‌های واقعی زمان تنظیم می‌شوند ایجاد می‌کنند. اتوماسیون با پیشرفت توسعه برنامه نویسی و و دیجیتالی شدن صنایع پیشرفت زیادی را نشان می‌دهد.

تعریف دقیق اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی (industrial automation) معادل کنترل و هدایت دستگاهی به صورت خودکار است. هدف از کنترل اتوماتیک تولید، رسیدن به اتوماسیون کامل است اما به دلایل مختلف این کار قابل انجام نیست. عموماً از سیستم‌های نیمه خودکار که کنترل بخشی از دستگاه به دست نیروی انسانی است، استفاده می‌شود.

قبل از ظهور اتوماسیون کارخانه‌های تولیدی از بخش‌های مجزا تشکیل می‌شدند که کاملاً جدا از هم فعالیت کرده و ارتباطات بین دستگاه‌ها توسط اپراتورها انجام می‌شده است. این شکل تولید دردسرهای بسیاری داشته و محدودیت‌های فراوانی دارند. هدف اصلی اتوماسیون ها افزایش راندمان و بهره وری سیستم است.

هماهنگی و تناسب میان دستگاه‌ها و ربات‌ها و ایجاد شبکه در نظام تولید با استفاده از فنون اتوماسیون پدید می‌آیند. این فناوری ها می تواند در قالب حسگر ها و اینترنت اشیا باشد که از طریق آنها کل سیستم تولیدی به صورت یکپارچه با هم ادغام شده و تخصیص منابع به بهترین شکل انجام می شود.

اتوماسیون به نحوی عمل می‌کند که پروسه‌ها ردیف و همسو باشند و به صورت یک شبکه یکپارچه از تجهیزات توسط تکنولوژی با هم در ارتباط بوده و هماهنگ عمل می‌کنند.

هماهنگی بین سیستم‌ها و ایستگاه‌های تولیدی می تواند باعث به روزرسانی صحیح و سریع موجودی های حین کار در خط و کنترل بهینه موجودی های انبار شود. اتوماسیون پیش از کنترل فرایند تولید است ولی کارهای تعریف شده ای می‌توان برای هر سیستم اتوماسیون توسط برنامه ریزی تعریف کرد.

تاریخچه اتوماسیون صنعتی

برای اولین در سال 1913 بود که شرکت فورد توانست در یکی از خطوط تولید مونتاژ خود از اتوماسیون صنعتی استفاده کند و به همین دلیل در تاریخچه اتوماسیون فورد جزو پیش روهای این عرصه محسوب می شود. البته قبل از آن نیز مهندسان و کارشناسان این مجموعه بر روی اتوماسیون تحقیق کرده بودند.

استفاده از تکنولوژی های جدید در فرایند تولید ومونتاژ در کارخانه فورد موجب شده که این شرکت در طول مدت کوتاهی به سود و موفقیت های چشمگیری دست پیدا کند. شرکت فورد با استفاده از اتوماسیون برای اولین بار توانست فرایند مونتاژ یک خودرو را از 12 ساعت به 1 ساعت نیم برسانند که این در آن سالها یک موفقیت بسیار خوب در صنعت خودروسازی به حساب می آمد.

پیشگامی ژاپن در قرن بیستم 

بعد از این شرکت فورد توانست این امکانات را در تولیدات خود استفاده کند و با استفاده از اتوماسیون منجر به افزایش سرعت در تولید و در نهایت به سود آوری برسد. ژاپن که همواره  یکی از کشور های بسیار مهم و تاثیر گذار در زمینه تکنولوژی و صنعت در قرن بیستم بوده است با درک درست از اتوماسیون و این که این فرایند می تواند کمک بزرگی به همه صنایع بکند اقدام به ساخت قطعات و تجهیزاتی کرد که می توانست فرایند اتوماسیون را سرعت ببخشد و راحت تر کند. ژاپن توانست با ساخت قطعاتی مانند میکرو سوییچ ها و رله ها انقلاب بزرگی در صنعت به پا کند.

در ادامه نیز بین سال های 1939 تا 1945 در خلال جنگ جهانی که کشور های درگیر در این جنگ  به هواپیما ها و جنگنده های مختلف نیاز داشتند فرایند های مربوط به اتوماسیون صنعتی در خدمت جنگ جهانی قرار گرفت.

اما از سال 1945 بعد از این ژاپن در جنگ جهانی شکست خورد و همانطور که خیلی از ما می دانیم که این کشور بعد از شکست در این جنگ دچار تغییر و تحولات بسیارزیادی در عرصه صنعت شد،این کشور توانست در همه غرصه ها پیشرفت کرد و توانست خدمات بسیار بزرگی به صنعت در جهان بکند و به عنوان یکی از بزرگترین رهبران اتوماسیون صنعتی در جهان تبدیل شده است.

بخش‌های اصلی اتوماسیون صنعتی

به طور کلی هر اتوماسیون یا سیستم کنترلی از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود شامل: ورودی، بخش کنترل و خروجی:

• ورودی: دکمه شروع، سوئیچ، سنسور تصویری، سنسور مجاورتی و رمزگذار چرخشی
• کنترلی: رله، تایمر، شمارنده، کنترلر دما و PLC
• خروجی: نمایشگر، سرو موتور، نوار نقاله، شیر برقی و هیتر

اجزای تشکیل‌دهنده 

در ادامه اهم تجهیزات و عناصر الکتریکی مورد استفاده در سیستم‌های اتوماسیون معرفی می‌شود:

سوئیچ (Switch)

دو نوع از رایج‌ترین انواع سوئیچ‌ها در بخش ورودی اتوماسیون‌های صنعتی سوئیچ‌های عملیاتی و سوئیچ‌های تشخیصی هستند.

رله (Relay)

وظیفه رله‌ها قطع و وصل کردن یک یا چند کنتاکت است. این قطعات در قالب رابط چندین خروجی را کنترل و جریان‌های بزرگ و کوچک را به یکدیگر تبدیل می‌کنند.

مزایای استفاده از اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلف

از مهمترین مزایا و فواید استفاده از اتوماسیون  در همه صنایع و حیطه‌ها کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری است. با جایگزینی کامل نیروی انسانی با دستگاه‌های اتوماسیون صنعتی سرعت تولید افزایش یافته و ایمنی تقویت می‌شود. این مسئله باعث می‌شود تا سریع‌تر به اهداف تولید دست پیدا کنیم.

دستگاه‌های اتوماسیون به نحو چشم‌گیری به مدیریت بهتر کارگاه یا کارخانه کمک می‌کنند. این دستگاه‌های در صنایع مختلف مانند کارخانه‌ها، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، سوئیچینگ‌های شبکه‌های تلفن و ناوبری کشتی و هواپیما‌ها کاربرد بسیار زیادی دارند.

مزایای دیگری نیز در استفاده از تجهیزات اتوماسیون وجود دارد که می‌تواند کیفیت را افزایش داده و فرایند‌های تکراری را کاهش دهد. دستگاه‌ها با استفاده از این تکنولوژی‌ها به صورت از راه دور و بسیار دقیق قابل کنترل بوده و به این صورت ضایعات تولید به حداقل خواهد رسید.

انواع اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون گستره وسیعی از سیستم‌های خودکار را شامل می‌شود. برخی از این حیطه از کارهای تولید و یا خودپرداز‌ها هستند. تعامل و پیچیدگی افراد با سیستم‌های اتوماتیک بسته به کاربردی که دارند متفاوت است. اتوماسیون راهکا‌رهای بی‌شماری را در حیطه تولید در اختیار صاحبان کسب و کار قرار می‌دهد اما همه انواع اتوماسیون در یکی از شاخه‌های اصلی آن قرار می‌گیرند. : ثابت، قابل برنامه ریزی و انعطاف پذیر، انواع مختلف مدل‌های اتوماسیون هستند که در ادامه درباره هر کدام از این سه نوع صحبت خواهیم کرد.

اتوماسیون ثابت

نام دیگر اتوماسیون ثابت همان اتوماسیون سخت است. همانطور که از نام ان مشخص است انعطاف پذیری بسیار پایینی دارد و معمولاً از آن برای انجام کارهای تکراری توسط دستگاه‌های اختصاصی استفاده می‌شود. هدف از اتوماسیون ثابت افزایش بهره وری تولید و نرخ تولید است. بعد از راه‌اندازی یک سیستم اتوماسیون ثابت معمولا تغییر تنظیمات و تغییر آن کار راحتی نیست. نمی‌توان فرایند را اصلاح یا پیکربندی مجدد روی آن انجام داد. این کار برای سیستم‌های اتوماسیون ثابت چالش بزرگی به شمار می‌آید. اتوماسیون ثابت راه حل بسیار خوبی برای تولید هستند و با گذشت زمان همچنان ثابت و یکسان به کار خود ادامه می‌دهند. این سیستم‌ها معمولاً حجم بالایی داشته و نمونه‌ای از مثال‌های کاربرد آن خطوط مونتاژ در صنعت خودرو سازی است.

اتوماسیون قابل برنامه ریزی

برای دسته محصولاتی که در آن‌ها دستورالعمل‌های مربوط به سیستم اتوماتیک با توجه به محصول در طی زمان تغییر می‌کند اتوماسیون قابل برنامه ریزی بهترین انتخاب است. برای هر دسته محصول ب مشخصات داده شده وظایف پردازشی و توالی انجام کارها قابل برنامه ریزی مجدد است. این کار کمی زمان بر است زیرا تغییر پیکربندی‌های دستگاه‌ها و برنامه‌ها باید با توجه به نوع و ساخت محصول چدید آماده شود. این نوع اتوماسیون برای تولیدات در حجم‌های کم کاربرد زیادی دارد. اگر توجیه اقتصادی این نوع دستگاه‌ها در نظر گرفته شود می‌توان از آن برای تولید در دسته‌های بزرگ و خیلی کوچک هم استفاده کرد. ات‌هایی که در صنعتی استفاده می‌شوند از موارد قابل برنامه ریزی هستند.

اتوماسیون انعطاف‌پذیر

نام دیگر این نوع اتوماسیون، اتوماسیون نرم است. در این نوع اتوماسیون می‌توان از برنامه ریزی سیستم برای تولید محصول جدید استفاده کرد. از بزرگترین مزایای اتوماسیون انعطاف پذیر این است که تغییر محصول از طریق سیستم کنترل انجام شده و سریع و به صورت خدکار انجام می‌شود. در این نوع دستگاه‌های اتوماسیون زمان مورد نیاز برای پیکر بندی مجدد در بین دسته‌ها زمان کمی را طلب می‌کند. نمونه‌ای از دستگاه‌های اتوماسیون نرم CNC‌ها هستند.

بخش‌های اصلی اتوماسیون صنعتی

• ورودی: دکمه شروع، سوئیچ، سنسور تصویری، سنسور مجاورتی و رمزگذار چرخشی
• کنترلی: رله، تایمر، شمارنده، کنترلر دما و PLC
• خروجی: نمایشگر، سرو موتور، نوار نقاله، شیر برقی و هیتر

انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی

دسته‌بندی‌های متعددی برای تجهیزات اتوماسیون صنعتی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به موضوعات زیر اشاره کرد:

• شبکه‌های عصبی مصنوعی
• سیستم کنترل توزیع
• واسط ماشین انسان
• اسکادا
• ابزار دقیق
• کنترل حرکت
• روباتیک

از انواع تجهیزاتی که در صنعت اتوماسیون استفاده می‌شود می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• سنسور
• انکودر
• کنترلر
• نمایشگر
• رله
• تایمر
• منبع تغذیه
• استپ موتور
• اینورتر
• ابزار دقیق
• PLC

پی ال سی

پی ال سی ها یکی از مهم ترین بخش های اتوماسیون ها هستند تجهیزات مهمی که مدیریت سنتی یک سیستم صنعتی را منسوخ کردند. و آنها را به یک اتوماسیون تبدیل کرده اند. ماشین آلات به وسیله پی ال سی ها کنترل و مدیریت می شوند.

از دیگر مزایای پی ال سی ها می توان به این مورد اشاره کرد که اگر در گذشته قسمتی از اتوماسیون و یا عملکرد کلی آن دچار اختلال و خرابی می شد، شما می بایست تمامی قطعات را بررسی می کردید و تا علت خرابی و مشکل را پیدا کنید. اماوجود پی ال سی ها این مشکل را نیز تا حد زیادی رفع کرده اند. آنها قطعات هوشمندی هستند که می توانند عیب و ایراد کل سیستم را تشخیص داده و به شما نشان دهند که کدام قطعه از اتوماسیون دچار خرابی و اشکال شده است. از این رو پی ال سی زیمنس یکی از بهترین محصولات موجود در بازار می باشد و دارای قابلیت های فراوانی است.

اسکادا

نرم افزار Citect SCADA را در اتوماسیون صنعتی برای کنترل و پایش سیستم ها است ، یکی از ویژگی هایی که این نرم افزار را متمایز می کند این است که اسکادا با تمامی پی ال سی ها سازگار است. سایتکت اسکادا به دو زبان برنامه نویسی Cicode و CIVBA نوشته شده است. در این نوع نرم افزار شما می توانید با بیش از 130 مدل درایو و ماژول سازگار باشید و از آن استفاده کنید.

کنترل فرایند تولید شامل چه بخش‌هایی است؟

کنترل فرایند تولید بخشی از وظایف و کارایی‌های سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است. این فرایند توسط کارشناسان مربوطه تنظیم می‌شود و شامل موارد زیر است:

• تبادل اطلاعات بین بخش‌های مختلف تولید
• جریان یافتن استراتژی کنترلی در تولید
• وجود رابطه کاربری برای مجموعه تحت کنترل

فرایندهای تولید سیستم‌های اتوماسیون

دو فرایند تولید در سیستم اتوماسیون صنعتی وجود دارد:

• فرایندهای پیوسته (واگرا) از قبیل پالایش، پتروشیمی، شیمیائی، غذائی و …
• فرایندهای گسسته (همگرا) از قبیل خودرو، الكترونیك، لوازم خانگی و …

 فرایند تولید بسته به نوع محصول، به بخش‌های زیر تقسیم می‌شود:

• تولید
• بسته بندی
• توزیع

اهمیت بخش تولید در این میان، بسیار بیشتر از دو مورد دیگر است. از ربات‌ها برای جابجایی، بررسی کیفیت مواد اولیه، فرایند‌های ابتدایی ساخت تا فرایند‌های نهایی تولید محصول استفاده می‌شود.

تمام محصولات در انتهای خطوط تولید نیاز به بسته بندی دارند. دلیل این امر سادگی حمل، مدت مصرف و مسائل بهداشتی و … است که در نهایت روی کیفیت محصول و توزیع آن در فروش مؤثر است. این قسمت نیازمند نظارت نیروی انسانی است.

زمان بارگیری و نقل و انتقالات در باربری‌ها و بخش حمل و نقل تا زمان عرضه محصولات به فروشگاه‌ها، در بخش توزیع انجام می‌شود. اتوماسیون در بخش ربات‌های ویژه بارگیری و تخلیه که هوشمند عمل می‌کنند، تأثیرات زیادی دارد.

سیستم صنعتی اتوماسیون حتی در سطوح مدیریتی تولید نیز نقش مهمی را ایفا می‌کند. علاوه بر کنترل سیستم، این ربات‌ها قادرند تا با جمع‌آوری، هماهنگ‌سازی و نمایش اطلاعات در سطوح مختلف، مدیریت مجموعه را تسهیل کنند. این سیستم‌ها از راه دور نیز قابل کنترل هستند.

اتوماسیون صنعتی زیمنس

اتوماسیون زیمنس به مجموعه تکنولوژی‌هایی گفته می‌شود که با استفاده از آن‌ها می‌توان مراحل تولید، بسته‌بندی و کار‌های دیگر را به صورت اتوماتیک و با دستگاه انجام داد. این تجهیزات الکتریکی توسط شرکت‌های متعددی تولید می‌شود که تجهیزات زیمنس در این دسته بندی  در میان آن‌ها جایگاه ویژه‌ای دارد.

عدم دقت کافی در کارکرد تجهیزات اتوماسیون ها می‌تواند نتایج زیان‌باری داشته باشد. برای مثال یک سی‌ان‌سی را تصور کنید که فرمانی که به آن داده شده را با دقت نامناسبی انجام دهد. در این صورت با توجه به سرعت بالای تولید ممکن است قطعات زیادی به صورت نادرست تولید شده و یا از طرفی آسیب‌هایی به دستگاه‌ها وارد شود. عدم دقت و کیفیت و دوام این تجهیزات باعث افزایش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری شده و در نهایت بهره‌وری سیستم را کاهش خواهد داد.
در حیطه  اتوماسیون صنعتی زیمنس تجهیزات بسیار با کیفیت و با دوامی تولید می‌شود. این برند در سراسر دنیا معروف بوده و می‌تواند گزینه مناسبی برای کاربردهای حساس که دارای ریسک بالایی هستند و نیاز به دوام تجهیز بسیار بالا دارند باشد. تجهیزات اتوماسیون صنعتی در مواردی همچون تولید، جابجایی و بسته‌بندی خودکار و کاربرد‌های دیگر کارایی بالایی داشته و به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

خرید تجهیزات اتوماسیون صنعتی زیمنس

یکی از بزرگترین و معتبر ترین مرجع هایی که شما می توانید با خیال راحت انواع تجهیزات برق صنعتی و اتوماسیون را از آنجا خریداری کنید سیمی نصر ماد می باشد این مجموعه به عنوان نمایندگی زیمنس در نقش بزرگترین تامین کننده انواع تجهیزات برقی زیمنس در ایران فعالیت می کند و حتی در سال 2015، قبل از تحریم ها توانسته بود نمایندگی این برند معتبر را نیز بدست بیاورد. شما می توانید برای خرید  و همچنین اطلاع از قیمت و دریافت کاتالوگ با کارشناسان ما تماس گرفته تا آنها شما را برای خرید این تجهیزات مهم و ضرروی مشاوره دهند.

در پایان

تجهیزات اتوماسیون با جریآن‌ها و توان‌های بالا سر و کار دارند از این رو باید دقت و امنیت بالایی داشته باشند. تجهیزات اتوماسیون صنعتی مانند plc و رله در بهترین حالت باید از شرکت‌های معروف که در این زمینه فعالیت می‌کنند تهیه شود. شرکت‌های مختلفی مانند زیمنس ، اشنایدر، ABB، فونیکس و … از شرکت‌های معروف در این زمینه هستند. در میان شرکت‌های عنوان شده شرکت آلمانی زیمنس در واقع یکی از قدیمی‌ترین و برترین شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات اتوماسیون صنعتی است.