با ظهور اتوماسیون صنعتی در دهه های گذشته، صنعت با دگرگونی مواجه شده است. اتوماسیون با جایگزین کردن ربات‌ها و کنترل فرایندها به‌طور هوشمند، مزایای بسیاری در صنایع مختلف ایجاد کرده است. گام مهم شناخت اتوماسیون، شناخت اجزای اصلی آن است که می‌خواهیم در این مقاله به بررسی این موضوع بپردازیم.

تعریف اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی به سادگی به معنای استفاده از رایانه، ربات‌ها و ماشین‌ها به جای تفکر انسان است. به عبارت دیگر، اتوماسیون در محیط‌های صنعتی و کارخانه ها به جای انسان و اپراتورها کار انجام می‌دهد. بنابراین تعریف اتوماسیون صنعتی استفاده از فناوری‌ها و دستگاه‌های کنترل خودکار برای سیستم ها و پروسه های صنعتی است. این دستگاه‌ها برای انجام عملیات مختلف و کنترل فرایندهای صنعتی بدون دخالت قابل توجه انسان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

واژه اتوماسیون به معنای عمل ناخواسته است و از کلمات یونانی auto به معنی خود و کلمه matos به معنی حرکت گرفته شده است. بنابراین اتوماسیون سیستمی است که خود به خود حرکت می‌کند.

صنعت اتوماسیون با استفاده از دستورات برنامه‌نویسی منطقی و ماشین‌های قدرتمند، جایگزین مشارکت انسان می‌‌شود تا با انجام کارها به نتایج مورد نظر برسد. اجزای اتوماسیون صنعتی شامل کنترل‌کننده‌هایی از جمله کنترل‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی (PLC) ، سیستم کنترل توزیع شده (DCS) ، رابط انسان و ماشین (HMI) و کنترل نظارت و دستیابی به اطلاعات (SCADA) است.

در سیستم‌های اتوماسیون باید چندین زیر سیستم و اجزای قدرت و کنترل در یک کل منسجم ادغام شوند تا بتوانند فرایندهای گوناگون را به طور خودکار انجام دهند.

چرا اتوماسیون صنعتی؟

مزایای بسیاری را درباره استفاده از اتوماسیون صنعتی می‌توان نام برد. از جمله‌ی این مزایا می‌توان به افزایش تولید محصول، بهینه‌سازی هزینه‌ها، افزایش کیفیت محصول، کاهش نیاز به چک‌کردن دائمی پارامترها و افزایش سطح ایمنی نام برد.

افزایش تولید محصول

اتوماسیون میزان تولید را از طریق کنترل بهتر بهبود می‌بخشد و با کاهش زمان مونتاژ هر محصول به تولید انبوه کمک می‌کند. بنابراین، در ازای یک نیروی کار مقدار زیادی خروجی تولید می‌شود.

بهینه‌سازی هزینه‌ها

ادغام فرایندهای مختلف در صنعت با ماشین‌آلات خودکار، طول زمان فرایند را به حداقل می‌رساند و نیاز به نیروی انسانی را کاهش می‌دهد. بنابراین با ورود اتوماسیون به صنعت نیاز به نیروی کار کاهش یافته و هزینه‌ها به صورت چشم‌گیر کاهش می‌یابند.

افزایش کیفیت محصولات

از آنجا که اتوماسیون دخالت انسان را کاهش می‌دهد، احتمال خطاهای انسانی نیز حذف می‌شود. می‌توان از طریق اتوماسیون با کنترل و نظارت فرآیندهای صنعتی در تمام مراحل، از آغاز تا محصول نهایی کیفیت محصول را حفظ کرد.

کاهش نیاز به چک‌کردن دائمی پارامترها

اتوماسیون به طور کامل نیاز به بررسی دستی پارامترهای مختلف مثل دما، فشار، رطوبت و … را کاهش می‌دهد. با بهره‌گیری از اتوماسیون، متغیرهای فرآیندهای صنعتی به طور خودکار تنظیم می‌شوند.

افزایش سطح ایمنی

اتوماسیون صنعتی با جایگزینی ماشین‌آلات خودکار در شرایط کار خطرناک، سطح ایمنی کارکنان را افزایش می‎دهد. ربات‌های صنعتی و دستگاه‌های رباتیک در چنین مکان‌های خطرناکی قابل اجرا هستند.

اجزا و زیرسیستم‌ها در اتوماسیون صنعتی

سیستم اتوماسیون در درجه اول از اجزای قدرت و کنترل تشکیل شده است. زیرسیستم‌ها و اجزای اصلی سیستم اتوماسیون عبارتند از:

سیستم حفاظت
سنسورها
کنترل موتور و درایوها
سیستم ایمنی
کنترل‌کننده‌ها
سیستم‌های ارتباطی

سیستم حفاظت

برای هر تابلوی کنترلی که با ولتاژهای متناوب ۵۰ ولت یا بیشتر تغذیه می‌شوند، به یک مکانیزم قطع مانند کلید یا قطع‌کننده مدار نیاز است. این مکانیزم باید در سایز مناسب انتخاب شده و در موقعیت مناسب نصب شود.

محافظت از پرسنل در برابر تماس با خطرات الکتریکی همیشه در داخل و خارج از دستگاه یا کنترل پنل دستگاه ضروری است. همه هادی‌ها باید در برابر تماس افراد محافظت شوند. بیشتر دستگاه‌های توزیع برق از سطح خوبی از حفاظت برخوردارند، اما اجزای برقدار مانند بلوک‌های توزیع و دیگر ترمینال های برق باید با یک پوشش غیررسانا و شفاف پوشانده شوند.

شکل ۱- RCCB

حفاظت از تجهیزات در برابر جریان بیش از حد برای کاهش احتمال آتش‌سوزی بسیار مهم است. هادی‌ها و اجزای الکتریکی باید از جریان بیش از حد ناشی از اتصال کوتاه محافظت شوند. اندازه دستگاه‌های حفاظتی، مانند فیوزها و قطع‌کننده‌های مدار، باید بر اساس ظرفیت انتقال جریان هادی، میزان وقفه دستگاه، حداکثر جریان خطا، ولتاژ سیستم، ویژگی‌های بار و سایر عوامل باشد.

سنسورها

سنسور یک وسیله‌ی الکتریکی است که برای محاسبه‌ی برخی پارامترهای فیزیکی مانند فشار، شدت نور، دما و… استفاده می‌شود. خروجی یک سنسور الکتریکی سیگنالی آنالوگ یا دیجیتال است که برای پردازش‌های مورد نیاز به سخت‌افزار یا نرم‌افزار کنترلی مناسب منتقل می‌شود.

هر سنسور بسته به ساختار و پارامتر فیزیکی که اندازه‌گیری می‌کند، اصول کار متفاوتی دارد. اما ویژگی مشترک همه سنسورها این است که یک پارامتر فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند.

شکل ۲- سنسور

پس از اندازه‌گیری پارامترهای مختلف، سیگنال خروجی به کنترل‌کننده‌ها منتقل می‌شوند تا بهترین تصمیم در شرایط کنترلی اتخاذ شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد سنسورها مقاله ی “سنسور چیست و چه انواعی دارد؟” را مطالعه کنید.

کنترل الکتروموتور و درایو

الکتروموتورها در کنترل نیازهای خاصی دارند. برای هر الکتروموتور، یک نوع کنترل الکتریکی مناسب، از روشن/خاموش ساده تا برنامه‌های پیچیده‌تر با سرعت متغیر مورد نیاز است. دستگاه‌های کنترل موتور شامل استارت دستی، کنتاکتورهای موتور و استارت با اضافه‌بار، درایوها و سافت‌استارترها است. حفاظت در برابر رعد و برق، سرعت زیاد و از دست دادن ولتاژ در منابع سه‌فاز ملاحظاتی برای کنترل صحیح است.

شکل ۳- الکتروموتور

سیستم ایمنی

بسیاری از استانداردهای ایمنی برای کنترل مناسب در هر دو سطح مکانیکی و الکتریکی به کار می‌روند. در مکانیزم‌های کنترل، ساده‌ترین راه برای یکپارچه‌سازی ایمنی و توقف اضطراری استفاده از یک رله است. در مکانیزم‌های پیشرفته‌تر،کنترل‌کننده‌ها با ارائه بستری برای برنامه‌ریزی‌های ایمنی مورد نیاز، کنترلی ایمن را ایجاد می‌کنند.

کنترل‌کننده‌ها

شکل ۴- PLC

کنترل‌کننده که در ابعاد کوچک تا بزرگ موجود است، می‌تواند یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی(PLC)، یک کنترل‌کننده اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی (PAC)یا یک کامپیوتر باشد. این کنترل‌کننده‌ها با دریافت اطلاعات سنسورها و با برنامه‌های از قبل طراحی شده می‌توانند فرایند کنترل را اجرا کنند.

سیستم‌های ارتباطی

یکی‌دیگر از بخش‌های مهم کنترل قابلیت ارتباط گسترده است. ارتباط سیستم با محیط پیرامون از طریق اترنت یا تجهیزی مانند HMI صورت می‌گیرد. HMIها رابط کاربری سیستم هستند که از طریق آن‌ها می‌توان علاوه بر کنترل فرایند به اندازه‌گیری برخی پارامترها در حین انجام فرایند پرداخت.

کلام آخر

تصمیم خود را بگیرید و با مطالعه‌ی مطالب سایت ماهر راه جدیدی را در صنعت و به خصوص اتوماسیون صنعتی برای خود انتخاب کنید. بدون داشتن تخصص لازم راه بسیار سختی را پیش رو خواهید داشت.

آکادمی ماهر یک آموزشگاه معتبر و قابل اعتماد در زمینه‌ی آموزش برق و اتوماسیون صنعتی است که می‌تواند شما را در راه حرفه‌ای شدن همراهی کند.

آکادمی ماهر برای آسان ماهر شدن دوره‌های آموزشی زیر را ارائه می‌کند:

۱ . دوره‌ی برق صنعتی ماهر (آموزش صفر تا صد تابلو برق)

دوره‌ی اتوماسیون کار ماهر
دوره‌ی هیدرولیک و پنوماتیک
دوره‌ی آموزش درایو من ماهر
دوره‌ی اتوماسیون صنعتی تکمیلی (آموزش لودسل، کنترل‌کننده‌ی PID و انکودر)

از جمله مقالات منتشر شده در آکادمی ماهر:

سنسور چیست و انواع سنسور کدامند ؟
چگونه بهترین اینورتر را انتخاب کنیم؟
PLC چیست و چه مزایایی دارد؟
۶ تصور غلط افراد از اینورتر یا درایو.
اتوماسیون صنعتی چیست و چه مزایایی دارد؟

و ده‌ها مقاله‌ی کاربردی دیگر تنها با یک کلیک در اختیار شما خواهد بود.

“راه رشد صنعت و ارتقاء سطح زندگی اجتماعی و فردی صنعتگران از ماهر می‌گذرد.”

دیدگاه خود را وارد کنید