اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون صنعتی به استفاده از فناوری‌های مختلف برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای تولید به صورت خودکار، بدون نیاز به دخالت مستقیم انسان، اشاره دارد.
این فناوری‌ها شامل رباتیک، کنترل عددی کامپیوتری (CNC)، سیستم‌های کنترل توزیع‌شده (DCS)، سیستم‌های کنترل ناظر بر فرآیند (SCADA) و هوش مصنوعی (AI) می‌شوند.
به عبارت دیگر، اتوماسیون یعنی استفاده از تجهیزات و سیستم‌های کنترل مختلف، مانند فرآیندهای کارخانه‌ای، ماشین‌آلات، دیگ‌های بخار، اجاق ها و…..
اهداف و مزایا:
• افزایش راندمان و بهره‌وری
• کاهش هزینه‌های تولید
• افزایش کیفیت محصولات
• افزایش ایمنی کارکنان
• افزایش انعطاف‌پذیری و قابلیت تطبیق با تغییرات
• کاهش ضایعات و مواد اولیه
• تكرارپذيري فعاليتها و فرايندها
• – افزايش كيفيت محصولات توليدي
• – افزايش سرعت توليد (كميت توليد)
• – كنترل كيفيت دقيقتر و سريعتر
• – كاهش پسماندهاي توليد (ضايعات)
• – برهمكنش بهتر با سيستمهاي بازرگاني
• – افزايش بهره وري واحدهاي صنعتي
• – بالا بردن ضريب ايمني براي نيروي انساني و كاستن از فشارهاي روحي و جسمي
• ثبات در کیفیت محصول
• سرعت ورود به بازار کار
• به سادگی قابل گسترش است
• تعمیر و نگه داری ساده
• زبان برنامه نویسی ساده امکان کنترل از راه دور
• در مقابل نویز و اختلالات محیطی حفاظت شده است
• امکان کنترل از راه دور
سیستم های اتوماسیون صنعتی عموما به 4 دسته تقسیم بندی می شود.
- ثابت یا سخت
- قابل برنامه ریزی
- اتعطاف پذیر یا نرم
- یکپارچه
1. ثابت یا سخت: به صورت ثابت و بدون تغییر است ومعمولا برای تولیدات محصولات با حجم بالا مناسب است.
2. قابل برنامه ریزی: سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی، تجهیزات خودکار را شامل می‌شوند که با برنامهریزی برای تولید دسته ای کنترل می‌شوند. و این حالت اتوماسیون توسط یک برنامه کدگذاری کنترل می‌شود که کدگذاری در این برنامه، امکان تغییر در زمان مورد نیاز را دارد.
تولید دسته ای یا تولید گروهی، فرآیند تولید ناپیوسته‌ای است که در آن قطعات به تعداد زیاد در دسته‌های تولید شده و سپس به بخش مونتاژ تحویل داده می‌شود.
این نوع اتوماسیون با اصلاح برنامه کنترل، امکان اعمال تغییر در تولید محصول را آسان می‌کند. درنتیجه، امکان اجرای فرآیندهای جدید نیز فراهم می‌شود.
اتوماسیون قابل برنامه ریزی بیشتر در سیستم‌های تولیدی کاربرد دارد که محصولات یکسان و مشابه تولید می‌کند. این نوع از اتوماسیون برای حجم تولید متوسط تا بالا، بسیار مناسب است ،تولید دسته ای مانند کارخانه‌های تولید مواد غذایی است. اگر سیستم یا محصول تولیدی نیاز هرگونه تغییری داشت ، دستگاه دوباره برنامهریزی شده و برنامه جدیدی به آن داده می‌شود.
در اتوماسیون قابل برنامهریزی؛ محصولات در بازه‌ی زمانی مشخص و در مقادیر دسته‌ای از ده الی چند هزار واحد ساخته می‌شوند. برای هر دسته از محصولات جدید، تجهیزات تولید باید مجدد برنامهریزی یا تغییر داده شوند تا تولید محصول با شیوه جدید، تطبیق داشته باشد.
این اتوماسیون اغلب برای حجم متوسط استفاده می‌شود
ربات‌های صنعتی نمونه‌ای از این اتوماسیون هستند.
3. انعطاف پذیر یا نرم: این اتوماسیون اغلب به اتوماسیون نرم شناخته شده است.
مشابه اتوماسیونِ قابل برنامهریزی است زیرا انعطاف‌پذیری برای تغییر محصول را فراهم می‌کند، مزیت بزرگ این اتوماسیون این است که، تغییرات محصولات از طریق سیستم کنترل منتقل می کند و با سرعت بالا و به صورت خودکار انجام می شود. از بین بردن زمان مورد نیاز برای پیکربندی مجدد تجهیزات در بین دسته ها، بسیار حائز اهمیت است. دستگاه‌های CNC نمونه‌ای از اتوماسیون انعطاف‌پذیریا نرم می باشد.
4. یکپارچه: در سیستم اتوماسیون یکپارچه ماشین‌ها، داده‌ها و فرایندهای مستقل به یکدیگر متصل اند تا به صورت یک سیستم کنترل واحد کار کنند، چرا که تمامی فرایندها توسط کامپیوتر و با کمترین دخالت نیرو انسانی برنامه ریزی می شوند. مانند اتوماسیون کلی کارخانه‌های تولیدی.
10 شرکت برتر در زمینه اتوماسیون صنعتی
1. زیمنس :(Siemens) این شرکت آلمانی پیشرو در زمینه اتوماسیون صنعتی و دیجیتال سازی است و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
2. ای بی بی ( ABB): این شرکت سوئیسی-سوئدی در زمینه اتوماسیون صنعتی، رباتیک و برق تخصص دارد و راه‌حل‌های کاملی برای صنایع مختلف ارائه می‌دهد.
3. میتسوبیشی الکتریک(Mitsubishi Electric): این شرکت ژاپنی طیف گسترده‌ای از محصولات اتوماسیون صنعتی را تولید می‌کند، از جمله PLCها، درایوهای موتور، ربات‌ها و سیستم‌های کنترل.
4. امرسون الکتریک:(Emerson Electric): این شرکت آمریکایی در زمینه اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند و تجهیزات الکتریکی تخصص دارد و راه‌حل‌های کاملی برای صنایع مختلف ارائه می‌دهد.
5. اتوماسیون راکول (Rockwell Automation): این شرکت آمریکایی در زمینه اتوماسیون صنعتی و کنترل فرآیند تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
6. هانیول (Honeywell): این شرکت آمریکایی در زمینه اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند و سیستم‌های تهویه مطبوع تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
7. اشنایدر الکتریک (Schneider Electric): این شرکت فرانسوی در زمینه اتوماسیون صنعتی، مدیریت انرژی و ساختمان‌های هوشمند تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
8. فناوری‌های یوکوگاوا (Yokogawa Electric Corporation): این شرکت ژاپنی در زمینه اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند و ابزار دقیق تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
9. شرکت امرون (Omron Corporation ): این شرکت ژاپنی در زمینه اتوماسیون صنعتی، رباتیک و تجهیزات الکتریکی تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
10. بوش (Bosch Rexroth): این شرکت آلمانی در زمینه اتوماسیون صنعتی، هیدرولیک و پنوماتیک تخصص دارد و طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات را در این حوزه ارائه می‌دهد.
نکته: رتبه‌بندی شرکت‌ها در این لیست تا حدی subjective است و می‌تواند بر اساس معیارهای مختلفی مانند درآمد، سهم بازار، نوآوری و تنوع محصولات متفاوت باشد.
کاربردهای اتوماسیون صنعتی
• صنایع تولیدی: اتوماسیون صنعتی در طیف گسترده‌ای از صنایع تولیدی مانند خودروسازی، هوافضا، نساجی، مواد غذایی و دارویی کاربرد دارد.
• صنایع فرآیندی: اتوماسیون صنعتی در صنایع فرآیندی مانند پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، و صنایع شیمیایی کاربرد دارد.
• صنایع مونتاژ: اتوماسیون صنعتی در صنایع مونتاژ مانند مونتاژ الکترونیکی و مونتاژ خودرو کاربرد دارد.
• صنایع بسته‌بندی: اتوماسیون صنعتی در صنایع بسته‌بندی مانند بسته بندی مواد غذایی و دارویی کاربرد دارد.
چالش‌های اتوماسیون صنعتی
• هزینه اولیه بالا: پیاده‌سازی اتوماسیون صنعتی می‌تواند نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالا برای خرید تجهیزات و آموزش کارکنان داشته باشد.
• بیکاری: اتوماسیون صنعتی می‌تواند منجر به بیکاری برخی از کارکنان شود.
• نیاز به تخصص: پیاده‌سازی و نگهداری سیستم‌های اتوماسیون صنعتی نیاز به تخصص و مهارت‌های فنی دارد.
• مشکلات امنیتی: سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌توانند در معرض حملات سایبری قرار بگیرند.
محصولات اتوماسیون صنعتی طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها و سیستم‌هایی را شامل می‌شوند که برای خودکارسازی فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند.
برخی از رایج‌ترین محصولات اتوماسیون صنعتی عبارتند از:
- پی ال سی (PLC)
- اچ ام آی (HMI)
- کنترلر صنعتی (Controller)
- سنسور صنعتی (Sensor)
- رله صنعتی (Relay)
- انکودرها (Encoder)
- سرو درایوها و سرو موتورها
- اینورترها
- یو پی اس ها
- خط کش ها
- مبدل های ارتباطی
- منبع تغذیه
- لیمیت سوییچ (Limit Switch)
- رکوردر یا دیتالاگر (Data Logger)
• کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامهریزی PLCها
PLC ها رایانه‌های کوچکی هستند که برای کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند برای برنامهریزی توالی عملیات، جمع‌آوری داده‌ها و نظارت بر فرآیندها استفاده شوند.
• رابط‌های انسان و ماشین HMI
HMIها دستگاه‌هایی هستند که به اپراتورها اجازه می‌دهند با سیستم‌های اتوماسیون صنعتی تعامل داشته باشند. آنها معمولاً از صفحه نمایش لمسی یا صفحه کلید و ماوس برای نمایش اطلاعات و دریافت ورودی از اپراتورها استفاده می‌کنند.
• سنسورها
سنسورها برای تشخیص و اندازه‌گیری پارامترهای فرآیند مانند دما، فشار، جریان و موقعیت استفاده می‌شوند. از این اطلاعات برای کنترل فرآیند و نظارت بر عملکرد سیستم استفاده می‌شود.
• محرک‌ها
محرک‌ها برای کنترل حرکت ماشین‌آلات و تجهیزات استفاده می‌شوند. آنها معمولاً از موتورهای الکتریکی، سیلندرهای پنوماتیکی یا شیرهای هیدرولیکی استفاده می‌کنند.
• ربات‌ها
ربات‌ها ماشین‌های خودکاری هستند که می‌توانند برای انجام وظایف مختلفی مانند مونتاژ، جوشکاری، نقاشی و بازرسی استفاده شوند.
تعمیر ربات TGV کاشی فیروزه مشهد
• سیستم‌های بینایی ماشین
سیستم‌های بینایی ماشین از دوربین‌ها و نرم‌افزار برای تجزیه و تحلیل تصاویر و استخراج اطلاعات استفاده می‌کنند. آنها می‌توانند برای کاربردهایی مانند کنترل کیفیت، بازرسی و رباتیک استفاده شوند.
شبکه‌های صنعتی
شبکه‌های صنعتی برای اتصال دستگاه‌ها و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به یکدیگر استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند برای اشتراک‌گذاری داده‌ها، نظارت بر سیستم‌ها و کنترل فرآیندها استفاده شوند.
اینها تنها چند نمونه از محصولات اتوماسیون صنعتی موجود هستند. محصولات اتوماسیون صنعتی طیف گسترده‌ای از ویژگی‌ها و قابلیت‌ها را ارائه می‌دهند و می‌توان از آنها برای خودکارسازی طیف گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی استفاده کرد.
اتوماسیون برق صنعتی در کجا کار می کند؟
اتوماسیون صنعتی برق در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها استفاده می‌شود. برخی از رایج‌ترین نمونه‌ها عبارتند از:
صنایع تولیدی
• خودروسازی: اتوماسیون صنعتی برق برای مونتاژ، جوشکاری، نقاشی و بازرسی خودروها استفاده می‌شود.
• هوافضا: اتوماسیون صنعتی برق برای ساخت قطعات هواپیما، موتورها و سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
• نساجی: اتوماسیون صنعتی برق برای ریسندگی، بافندگی، رنگرزی و تکمیل پارچه استفاده می‌شود.
• مواد غذایی: اتوماسیون صنعتی برق برای پردازش، بسته‌بندی و توزیع مواد غذایی استفاده می‌شود.
• دارویی: اتوماسیون صنعتی برق برای تولید، بسته‌بندی و توزیع داروها استفاده می‌شود.
صنایع فرآیندی:
• پالایشگاه‌ها: اتوماسیون صنعتی برق برای پالایش نفت خام و تولید محصولات نفتی استفاده می‌شود.
• نیروگاه‌ها: اتوماسیون صنعتی برق برای تولید، توزیع و کنترل برق استفاده می‌شود.
• صنایع شیمیایی: اتوماسیون صنعتی برق برای تولید مواد شیمیایی و محصولات شیمیایی استفاده می‌شود.
صنایع مونتاژ
• مونتاژ الکترونیکی: اتوماسیون صنعتی برق برای مونتاژ قطعات الکترونیکی بر روی مدار چاپی استفاده می‌شود.
• مونتاژ خودرو: اتوماسیون صنعتی برق برای مونتاژ اجزای مختلف خودرو استفاده می‌شود.
صنایع بسته‌بندی:
• بسته‌بندی مواد غذایی: اتوماسیون صنعتی برق برای بسته‌بندی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها استفاده می‌شود.
• بسته‌بندی دارویی: اتوماسیون صنعتی برق برای بسته‌بندی داروها و محصولات دارویی استفاده می‌شود.
علاوه بر این، اتوماسیون صنعتی برق در کاربردهای زیر نیز استفاده می‌شود.
• ساختمان‌های هوشمند: اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل روشنایی، تهویه مطبوع، امنیت و سایر سیستم‌های ساختمان استفاده می‌شود.
• شبکه‌های برق: اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل و نظارت بر شبکه‌های برق استفاده می‌شود.
• حمل و نقل: اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل سیستم‌های حمل و نقل مانند سیستم‌های مترو و راه‌آهن استفاده می‌شود.
در هر یک از این کاربردها، اتوماسیون صنعتی برق برای خودکارسازی وظایف، افزایش راندمان، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی استفاده می‌شود.
چند نمونه از کاربردهای خاص اتوماسیون صنعتی برق
• در یک کارخانه خودروسازی، ربات‌های اتوماتیک با استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برق برای جوشکاری بدنه خودروها استفاده می‌شوند.
• در یک پالایشگاه نفت، سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل فرآیند پالایش نفت خام و تولید محصولات نفتی استفاده می‌شوند.
• در یک نیروگاه، سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل تولید، توزیع و کنترل برق استفاده می‌شوند.
• در یک ساختمان هوشمند، سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برق برای کنترل روشنایی، تهویه مطبوع، امنیت و سایر سیستم‌های ساختمان استفاده می‌شوند.
اتوماسیون صنعتی برق یک فناوری قدرتمند است که می‌تواند در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها برای خودکارسازی وظایف، افزایش راندمان، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی استفاده شود.
اتوماسیون از اجزای مختلفی تشکیل شده است که می‌توان آنها را به دو دسته کلی سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم کرد.
بخش سخت‌افزاری
• کنترل‌کننده‌های مرکزی: مغز سیستم اتوماسیون هستند که وظیفه‌ی پردازش اطلاعات، ارسال دستورات و کنترل سایر اجزا را بر عهده دارند.
• سنسورها: برای جمع‌آوری اطلاعات از محیط و ارسال آنها به کنترل‌کننده‌ها استفاده می‌شوند.
• محرک‌ها: برای دریافت دستورات از کنترل‌کننده‌ها و انجام وظایف فیزیکی مانند حرکت، روشن/خاموش کردن و تنظیم دما به کار می‌روند.
• شبکه‌ها: برای برقراری ارتباط بین اجزای مختلف سیستم اتوماسیون استفاده می‌شوند.
بخش نرم‌افزاری
• سیستم‌عامل: رابط کاربری بین سخت‌افزار و نرم‌افزار است و وظیفه‌ی مدیریت منابع سیستم را بر عهده دارد.
• نرم‌افزارهای کاربردی: برای انجام وظایف خاص مانند کنترل فرآیندها، مدیریت داده‌ها و برنامهریزی تولید استفاده می‌شوند.
• الگوریتم‌ها: برای پردازش اطلاعات و تصمیم‌گیری در سیستم اتوماسیون به کار می‌روند.
علاوه بر این، اتوماسیون می‌تواند از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین نیز برای بهبود عملکرد خود استفاده کند.
نکته پایانی
اتوماسیون صنعتی به مرور زمان بخش جدایی ناپذیر فرایند تولید در صنایع مختلف تبدیل شده است و حتی خط تولید یک کارخانه به صورت دستی و بدون استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی کنترل نمیشود عملا غیرممکن است. چراکه اتوماسیون صنعتی باعث مکانیزه شدن فرایندها شده و در انتها منجر به تولید محصولات باکیفیت‌تر و دقیق‌تر در بازه زمانی کوتاه‌تر می شود.
در این مقاله سعی کردیم به بررسی تعریف اتوماسیون صنعتی بپردازیم و با ارائه توضیحات لازم درباره آن و معرفی انواع اتوماسیون صنعتی به شما در انتخاب اتوماسیون مناسب و ایده آل برای خط تولیدتان کمک کنیم.
سرعت رشد تکنولوژی به قدری بالاست که عملا نمی توان غیرقابل پیش بینی شده است
در سال‌های آینده قطعا شاهد کارخانه هایی خواهیم بود که در آنها دیگر خبری از نیروی انسانی نخواهد بود و در این نوع کارخانه ها تمامی فرآیندهای تولید به وسیله ماشین های هوشمند در بهترین و بالاترین سطح کیفیت تولید خواهند شد و در نهایت در فروشگاه ها توزیع خواهند شد، روشی که در آن انسان ها تنها از راه دور باید نظارگر خط تولید باشند، این همان بخش بسیار مهم اتوماسیون بوده که با استفاده از آن می توان کارخانه های بسیار بزرگی را در زمین‌های کم ارزش تاسیس نمود.
