اتوماسیون صنعتی چیست و چه کاربرد‌هایی دارد

اتوماسیون صنعتی یک فرایند است که با استفاده از تکنولوژی و دستگاه‌های مختلف، کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی را به صورت خودکار انجام می‌دهد. در واقع، هدف اصلی اتوماسیون صنعتی، بهبود عملکرد صنعتی، افزایش کیفیت، بهبود ایمنی و کاهش هزینه‌ها است.

این موضوع را باید بیان کرد که اتوماسیون صنعتی قدمی فراتر از مکانیزاسیون است که از دستگاه‌های با قابلیت کنترل بالا برای تولید کارآمد یا فرآیندهای تولید استفاده می کند. در واقع اتوماسیون صنعتی یک فرآیند تولید صنعتی شامل مجموعه‌ای از ماشین‌آلات است که از طریق آن‌ها ترکیبی از مواد اولیه عبور کرده و به محصول نهایی تبدیل می‌شود. اتوماسیون صنعتی در زمینه‌های گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله این زمینه‌ها می‌توان به تولید صنعتی، کارخانه‌ها، خطوط تولید، سیستم‌های توزیع برق، شبکه‌های آبیاری، سیستم‌های حمل و نقل و غیره اشاره کرد. با استفاده از اتوماسیون صنعتی، می‌توان فرآیندهای مختلفی را کنترل کرده و به صورت خودکار اقدامات لازم را انجام داد.

اتوماسیون صنعتی برای چه اهدافی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟

استفاده از اتوماسیون صنعتی برای برخی اهداف عبارتند از:

1. بهبود عملکرد و کارایی: با اتوماسیون صنعتی، فرآیندها به طور خودکار و بهینه انجام می‌شوند، این امر منجر به افزایش تولید، کاهش زمان تولید و بهبود کیفیت محصولات می‌شود.

2. کاهش هزینه‌ها: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، نیاز به نیروی انسانی در برخی فرآیندها کاهش می‌یابد و همچنین خطاها و ضایعات کاهش پیدا می‌کنند، که در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.

3. بهبود ایمنی: اتوماسیون صنعتی می‌تواند در کاهش حوادث صنعتی نقش مهمی ایفا کند. با کنترل و مدیریت خودکار فرآیندها، خطرات احتمالی کاهش می‌یابند و بهبود ایمنی کارکنان و تجهیزات را به همراه دارد.

4. انعطاف‌پذیری بیشتر: اتوماسیون صنعتی امکان تغییرات و تنظیمات سریع را فراهم می‌کند. با استفاده از سیستم‌های اتوماسیونی مناسب، می‌توان به راحتی به تغییرات در فرآیندها و نیازهای بازار پاسخ داد.

کاربردهای اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلف چیست؟

به طور کلی، اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. در ادامه، چند مثال از کاربردهای اتوماسیون صنعتی را در صنایع مختلف بیان کرده‌ایم.

1. صنعت خودروسازی: در صنعت خودروسازی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت خطوط تولید خودروها استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای اتوماسیون در این صنعت می‌توان به جابه‌جایی قطعات به صورت خودکار، جوشکاری رباتیک، آزمایش کیفیت خودروها و کنترل کیفیت نهایی اشاره کرد.

2. صنعت فولاد: در صنعت فولاد، اتوماسیون صنعتی برای کنترل فرآیندهای پرشتاب مانند کنترل دما، فشار و سرعت در کوره‌ها و فرآیندهای جوشکاری استفاده می‌شود. همچنین، اتوماسیون صنعتی در کنترل خطوط تولید و کاهش ضایعات نیز بکار می‌رود.

3. صنعت نفت و گاز: در صنعت نفت و گاز، اتوماسیون صنعتی در کنترل و مدیریت عملیات حفاری، پالایشگاه‌ها، انتقال و توزیع مواد سوختی و کنترل سیستم‌های ایمنی مانند سیستم‌های اطفاء حریق و کنترل گاز استفاده می‌شود.

4. صنعت فرآوری غذا: در صنعت فرآوری غذا، اتوماسیون صنعتی برای کنترل فرآیندهای تولید، بسته‌بندی، برش، ترکیب مواد و کنترل کیفیت محصولات استفاده می‌شود. به عنوان مثال، خطوط تولید خوراک دام و طیور، تولید لبنیات، تولید نان و شکلات و سیستم‌های خودکار توزیع مواد می‌توانند از اتوماسیون صنعتی بهره ببرند.

5. صنعت داروسازی: در صنعت داروسازی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت فرآیندهای تولید دارو، مانیتورینگ و کنترل کیفیت محصولات، بسته‌بندی و برچسب‌گذاری استفاده می‌شود. همچنین، در محیط‌های تمیز، ربات‌ها و دستگاه‌های اتوماسیونی می‌توانند به منظور تولید دقیق و با کیفیت بالا استفاده شوند.

این فقط چند نمونه از کاربردهای اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلف بودند. در واقع، اتوماسیون صنعتی در صنایع بسیاری از تولیدات و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربردهای آن بسیار گسترده هستند.

اتوماسیون صنعتی شامل چه تجهیزاتی است؟

در بالا مفهوم اتوماسیون صنعتی و کاربرد‌های آن را ذکر کرده ایم. این تجهیزات به منظور جمع‌آوری، پردازش و انتقال اطلاعات، کنترل و مانیتورینگ سیستم‌ها، و انجام عملیات خودکار در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر، برخی از تجهیزات اتوماسیون صنعتی را ذکر کرده‌ و به تعریف آن می‌پردازیم:

1. PLC (Programmable Logic Controller): PLC یک دستگاه الکترونیکی است که برنامه‌ریزی و کنترل فرآیندهای صنعتی را با استفاده از سیگنال‌های ورودی و خروجی انجام می‌دهد. PLCها در کارخانه‌ها و خطوط تولید برای کنترل ماشین‌آلات و فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند.

2. DCS (Distributed Control System): DCS سیستم کنترل توزیع شده است که به صورت متمرکز و متمایز از PLCها عمل می‌کند. این سیستم از طریق شبکه‌های ارتباطی متصل به یک سرور مرکزی عمل می‌کند و برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی گسترده استفاده می‌شود. 3. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): SCADA سیستمی است که از طریق سنسورها و دستگاه‌های جمع‌آوری داده‌ها، اطلاعات را از تجهیزات مختلف دریافت کرده و به صورت مرکزی مدیریت و کنترل می‌کند. SCADA اطلاعات را در زمان واقعی نمایش می‌دهد و برای کنترل و نظارت بر فرآیندها و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود.

4. HMI (Human-Machine Interface): HMI دستگاهی است که به انسان امکان ارتباط با سیستم‌های اتوماسیون صنعتی را می‌دهد. این دستگاه‌ها شامل نمایشگرها، صفحه‌کلیدها و دکمه‌ها هستند و به کاربر امکان کنترل و نظارت بر فرآیندها را می‌دهند.

5. شبکه‌های هوش مصنوعی (ANN) در اتوماسیون صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کنند. آن‌ها به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در تحلیل داده‌ها، پیش‌بینی و کنترل فرایندها و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. با استفاده از ANN در اتوماسیون صنعتی، می‌توان الگوهای پیچیده در داده‌های صنعتی را تشخیص داد. این الگوها ممکن است شامل روابط غیرخطی و پیچیده بین ورودی‌ها و خروجی‌ها باشند که با استفاده از روش‌های سنتی سخت تشخیص داده نمی‌شود.

6. سنسورها و ترانسمیترها: سنسورها و ترانسمیترها برای اندازه‌گیری و تبدیل پارامترهای فیزیکی مانند دما، فشار، رطوبت، جریان و سطح به سیگنال الکتریکی استفاده می‌شوند. این تجهیزات به عنوان واستجهیزات اتوماسیون صنعتی شامل یک مجموعه ابزار و دستگاه‌هایی است که برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی به صورت خودکار استفاده می‌شوند. این تجهیزات به منظور جمع‌آوری، پردازش و انتقال اطلاعات، کنترل و مانیتورینگ سیستم‌ها، و انجام عملیات خودکار در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سطوح فرایند اتوماسیون صنعتی چیست؟

1. سطح سخت‌افزار (Hardware Level): در این سطح، تجهیزات فیزیکی مورد استفاده در سیستم اتوماسیون صنعتی قرار دارند، از جمله سنسورها، اکتوآتورها، رله‌ها، PLC (کنترلر منطقی برنامه پذیر) و دستگاه‌های دیگر. در این سطح، سخت‌افزارها به منظور اندازه‌گیری و کنترل پارامترهای مرتبط با فرایند صنعتی به کار می‌روند.

2. سطح نرم‌افزار (Software Level): در این سطح، نرم‌افزارها برای برنامه‌ریزی، کنترل و مدیریت سیستم اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند. نرم‌افزارها می‌توانند شامل سیستم‌های SCADA (نظارت، کنترل و اتصال داده‌ها)، DCS (کنترل توزیع شده)، PLC و HMI (رابط انسان و ماشین) باشند. این نرم‌افزارها اطلاعات از سطح سخت‌افزار دریافت کرده و عملکرد سیستم را کنترل می‌کنند.

3. سطح فرآیند (Process Level): در این سطح، فرایند صنعتی واقعی که قرار است به وسیله سیستم اتوماسیون صنعتی کنترل شود، قرار دارد. در این سطح، اطلاعات از سطح سخت‌افزار و نرم‌افزار جمع‌آوری می‌شوند و تصمیم‌گیری‌های مرتبط با کنترل فرایند صورت می‌گیرد. مثلاً اندازه‌گیری پارامترهای فرایندی مانند دما، فشار، جریان و سرعت و اعمال کنترل مناسب بر اساس این اطلاعات در این سطح انجام می‌شود.

4. سطح کسب و کار (Business Level): در این سطح، تصمیم‌گیری‌های مدیریتی مرتبط با عملکرد و بهره‌وری سیستم اتوماسیون صنعتی صورت می‌گیرد. این شامل برنامه‌ریزی تولید، مدیریت موجودی، برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری و سایر جنبه‌های مدیریتی است که بر تصمیم‌گیری‌های کلان و استراتژیک مبتنی بر عملکرد سیستم اتوماسیون صنعتی تأثیر می‌گذارد.

این سطوح با هم تعامل می‌کنند و تشکیل یک سیستم اتوماسیون صنعتی را می‌دهند. اطلاعات از سطح سخت افزار به سطح نرم‌افزار منتقل می‌شوند و سپس در سطح فرآیند برای کنترل و مدیریت فرایند صنعتی استفاده می‌شوند. سطح کسب و کار نیز بر تصمیم‌گیری‌های مدیریتی اثر می‌گذارد و بهبود عملکرد و بهره‌وری سیستم اتوماسیون صنعتی را هدف می‌گیرد.