اجزا تشکیل دهنده اتوماسیون صنعتی چیست؟

شاید بیشتر افراد اسم اتوماسیون صنعتی را شنیده باشند، ولی اینکه این یک وسیله است یا یک تکنولوژی یا .. چیزی از آن نداند. در واقع اتوماسیون صنعتی یک محصول نیست، یک فرآیند است که از چند محصول پیچیده ساخته می‌شود 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. شاید با ذکر یک مثال بیشتر با این فرآیند آشنا بشوید.

اگر توجه کرده باشید وقتی اسم کارخانه‌های خودرو سازی را می‌شنویم عموما تصویر یک خط تولید با چندین رباط و چند نیروی انسانی در ذهنمان می‌آید، درست است. اگر به تصویر زیر دقت کنید، در سمت چپ و راست بدنه خودرو‌ها، رباط ها و بازوهایی را میبینیم که هرکدام موظف به انجام کارهایی هستند. یک رباط برای جوش کاری، یک رباط برای ثابت نگه داشتن قطعات، یک رباط برای آوردم لوازم سنگین و.. . دقیقا وظایف از پیش تعریف شده‌ای که با کمترین تداخل انسان انجام می‌شود. این دقیقا همان اتوماسیون صنعتی است.

البته به مجموعه این فرایند‌ها اتوماسیون صنعتی گفته می‌شود. حالا که با مفهوم اتوماسیون صنعتی و کاربرد آن آشنا شدیم باید بدانیم که این فرایند متشکل از چه عناصری است.

اجزا تشکیل دهنده اتوماسیون صنعتی چیست؟

به طرو کلی اتوماسیون‌های صنعتی، از سه بخش اصلی تشکیل می‌شوند.

1: ورودی

2: کنترل

3: خروجی

بخش ورودی شامل دکمه استارت یا شروع، سوئیچ، سنسور‌های تصویری، سنسور‌‌های مجاورتی و رمزگذار چرخشی هستند.

بخش کنترل شامل قطعاتی مانند رله، تایمر، شمارنده، کنترل دما و PLC هستند.

و بخش سوم و آخر هم شامل قطعات مانند نمایشگر یا تاچ پنل، سرو موتور، نوار نقاله، شیر برقی و هیتر هستند.

در ادامه به برخی از قطعات مهم اتوماسیون صنعتی اشاره خواهیم کرد.

1- سنسورها: سنسورها برای اندازه‌گیری و تشخیص وضعیت‌ها و پارامترهای مختلف در فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند. برخی از سنسورهای معمول عبارتند از: سنسورهای دما، فشار، جریان، سطح، وزن، نور، رطوبت و غیره.

2- تجهیزات اندازه‌گیری: این تجهیزات شامل ابزارها و دستگاه‌هایی هستند که برای اندازه‌گیری دقیق پارامترهای مختلف استفاده می‌شوند. این شامل ابزارهایی مانند فشارسنج‌ها، ترمومترها، فلومترها، وزن‌سنج‌ها و سایر ابزارهای اندازه‌گیری است.

3- کنترل کننده‌ها: کنترل کننده‌ها برای مدیریت فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند. این شاملPLC کنترلر منطقی برنامه‌پذیر، DCS (سیستم کنترل توزیع شده)، کامپیوترهای صنعتی و اکچویتور ها است. به عنوان مثال از اکچویتور ها نبدل حرکات چرخشی موتور‌ها به حرکت خطی هستند. آنها نوعی محرک‌اند که حرکت چرخشی در موتورها را به حرکت فشار / کشش خطی یا مستقیم تبدیل می کنند. محرک‌های خطی برای کاربردهای مختلفی شامل کج کردن، بلند کردن، کشیدن یا فشار دادن که تا صدها کیلوگرم نیرو نیاز است ایده آل هستند. در صورت نیاز به حرکتی ساده، ایمن و تمیز با دقت کافی و کنترل حرکت روان ، جک خطی برقی اغلب راه حل ارجح هستند. عموما در زمان خرید اکچویتور باید به مواردی مانند ولتاژ ورودی، طول کورس، قطر پیچ ماردون، برگشت سریع بصورت دستی، حداکثر نیروی فشاری، حداکثر نیروی کششی ، حداکثر نیروی قفل شوندگی، سرعت بی باری، سرعت بار کامل، جهت نصب موتور، نوع موتور، نوع فیش، درجه حفاظت دقت کنید.

از مهم ترین قطعات اتوماسیون‌های صنعتی نیز میتوان به PLC اشاره کرد. PLC یک کنترلر منطق قابل برنامه‌ریزی یا کنترلر قابل برنامه‌ریزی، یک کامپیوتر صنعتی است که مقاوم شده و برای کنترل فرآیندهای تولیدی مانند خطوط تولید، ماشین‌آلات، دستگاه‌های رباتیک یا هر فعالیتی که نیاز به قابلیت برنامه‌ریزی، قابلیت اطمینان بالا و تشخیص خطا در فرآیند دارد، تنظیم شده است. در هنگام خرید PLC مطمئن شوید که نیازهای شما در مورد کنترل صنعتی و فرآیندهای تولیدی به صورت کامل پوشش داده شده است.

4- پنوماتیک ها:

ریشه واژه "پنوماتیک" از واژه "پنیوما" اقتباس شده است که در زبان یونانی به معنای "تنفس باد" می‌باشد. پنوماتیک یکی از انواع انرژی است که به موضوعاتی مرتبط با هوا و حرکات هوایی می‌پردازد. به عنوان مثال در صنعت خودرو، سیستم‌های پنوماتیک برای انجام فعالیت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این سیستم‌ها برای جداسازی لاستیک خودرو، رنگ‌آمیزی خودرو، ایجاد فشار هوا در لاستیک‌ها، باز و بسته شدن درهای خودرو و همچنین کنترل ترمزهای هوایی در وسایل نقلیه استفاده می‌شود. در صنعت اتوماسیون و PLC نیز از کاربردهای پنوماتیک می‌توان به جابجایی مواد، بسته‌بندی و حمل و نقل کالا با استفاده از فشار دکمه و حرکت سیلندر به سمت قفسه اشاره کرد. امروزه خرید قطعات پنوماتیک کار دشواری نیست و اگر صنعتگران یا تولید کنندگان به دنبال خرید این قطعات باشند به راحتی می‌توانند این قطعات را حتی به صورت آنلاین تهیه کنند.

5- رله‌ها و ترانزیستورها: رله‌ها و ترانزیستورها برای کنترل سیگنال‌ها و جریان‌ها در اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند.

6- شبکه‌های ارتباطی: شبکه‌های ارتباطی مانند Ethernet، Profibus، Modbus و CAN برای ارتباط بین اجزای مختلف سیستم اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند.

7- نرم‌افزارها و سیستم‌های کنترل: نرم‌افزارها و سیستم‌های کنترل به عنوان مغز اتوماسیون صنعتی عمل می‌کنند. این شامل PLC Programming Software، SCADA (نظارت، کنترل و اتوماسیون صنعتی) و HMI (واسط انسان و ماشین) است.

همچنین، برای اتوماسیون صنعتی می‌توان از سیستم‌های برنامه‌ریزی هوشمند، دیتابیس‌ها، الگوریتم‌های کنترل و سیستم‌هایبا عرض پوزش، برخی از جزئیات به دلیل محدودیت طول متن در پاسخ قابل ذکر نیست. در اتوماسیون صنعتی، علاوه بر اجزایی که قبلاً ذکر شد، عناصر دیگری نیز وجود دارند که شامل موارد زیر می‌شوند:

8- صفحه‌نمایش تاچ پنل: هر صفحه الکترونیکی که رابطه بین کاربر و یک تجهیز را برقرار کند HMI نامیده می شود اما عموما، رایج ترین استفاده از این کلمه در فرآیندهای صنعتی می باشد. تاچ پنل در چند مورد قابل تقسیم بندی هستند یکی از انها نوع کار کردن با ان است که در ۲ حالت لمسی (TouchHMI) و تکست پنل (Text Panel) قابل تنظیم است که البته تاچ پنل لمسی که بیشتر با نام TOUCH PANELشناخته میشود هم حرفه ای تر و هم گران تر است و در نوع TEXT PANEL در موارد ساده تر مورد استفاده قرار میگیرد و البته به لحاظ قیمتی نیز ارزانتر است. برای مشاهده قیمت تاچ پنل می توانید محصولات زیر را مشاهده و با توجه به نیاز فعلی بهترین پنل تاچ را خریداری کنید.

9- سیستم‌های ذخیره‌سازی و پردازش داده: این شامل سرورهای داده، سیستم‌های پایگاه داده و نرم‌افزارهای مدیریت داده است که برای ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

10- ماژول‌های I/O: به طور کلی، ماژول‌های ورودی/خروجی (I/O) در اتوماسیون صنعتی برای ارتباط بین سیستم کنترلی و دستگاه‌ها، سنسورها و اجزای دیگر فرآیند استفاده می‌شوند. این ماژول‌ها اطلاعات ورودی را از دستگاه‌ها و سنسورها دریافت کرده و سیگنال‌های خروجی را برای کنترل دستگاه‌ها و اجزا ارسال می‌کنند. اجزای I/O در انواع مختلفی از جمله دیجیتال و آنالوگ، ورودی و خروجی، موجود هستند. در ادامه، به برخی از مهمترین نوع ماژول‌های I/O اشاره خواهم کرد:

اما اتوماسیون صنعتی فقط به اجزا فیزیکی محدود نمی‌شود. در واقع، نرم‌افزارها و سیستم‌های کنترل نقش بسیار مهمی در اتوماسیون صنعتی ایفا می‌کنند. از PLC Programming Software برای برنامه‌ریزی و کنترل کنترلرهای منطقی برنامه‌پذیر استفاده می‌شود. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) نیز یک سیستم نرم‌افزاری است که به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شود. این سیستم قادر است به صورت بی سیم یا سیمی به دستگاه‌ها و سنسورها متصل شده و اطلاعات را جمع‌آوری و نمایش دهد. همچنین، HMI (Human-Machine Interface) نیز به عنوان یک واسط کاربری بین اپراتور و سیستم اتوماسیونی عمل می‌کند. این واسط کاربری معمولاً در قالب صفحه‌نمایش تاچ‌اسکرین ارائه می‌شود و امکانات نمایش و کنترل فرآیندها و تنظیمات را فراهم می‌کند.

علاوه بر این، در اتوماسیون صنعتی از سیستم‌های ذخیره‌سازی و پردازش داده نیز استفاده می‌شود. این سیستم‌ها شامل سرورهای داده و سیستم‌های پایگاه داده هستند که برای ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات و داده‌های مربوط به فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند.

همچنین، اتوماسیون صنعتی نیازمند شبکه‌های ارتباطی است. شبکه‌های مانند Ethernet، Profibus، Modbus و CAN برای ارتباط بین اجزای مختلف سیستم اتوماسیونی استفاده می‌شوند. این شبکه‌ها به اجزای مختلف امکان ارسال و دریافت داده‌ها و دستورات را می‌دهند و امکان کنترل و مدیریت کامل فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کنند.

با استفاده از این اجزا و سیستم‌ها، اتوماسیون صنعتی بهبود عملکرد، دقت و کارایی فرآیندهای صنعتی را بهبود می‌بخشد. این سیستم‌ها در صنایع مختلف مانند تولید، پتروشیمی، خودروسازی، معدن، آب و برق و سایر صنایع به کار می‌روند و نقش مهمی در بهینه‌سعرضه عملکرد و کاهش هزینه‌ها ایفا می‌کنند. اتوماسیون صنعتی باعث افزایش سطح امنیت، کاهش خطاها و اشتباهات انسانی، بهبود کیفیت محصولات و افزایش بهره‌وری در فرآیندهای صنعتی می‌شود.