انواع اتوماسیون صنعتی کدامند؟

آشنایی با انواع اتوماسیون صنعتی

انواع اتوماسیون صنعتی به سیستم‌های رایانه‌ای در تولید اطلاق می‌شود که فرآیندها و ماشین‌آلات مختلف را بدون دخالت انسان مدیریت می‌کنند. اصطلاح اتوماسیون توسط مهندسانی از شرکت فورد موتور که پیشگامان خط تولید مونتاژ و اتوماسیون بودند، ابداع شده است. در این مقاله از مجموعه مقالات آموزشی وبسایت رسمی گروه صنعتی سپیانی می‌خواهیم درباره انواع اتوماسیون صنعتی و موضوعات مرتبط با آن صحبت کنیم.

با مدرن ‌سازی فناوری، صنایع شروع به اتخاذ سیستم‌های خودکار برای افزایش کارایی و بهره‌وری در کار کرده‌اند. پذیرش گسترده این سیستم ها باعث شده است که بازار اتوماسیون صنعتی در سال 2018 در سطح جهان به 127.04 میلیارد دلار رسید و انتظار میرود در سال 2026 به رقم خیره کننده 296.70 میلیارد دلار نیز برسد.

مطالب مرتبط:

اتوماسیون صنعتی PLC

اتوماسیون صنعتی کارخانه چیست؟

مانیتورینگ و کنترل خطوط تولید (مانیتورینگ صنعتی)

سیستم‌های اتوماسیون بسیار متفاوتی وجود دارد. اما در واقع چه سیستم اتوماسیونی برای کسب و کار شما مناسب است؟ سیستم اتوماسیون مناسب برای کسب و کار شما با توجه به شرایط کار، فشار رقابتی، مشخصات ساخت و مونتاژ، الزامات کاری و هزینه کار تعیین میشود.

با نگاهی به انواع سیستم های ذکر شده در زیر و در نظر گرفتن عوامل ذکر شده در بالا، میتوانید یک انتخاب فوق العاده داشته باشید. در ادامه با گروه صنعتی سپیانی فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی، طراحی و راه اندازی خطوط تولید و تعمیر و نگهداری همراه باشید.

انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

سیستم های اتوماسیون صنعتی به چهار دسته تقسیم میشوند. که در قسمت ادامه آنها را معرفی خواهیم کرد. همچنین درباره فرآیند و کاربردهای آنها توضیح خواهیم داد.

حتما بخوانید:

آموزش اتوماسیون صنعتی

برنامه نویسی صنعتی چیست؟

خودکارسازی یا اتوماسیون (Automation) خط تولید

1. اتوماسیون ثابت

اتوماسیون ثابت همچنین به عنوان اتوماسیون سخت نیز شناخته میشود. سیستم های اتوماسیون ثابت مجموعه ای از وظایف را بدون دخالت انسان انجام میدهند. این نوع سیستم معمولاً برای تولید انبوه و سیستم های جریان پیوسته استفاده میشود. نمونه ای از تجهیزات اتوماسیون ثابت میتواند یک سیستم تسمه نقاله خودکار باشد که برای افزایش کارایی با حرکت اجسام از نقطه A به B بدون کمترین تلاش طراحی شده است.

درست مانند سایر تجهیزات سیستم اتوماسیون ثابت، تسمه های نقاله خودکار عملیات ثابت و تکراری را برای دستیابی به حجم تولید بالا انجام میدهند. تولید تکراری که امکان تغییرات در فرآیند تولید را فراهم میکند، هرچند این تولید محدود است.

2. اتوماسیون قابل برنامه ریزی

همانطور که از نام آن پیداست، اتوماسیون قابل برنامه ریزی از طریق دستورات ارائه شده توسط یک برنامه کامپیوتری اجرا میشود. این بدان معناست که فرآیندهای حاصل می‌توانند با تغییر دستورالعمل‌هایی که از طریق یک سری کد به رایانه داده می‌شوند، بسیار متفاوت باشند. سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی، توالی عملیات قابل تغییر و پیکربندی ماشین را با استفاده از کنترل های الکترونیکی تسهیل میکنند.

با اتوماسیون قابل برنامه ریزی، برای برنامه ریزی مجدد توالی و عملیات ماشین به تلاش های برنامه نویسی غیر ضروری نیاز است. از آنجایی که فرآیندهای تولید اغلب تغییر نمی کنند، سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی در دراز مدت هزینه کمتری دارند. این نوع اتوماسیون در تنظیمات تولید انبوه رایج است و انواع مشابهی از محصولات را تولید میکنند که از مراحل و ابزارهای مشابهی استفاده میکنند. (مانند کارخانه های کاغذ یا کارخانه های فولاد)

فرآیندهای ساخت سازگار با این سیستم:

تولید تکراری که به موجب آن محصولات مشابه در مدت زمان طولانی و در دسته های بزرگ تولید میشوند. اتوماسیون قابل برنامه ریزی در ساخت خودرو و ماشین آلات استفاده میشود. راه اندازی اولیه تجهیزات اتوماسیون قابل برنامه ریزی ممکن است به هزینه بالایی نیاز داشته باشد، اما از آنجایی که فرآیندها پیوسته و نسبتاً بدون تغییر هستند، در دراز مدت هزینه کمتری دارند.

حتما بخوانید:

اتوماسیون صنعتی و پی ال سی

پروپوزال اتوماسیون صنعتی خطوط تولید

اتوماسیون فرآیند هوشمند (RPA) چیست؟

3. اتوماسیون انعطاف پذیر

اتوماسیون انعطاف پذیر که به آن اتوماسیون نرم نیز گفته می‌شود، در سیستم‌های تولید انعطاف ‌پذیرکنترل‌ شده کامپیوتری استفاده می‌شود. و امکان تولید با انعطاف بیشتر را نیز فراهم می‌کند. این سیستم هر دستورالعملی را که از رایانه‌ دریافت می‌کند انجام میدهد. این نوع اتوماسیون معمولاً در فرآیندهای دسته ‌ای و کارگاه‌هایی با تنوع محصول بالا در سیستم‌های تولید انعطاف ‌پذیر با کنترل کامپیوتر استفاده می‌شوند.

اپراتورهای انسانی دستورات سطح بالا را در قالب کدهای رایانه ای وارد میکنند که محصولات و مکان آنها را در توالی سیستم شناسایی میکند تا تغییرات خودکار سطح پایین را ایجاد کند. هر ماشین تولیدی دستورالعمل‌هایی را از یک کامپیوتر که توسط انسان کار می‌کند، دریافت می‌کند. دستورالعمل ها بارگیری و تخلیه ابزارهای لازم را قبل از انجام فرآیندهای دستوری رایانه ای آنها آغاز میکند. پس از تکمیل پردازش، محصولات نهایی به طور خودکار به دستگاه بعدی منتقل میشوند. این سیستم در حجم کار کم تا متوسط، مانند تولید نساجی، استفاده می‌شود. ما در گروه صنعتی سپیانی به کمک مهندسین باتجربه و متخصص، می‌توانیم در زمینه انتخاب اتوماسیون صنعتی و نصب و بهره‌برداری از آن تا انتهای مسیر با شما همراه باشیم.

فرآیندهای ساخت سازگار با این سیستم:

• تولید گسسته که امکان تغییرات در فرآیند تولید را فراهم میکند.
• تولید کارگاهی که در محدوده‌های تولیدی مجموعه ‌ای اتفاق می‌افتد و در مقایسه با سایر اشکال تولید، نیروی کار بیشتری دارد. یک عنوان مثال میتوان ساخت ماشین آلات سفارشی را نام برد.
• فرآیند تولید دسته ‌ای که به موجب آن مواد خام در خط تولید به صورت دسته‌ ای حرکت می‌کنند. به طوری که بین هر مرحله با حرکت دسته‌ ای مکث وجود دارد. به عنوان مثال در صنعت داروسازی و در تولید رنگ
• فرآیند تولید پیوسته که پردازش ثابتی را ارائه میدهد. زیرا فرآیند تولید از ابتدا تا انتها تغییر نمیکند. این نوع ساخت معمولاً در تولید مواد غذایی و نوشیدنی و همچنین تولید نفت و گاز استفاده میشود.

حتما بخوانید:

انواع سیستم های کنترل صنعتی

یکپارچه سازی سیستم های اطلاعاتی

طرح توجیهی اتوماسیون صنعتی خط تولید

4. اتوماسیون یکپارچه

اتوماسیون یکپارچه شامل اتوماسیون کلی کارخانه های تولیدی است زیرا به طور کامل توسط رایانه ها و فرآیندهای کنترلی با کمترین دخالت انسان انجام میشود. کامپیوترها میتوانند قطعات لازم را طراحی کنند، طرح ها را آزمایش کنند و قطعات را بسازند. اتوماسیون یکپارچه، مانند اتوماسیون انعطاف پذیر، هم با فرآیند تولید دسته ای و هم با تولید فرآیند پیوسته سازگار است.

فناوری هایی که از این نوع اتوماسیون استفاده میکنند:

• برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر
• طراحی و ساخت با پشتیبانی کامپیوتر
• ماشین ابزار کنترل عددی کامپیوتری
• تولید کامپیوتری و کنترل برنامه ریزی
• سیستم های ذخیره سازی و بازیابی خودکار
• سیستم های ماشینی انعطاف پذیر
• سیستم های خودکار حمل مواد، به عنوان مثال روبات ها
• تسمه نقاله و جرثقیل خودکار

علاوه بر این، یک سیستم اتوماسیون یکپارچه میتواند یک سیستم تجاری را از طریق یک پایگاه داده مشترک یکپارچه کند. یعنی این سیستم از یکپارچگی کامل عملیات و فرآیندهای مدیریتی با استفاده از فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی پشتیبانی میکند. چنین فناوری هایی در تولید یکپارچه کامپیوتری و سیستم های اتوماسیون فرآیند پیشرفته استفاده میشوند.

درصورتی تصمیم به اتوماسیون گرفتید. درجه اتوماسیون صنعتی مورد نیاز برای هر مرکز تولیدی باید بر اساس شرایط کار، فشار رقابتی، مشخصات ساخت و مونتاژ، الزامات کار و هزینه کار تعیین شود. با در نظر گرفتن این عوامل، میتوانید اطمینان حاصل کنید که سرمایه گذاری اتوماسیون نرم افزار صنعتی شما با افزایش سود مداوم توجیه میشود.

حتما بخوانید:

اتوماسیون خط تولید شامل چیست؟

اینترنت اشیاء (IOT) چیست؟ کاربرد آن

برترین برندهای تجهیزات اتوماسیون صنعتی

مزایای انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی

این سیستم ها فواید و مزایای بسیاری دارند که مهم ترین آنها را بیان میکنیم.

افزایش بهره وری

اتوماسیون کارخانه، نرخ تولید را از طریق کنترل تولید بهبود میبخشد. انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی با کاهش زمان مونتاژ هر محصول و کیفیت تولید بیشتر، به تولید انبوه کمک میکند. این سیستم برای یک ورودی کار معین، مقدار زیادی خروجی تولید میکند که اینکار منجر به افزایش بهره وری میشود.

تامین هزینه بهینه عملیات

ادغام فرآیندهای مختلف در صنعت با ماشین آلات خودکار، زمان چرخه و تلاش را به حداقل میرساند و در نتیجه نیاز به نیروی انسانی کاهش می یابد. بنابراین سرمایه گذاری بر روی کارمندان با اتوماسیون منجر به صرفه جویی میشود.

بهبود کیفیت محصول

از آنجایی که اتوماسیون دخالت انسان را کاهش میدهد. احتمال خطاهای انسانی نیز از بین میرود. یکنواختی و کیفیت محصول با انطباق بیشتر را میتوان با کنترل و نظارت تطبیقی فرآیند های صنعتی در تمام مراحل از ابتدای تولید تا محصول نهایی حفظ کرد.

کاهش بررسی های معمول

اتوماسیون به طور کامل نیاز به بررسی دستی پارامترهای مختلف فرآیند را کاهش میدهد. با بهره ‌گیری از فناوری‌های اتوماسیون، فرآیندهای صنعتی به‌ طور خودکار متغیرهای فرآیند را با استفاده از تکنیک‌های کنترل حلقه بسته برای تنظیم یا مقادیر دلخواه تنظیم می‌کنند. بنابراین بررسی های معمول کاهش پیدا میکند.

افزایش سطح ایمنی

اتوماسیون صنعتی سطح ایمنی پرسنل را با جایگزینی ماشین آلات اتوماتیک در شرایط کاری خطرناک افزایش میدهد. اگر این کار و فرآیند به صورت سنتی باشد میزان خطر آن بیشتر است.

حتما بخوانید:

نرم افزار WinCC چیست؟ کاربرد آن

معرفی تجهیزات اتوماسیون صنعتی

8 نکته طلایی فرآیندهای اتوماسیون صنعتی

سلسله مراتب یک سیستم اتوماسیون صنعتی

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌توانند ماهیت بسیار پیچیده‌ای داشته باشند. زیرا تعداد زیادی دستگاه در هماهنگی با فناوری‌های اتوماسیون کار می‌کنند. شکل زیر آرایش سلسله مراتبی سیستم اتوماسیون متشکل از سطوح سلسله مراتبی مختلف را شرح می دهد.

سطح میدانی

این پایین ترین سطح سلسله مراتب اتوماسیون است که شامل دستگاه های میدانی مانند سنسورها و محرک ها میشود. وظیفه اصلی این دستگاه های میدانی انتقال داده های فرآیندها و ماشین ها به سطح بالاتر بعدی برای نظارت و تجزیه و تحلیل است و همچنین شامل کنترل پارامتر فرآیند از طریق محرک ها میشود. به عنوان مثال، ما میتوانیم این سطح را به عنوان چشم ها و بازوهای یک فرآیند خاص توصیف کنیم.

سنسورها پارامترهای زمان واقعی مانند دما، فشار، جریان، سطح و غیره را به سیگنال های الکتریکی تبدیل میکنند. این داده های حسگر بیشتر به کنترل کننده منتقل میشود تا پارامترهای زمان واقعی را نظارت و تجزیه و تحلیل کند. برخی از سنسورها عبارتند از ترموکوپل، حسگر مجاورتی، RTD، فلومتر و… .

از سوی دیگر محرک های سیگنال های الکتریکی (از کنترل کننده ها) را به ابزارهای مکانیکی برای کنترل فرآیندها تبدیل میکنند. شیرهای کنترل جریان، شیرهای برقی، محرک‌های پنوماتیکی، رله‌ها، موتورهای DC و موتورهای سروو نمونه‌هایی از عملگرها هستند.

حتما بخوانید:

صنعت 4.0 چیست؟

اتوماسیون صنعتی خطوط تولید لبنیات

اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ کارخانه

سطح کنترل

این سطح شامل دستگاه های اتوماسیون مختلف مانند ماشین های CNC ،PLC و… است. که پارامترهای فرآیند را از سنسورهای مختلف دریافت میکند. کنترل‌کننده‌های خودکار، محرک‌ها را بر اساس سیگنال‌های حسگر پردازش‌شده و برنامه یا تکنیک کنترل هدایت می‌کنند.

کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) پرمصرف‌ ترین کنترل ‌کننده‌های صنعتی هستند که قادر به ارائه عملکردهای کنترل خودکار بر اساس ورودی سنسورها هستند. این سطح از ماژول های مختلفی مانند CPU، I/O آنالوگ، I/O دیجیتال و ماژول های ارتباطی تشکیل شده است. این به اپراتور اجازه میدهد تا یک تابع یا استراتژی کنترلی را برای انجام عملیات خودکار خاص در فرآیند برنامه ریزی کند.

سطح نظارت و کنترل تولید

در این سطح، دستگاه‌های خودکار و سیستم مانیتورینگ، عملکردهای کنترلی و مداخل ه‌ای مانند رابط ماشین انسانی (HMI)، نظارت بر پارامترهای مختلف، تعیین اهداف تولید، بایگانی تاریخی، تنظیم راه‌اندازی و خاموش کردن ماشین و غیره را تسهیل می‌کنند. عمدتاً در این سطح از سیستم کنترل توزیع (DCS) یا کنترل نظارت و جمع آوری اطلاعات (SCADA) استفاده میشود.

سطح اطلاعات یا سطح سازمانی

این بالاترین سطح اتوماسیون صنعتی است که کل سیستم اتوماسیون را مدیریت میکند. وظایف این سطح شامل برنامه ریزی تولید، تجزیه و تحلیل مشتری و بازار، سفارشات و فروش و… است. بنابراین بیشتر به فعالیت های تجاری می پردازد و کمتر به جنبه های فنی میپردازد. همچنین شبکه‌های ارتباطی صنعتی در انواع سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که اطلاعات را از یک سطح به سطح دیگر انتقال می‌دهند، در این سطح قرار دارند.

بنابراین این ا در تمام سطوح سیستم اتوماسیون وجود دارند تا جریان مداوم اطلاعات را فراهم کنند. این شبکه ارتباطی میتواند از یک سطح به سطح دیگر متفاوت باشد. برخی از این شبکه ها عبارتند از RS485 ،CAN ،DeviceNet ،Foundation Field bus ،Profibus و… است.

از سلسله مراتب بالا میتوان نتیجه گرفت که جریان اطلاعات پیوسته، از سطح بالا به سطح پایین و بالعکس وجود دارد. اگر این روش گرافیکی را فرض کنیم، مانند هرمی است که در آن با بالا رفتن، اطلاعات تجمیع میشود و در حین پایین آمدن، اطلاعات دقیقی از روند به دست می آوریم.

حتما بخوانید:

ربات اسکارا چیست؟

ربات دلتا چیست؟ کاربرد آن

اجزای اتوماسیون صنعتی چیست؟

جمع بندی

به طور کلی انواع اتوماسیون صنعتی به ما کمک میکنند که بدون دخالت انسان محصولاتی با کیفیت تولید کنیم و به صورت انبوه محصولاتی کمابیش بی عیب و نقص در اختیار مردم قرار دهیم. نکته مهم این است که اگر به فکر راه‌اندازی یک شرکت تولیدی هستید یا می‌خواهید تجهیزاتی برای کسب و کار تولیدی خود تهیه کنید. یا حتی اگر در انتخاب اتوماسیون صنعتی نیاز به مشاوره دارید، می‌توانید به راحتی با مشاوران و مهندسان متخصص گروه صنعتی سپیانی صحبت کنید. برای این کار کافی است فرم درخواست مشاوره را پر کنید یا از طریق واتس اپ با ما تماس بگیرید.