اجزای اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی یکی از چشمگیرترین نمونه‌های تکامل فناوری است. در انبوه آنچه عصر اطلاعات نامیده می‌شود. صنایع از روباتیک، هوش مصنوعی (AI) و ماشین آلات برای تسهیل تولید انبوه بیش از هر زمان دیگری استفاده می‌کنند. در واقع 64 درصد از ساعات کاری تولید بصورت خودکار انجام می‌شود. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا با اجزا و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی آشنا شوید.
اتوماسیون صنعتی به چه معنی است؟
با نزدیک شدن جمعیت زمین به 8 میلیارد نفر، تولیدکنندگان به سیستم‌های سطح بالا نیاز دارند تا با عرضه و تقاضای محصولات روزمره هماهنگی داشته باشند. آنها به روش‌های قابل اعتماد و پیشرفته‌ای نیاز دارند که بتوانند وظایف مداوم صنایع سنگین را در کسری از زمان انجام دهند. با آن، صنایع بیشتری با اتوماسیون سازگار می‌شوند: ترکیبی از ماشین ها، رایانه‌ها و اپراتورها که با هم کار می‌کنند تا فرآیندهای پیچیده را انجام دهند.
مطالب مرتبط:
خودکارسازی یا اتوماسیون (Automation) خط تولید
اتوماسیون صنعتی چیست؟
اتوماسیون تاریخچه ای قدیمی در جهان دارد. در اواسط قرن هجدهم، کارخانه‌های بزرگ شروع به استفاده از ماشین‌سازی کردند تا با سرعت بیشتری کار کنند. این انتقال عمده به فرآیندهای تولید جدید، شروع انقلاب صنعتی بود، که انقلابی در نحوه خرید مصرف کنندگان و تولیدکنندگان در عرضه محصول ایجاد کرد.
امروزه اتوماسیون صنعتی معمولاً در محیط‌های تولید تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد و نام آن به همین دلیل است. در کارخانجات صنعتی، چندین سیستم کنترل و لوازم خانگی با هم کار می‌کنند تا وظایف را به طور خودکار و همزمان انجام دهند. تقریباً همه تولیدکنندگان از نوعی اتوماسیون استفاده می‌کنند که در آن سیستم‌های کنترل فرآیندها را انجام می‌دهند و می‌توانند با حداقل کمک انسانی کار کنند.
این سیستم‌های پیشرفته به ویژه با جمعیت رو به رشد جهان، که در آن جریان ثابتی از تولید با کیفیت بالا وجود دارد، مهم هستند. و به نظر می‌رسد که میل به اتوماسیون تازه شروع شده است: انتظار می‌رود بازار نرم افزار اتوماسیون صنعتی در چند سال آینده 8 درصد رشد کند.
حتما بخوانید:
پروپوزال اتوماسیون صنعتی خطوط تولید
اتوماسیون فرآیند هوشمند (RPA) چیست؟
سیستم‌های کنترل صنعتی:
یکی از فناوری‌هایی که برای اتوماسیون صنعتی اساسی است، سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) هستند.
سیستم‌های کنترل صنعتی یک حوزه فناوری گسترده است که تعدادی سیستم کنترل و ابزارهای نرم‌افزاری مرتبط را در بر می‌گیرد که برای خودکارسازی و مدیریت فرآیندهای مختلف صنعتی استفاده می‌شوند. سیستم‌های کنترل می‌توانند از نظر اندازه و پیچیدگی متفاوت باشند، از کنترل‌کننده‌های نسبتاً ساده تا سیستم‌های جامع SCADA، که قادر به مدیریت تولید و سایر فرآیندهای صنعتی در لایه‌های تکنولوژیکی و مکان‌های جغرافیایی هستند.
اجازه دهید برخی از رایج ترین انواع و اجزای سیستم‌های کنترل صنعتی را مرور کنیم.
سیستم‌های اسکادا:
کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده (SCADA) اصطلاحی است برای سیستم‌های کنترل اتوماسیون صنعتی پیچیده که از ترکیبی از مؤلفه‌ها مانند رایانه‌ها، رابط‌های کاربر گرافیکی و ارتباطات داده شبکه‌ای برای ارائه سطح بالایی از کنترل‌های خودکار و نظارت بر فرآیندها استفاده می‌کنند. در ادامه مقاله در مورد سیستم‌های اسکادا با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد.
مطلب مرتبط: اسکادا (SCADA) چیست؟
کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC):
کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی دستگاه‌های مدولار با اندازه‌های مختلف هستند که شامل یک ریزپردازنده با تعداد مناسب (از ده‌ها تا صدها و حتی هزاران) ورودی و خروجی (I/O) می‌باشند. آنها برای اتصال انواع مختلف راه حل‌های صنعتی در یک شبکه استفاده می‌شوند که امکان کنترل و نظارت خودکار ماشین آلات و فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کند.
مطالب مرتبط:
آشنایی با انواع پی ال سی (PLC)
سیستم‌های کنترل توزیع شده (DCS):
سیستم‌های کنترل توزیع‌شده (DCS) هدف مشابهی را با PLCها انجام می‌دهند و کنترل، نظارت و مدیریت را برای تجهیزات صنعتی بزرگ فراهم می‌کنند. تفاوت این است که در DCS توابع کنترلر و ماژول‌های اتصال میدان متمرکز نیستند و در عوض در سراسر سیستم توزیع می‌شوند. این ویژگی به این راه‌حل‌های اتوماسیون صنعتی اجازه می‌دهد تا حتی فرآیندهای در مقیاس بزرگ را پوشش دهند و در عین حال ارتباط آسان با سایر سیستم‌های کامپیوتری و پیکربندی تجهیزات را نیز ممکن می‌سازند.
مطلب مرتبط: سیستم کنترل توزیع شده (DCS) چیست؟
رابط‌های انسان و ماشین (HMI):
رابط انسان و ماشین جزء سیستم‌های کنترل اتوماسیون صنعتی، یک رابط کاربری یا داشبورد است که به انسان اجازه می‌دهد با ماشین‌ها، سیستم‌ها و دستگاه‌ها تعامل داشته باشد و همچنین وضعیت فرآیندها را نظارت کند.
مطالب مرتبط:
آشنایی با انواع اچ ام آی (HMI)
کنترلرهای مشتق متناسب-انتگرال (PID):
کنترل PID راهی برای هدایت یک سیستم به سمت موقعیت یا سطحی است که به عنوان مطلوب مشخص شده است. کنترل‌کننده‌های انتگرال-متناسب به روشی خاص برنامه‌ریزی می‌شوند تا بتوانند از بازخورد کنترل حلقه بسته استفاده کنند تا خروجی واقعی یک فرآیند را تا حد ممکن نزدیک به هدف یا خروجی نقطه تنظیم نگه دارند. آنها بیشتر در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برای کنترل مدوله شده مداوم متغیرهای فرآیند حیاتی مانند جریان، فشار، سرعت، دما و غیره استفاده می‌شوند.
کنترل کننده‌های اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC):
کنترل کننده‌های اتوماسیون قابل برنامه ریزی مشابه PLCها هستند، اما پیچیده ترند. به طور معمول، آنها تعدادی ریزپردازنده دارند که قدرت محاسباتی آنها را افزایش می‌دهد و به PACها اجازه می‌دهد چندین فرآیند را کنترل کرده و وظایف مختلف را به طور همزمان انجام دهند.
مطلب مرتبط: تفاوت کنترل کننده های صنعتی PLC.IPC.PAC
کنترل کننده‌های گسسته:
کنترل کننده‌های گسسته برخی از ساده ترین انواع دستگاه‌های کنترل اتوماسیون صنعتی هستند. آنها بیشتر برای کنترل‌های اولیه روشن و خاموش در دستگاه‌هایی مانند ترموستات یا تایمر استفاده می‌شوند.
سیستم‌های داخلی و سیستم‌های ابری برای اتوماسیون صنعتی:
پذیرش فناوری‌ها و راه حل‌های ابری به طور فزاینده ای گسترده می‌شود. طبق آخرین پیش‌بینی گارتنر، پیش‌بینی می‌شود که هزینه‌های کاربر نهایی در سراسر جهان برای سرویس‌های ابری عمومی با رشد 20.4 درصدی در سال 2022 به 494.7 میلیارد دلار برسد. که از 410.9 میلیارد دلار در سال 2021 افزایش می‌یابد. انتظار می‌رود در سال 2023، هزینه‌های کاربر نهایی به تقریباً 600 میلیارد دلار برسد.
تعداد فروشندگانی که سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ابری را تامین می‌کنند نیز به سرعت در حال رشد است. بنابراین طبیعی است که سازمان‌ها به امکان تغییر از راه‌حل‌های داخلی به مدل‌های تحویل ابری نگاه کنند، با توجه به اینکه می‌توانند مزایای متعددی برای آنها فراهم کنند.
از آنجایی که هر دو رویکرد قطعا نقاط قوت و ضعف خود را دارند، انتخاب می‌تواند برای تصمیم‌گیرندگان شرکت‌ها و سازمان‌هایی که به دنبال پیاده‌سازی سیستم‌های اتوماسیون جدید هستند، یک کار غیر ضروری باشد. با این حال، این تصمیم می‌تواند و در بیشتر موارد پیامدهای طولانی‌مدتی داشته باشد، به‌ویژه برای سازمان‌های بزرگ با عملیات گسترده و فرآیندهای متعدد.
سیستم‌های داخلی در مقابل سیستم‌های ابری:
با اینکه سیستم‌های ابری و داخلی اساساً تنها یک تفاوت دارند. رویکرد استقرار یا به عبارت ساده‌تر، جایی که سیستم اتوماسیون صنعتی در آن قرار دارد. این یک عامل به اندازه کافی بزرگ است که در موفقیت کلی استراتژی اتوماسیون یک سازمان نقش داشته باشد.
بیایید مشخص کنیم که در واقع چه چیزی در فضای داخلی و ابری است. نرم افزار اتوماسیون صنعتی داخلی با استفاده از آن بر روی سرورهای محلی سازمان نصب و میزبانی می‌شود. سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ابری توسط سرورهای متعلق به ارائه‌دهنده راهکارهای اتوماسیون میزبانی می‌شوند و در حال اجرا هستند. طبیعتاً هر یک از این رویکردها بسته به نیازها و الزامات خاص سازمان می‌تواند سودمندتر از دیگری باشد.
به منظور انتخاب درست، باید درک روشنی از مزایا و معایب که برای هر رویکرد معمول است داشته باشید. پس بیایید با جزئیات بیشتری به آنها نگاه کنیم.
حتما بخوانید:
انجام پروژه های اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ کارخانه
مزایای سیستم‌های اتوماسیون ابری:
دسترسی بالا
دسترسی از راه دور از هر دستگاه و مکانی یکی از نقاط قوت اصلی همه راه حل‌های ابری است و قطعاً برای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ابری نیز قابل اجرا است. استفاده از سیستم‌های ابری به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا سیستم‌های اتوماسیون داخلی را ایجاد کنند، حتی اگر زیرساخت فناوری اطلاعات آنها در مکان‌ها و در برخی موارد، در قاره‌های مختلف پراکنده باشد.
هزینه‌های پایین تر
یکی دیگر از نقاط قوت اصلی راه حل‌های اتوماسیون و سایر محصولات ارائه شده در فضای ابری، مقرون به صرفه بودن بسیار بالاتر در مقایسه با میزبانی داخلی است. پیاده‌سازی راه‌حل‌های ابری به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا از نیاز به تخصیص بودجه برای خرید، نصب و نگهداری سرورهای داخلی و سایر زیرساخت‌های مورد نیاز برای اجرای راه‌حل اتوماسیون صنعتی اجتناب کنند.
عملکرد قابل اعتماد
استفاده از راه حل شخص ثالث البته با توجه به اینکه توسط یک فروشنده معتبر اتوماسیون صنعتی ارائه شده است. به یک شرکت اجازه می‌دهد تا نه تنها نیاز به اجرای زیرساخت سخت افزاری سیستم اتوماسیون را برون سپاری کند. بلکه سایر دردسرهای مرتبط با رویکرد در محل را برون سپاری کند. با توجه به اینکه امروزه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به کارکرد 24 ساعته، ارائه عملکرد بالا و پایدار، سازگاری با انواع رو به رشد پلتفرم‌ها و راه‌حل‌های نرم‌افزاری، دریافت به‌روزرسانی‌های مکرر و به‌موقع و… می‌توانند بسیار زیاد باشند.
پیش بینی پذیری مالی
از نقطه نظر مالی، راه‌حل‌های اتوماسیون صنعتی مبتنی بر ابر می‌توانند بسیار سودمند باشند، نه تنها به دلیل نداشتن هزینه‌های اولیه و عموماً به‌طور متوسط استفاده از آنها بسیار ارزان‌تر. عامل قابل توجه دیگر این است که هزینه‌ها بسیار قابل پیش‌بینی‌تر هستند و به سازمان‌ها اجازه می‌دهند قبل از موعد برای اتوماسیون بودجه‌بندی کنند و نگران هزینه‌های غیرمنتظره نباشند.
هزینه‌های انعطاف پذیر و مقیاس پذیر
علاوه بر این، اکثر راه‌حل‌های اتوماسیون فرآیند ابری، گزینه‌های اشتراک انعطاف‌پذیر را بر اساس نیازها و الزامات فعلی یک سازمان ارائه می‌کنند. این امر به شرکت‌ها امکان می‌دهد از هزینه‌های بیش از حد برای زیرساخت‌های فناوری اطلاعات اجتناب کنند و مقیاس عملیات را برای آنها آسان‌تر می‌کند، زیرا هزینه‌های پشتیبانی اتوماسیون تنها با افزایش عملیات تجاری افزایش می‌یابد.
امنیت بهتر
هنگامی که صحبت از محافظت از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در برابر انواع مختلف تهدیدات سایبری، از حملات هکرها تا نقض داده‌ها می‌شود. راه‌حل‌های ابری معمولاً می‌توانند سطح بالاتری از امنیت را ارائه دهند. ارائه دهندگان ابر معمولا سرورهای خود را در مراکز داده بزرگ میزبانی می‌کنند. که از سیستم‌های قدرتمند امنیت سایبری متمرکز استفاده می‌کنند که برای اکثر سازمان‌های کوچک و متوسط مقرون به صرفه نیستند.
استقرار سریع
در نهایت، استقرار سیستم‌های ابری بسیار آسان‌تر و سریع‌تر است. و به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا یک فناوری اتوماسیون صنعتی را در چند روز و چند هفته پیاده‌سازی کنند، زمانی که استقرار در محل ماه‌ها یا بیشتر طول می‌کشد.
معایب سیستم‌های اتوماسیون ابری:
پتانسیل سفارشی سازی کمتر
از جنبه منفی، یک سیستم اتوماسیون صنعتی ابری، که یک راه حل شخص ثالث است، معمولاً سازمان را با استفاده از کنترل کمتر و گزینه‌های سفارشی سازی محدود ارائه می‌دهد.
وابستگی به ارائه دهنده راه حل
حتی اگر انتخاب استفاده از یک سیستم ابری به جای پیاده‌سازی راه‌حل اتوماسیون صنعتی مستقل، به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا بیشتر مشکلات مربوط به توسعه و نگهداری آن را برون سپاری کنند، اهمیت ارائه‌دهنده شخص ثالث را نیز افزایش می‌دهد. به همین دلیل است که انتخاب ارائه‌دهنده مناسب یکی دیگر از معضلاتی است که ادغام‌کنندگان اتوماسیون کارخانه، مدیران فناوری اطلاعات و تصمیم‌گیرندگان تجاری هنگام بررسی گزینه‌های اتوماسیون خود با آن مواجه هستند.
اتصال به اینترنت مورد نیاز است
سیستم‌های اتوماسیون ابری به منظور بهره‌وری نیاز به اتصال به اینترنت دارند. این مطمئناً در برخی موارد می‌تواند مشکل ساز باشد، عمدتاً برای سازمان‌هایی که سیستم‌های اتوماسیون صنعتی خود را می‌خواهند کاملاً مستقل از وب باشند.
حتما بخوانید: هزینه راه اندازی خط تولید صنعتی
مزایای سیستم‌های اتوماسیون داخلی:
تسلط کامل
مزیت اصلی استفاده از قطعات اتوماسیون صنعتی داخلی این واقعیت است که این یک راه حل توسعه‌یافته داخلی است که می‌تواند مطابق با نیازها و الزامات خاص سفارشی و پیاده سازی شود. و سازمان کنترل کامل بر چرخه حیات بعدی خود دارد.
زمان و قابلیت اطمینان بهتر
از آنجایی که راه‌حل‌های اتوماسیون صنعتی داخلی برای عملکردی نیازی به دسترسی به اینترنت ندارند. با توجه به اینکه زیرساخت فناوری اطلاعات سازمان نیز مطابق با این استاندارد است، معمولاً می‌توانند زمان و قابلیت اطمینان بهتری را ارائه دهند.
معایب سیستم‌های اتوماسیون داخلی:
نیاز به سرمایه گذاری اولیه بالا
بطور طبیعی، نقطه ضعف اصلی سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در محل این است که برای توسعه و پیاده‌سازی به سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجهی نیاز دارند.
هزینه‌های نگهداری بالاتر
هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌تواند یکی دیگر از معایب سیستم‌های داخلی باشد. از آنجایی که هزینه‌های پشتیبانی از هر راه‌حل نرم‌افزاری در طول زمان افزایش می‌یابد. هزینه‌های نگهداری 55٪ از کل هزینه مالکیت هر محصول نرم‌افزاری را تشکیل می‌دهد – یک سیستم در محل بطور مداوم بار بزرگ‌تری برای بودجه یک شرکت خواهد بود.
زمان بیشتر برای ساخت و اجرا
توسعه و اجرای یک راه‌حل اتوماسیون داخلی نیز زمان بیشتری می‌برد. سفارشی سازی سیستم، نصب آن بر روی سرورها و تمامی دستگاه‌ها زمان بر است. در حالی که عوارض بالقوه، معمولی برای پروژه‌های IT داخلی شرکت‌های بدون تخصص در توسعه نرم‌افزار، اغلب منجر به تاخیر و بیش از حد بودجه پروژه می‌شود.
حتما بخوانید:
مانیتورینگ و کنترل خطوط تولید صنعتی
8 نکته طلایی فرآیندهای اتوماسیون صنعتی
جمع بندی:
در مقاله امروز سپیانی به اجزای اتوماسیون صنعتی پرداختیم. مقاله را با معرفی اتوماسیون صنعتی آغاز کردیم. در ادامه سیستم‌های متفاوت اتوماسیون صنعتی را بررسی کردیم و مزایا و معایب هرکدام را مرور کردیم. چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با اجزای اتوماسیون صنعتی دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. همچنین برای خرید دستگاه‌های ذکر شده و دیگر تجهیزات لازم و آگاهی از قیمت و مشخصات فنی آنها میتوانید به بخش فروشگاه ما مراجعه کنید. اگر قصد اتوماسیون خط تولید خود را دارید ما شما را در این راه همراهی خواهیم کرد. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق واتساپ با ما در تماس باشید.
