کاربرد اتوماسيون صنعتي در افزايش بهره وری کسب و کار

با توجه به گسترش فناوری های مختلف در دنیا یکی از مهم ترین نیاز ها برای هر سازمانی افزایش بهره وری تجهیزات سازمانی و یا مراکز صنعتی است ،کنترل تجهیزات صنعتی یکی از مواردی است که اگر بتوانیم این کار را به درستی انجام دهید می توانید به بهترین نتیجه در کسب و کار خود برسید.

 

استفاده از نیرو انسانی هر قدر هم که ماهر و با تجربه باشد ولی باز احتمال خطای انسانی در هر کسب و کار فراهم می کند و گاهی با یک اشتباه کوچک خسارت های چندین میلیون توانی به مراکز صنعتی تحمیل می شود شما می توانید با یک بار پرداخت هزینه و خرید تجهیزات اتوماسیون استاندارد شرایطی را فراهم کنید که از علاوه بر افزایش بهره وری کسب و کار خود از بروز خسارات های احتمالی جلوگیری کنید و ایمنی محل کار خود را بالا ببرید.

 

امروزه با رشد سریع تکنولوژی خودکارسازی و فناوریهای اطلاعات و ارتباطات مفاهیم سنتی تولید و خدمات  با چالشی اساسی روبرو شده است و لازمه افزایش کیفیت و کمیت یک محصول ودر نهایت بهبود بهره وری در سازمان بهره گیری از فناوریهای اطلاعات دانش و سامانه های ابزار دقیق الکترونیکی و رایانه ای به جای متصدیان انسانی برای کنترل فرایندهای هر سازمان می باشد.

 

استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی یکی از راه کار هایی است که می تواند در افزایش بهره وری کسب و کار به شما کمک کند .

 

در این مقاله به بررسی مزایای اتوماسیون در مراکز صنعتی پرداخته شده است و با کمک چرخه عمر تکنولوژی میزان تاثیر فناوری های نوین را در موفقیت، ارتقا سطح بهره وری و بهبود عملکرد شرکت های توزیع بررسی می گردد.

 

اتوماسیون چیست؟

اتوماسیون یک مرحله  فراتر از مکانیزاسیون است. در مکانیزاسیون از مجموعه‌ای از تجهیزات مکانیکی استفاده می‌شود که برای انجام فعالیت مورد نظر، نیاز به کمک انسان خواهند داشت. اما از سوی دیگر اتوماسیون نقش انسان را در انجام فرآیند حذف کرده و آن را با برنامه‌ریزی‌های منطقی و دستگاه‌‌های هوشمند جایگزین کرده است. در اتوماسیون صنعتی، کامپیوتر و ماشین به جای انسان تفکر و تصمیم‌گیری خواهند کرد.

 

اتوماسیون صنعتی به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلاً کامپیوتر) به جای انسان است که به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه‌های تولید به کار گرفته می شود.

مهم ترین هدف اتوماسیون صنعتی این است که مراکز صنعتی بتوانند حداکثر بهروری خود را از تجهیزات صنعتی  داشته باشند.

 

وظایف سیستم اتوماسیون صنعتی

1) مبادله اطلاعات بین قسمت های مختلف مراکز تولیدی و صنعتی

 2)  برقرار کردن استراتژی های کنترلی درمراکز صنعتی

 3) ایجاد یک واسط مناسب بین کاربر و مجموعه تحت کنترل

 


اجزاء کنترل در یک سیستم اتوماسیون صنعتی

 

 1)ابزار های اندازه‌گیری در سیستم اتوماسیون صنعتی

 

اندازه‌گیرها در واقع چشم سیستم‌های کنترل محسوب می‌شوند و با کمی سازی مقادیر فرایندی کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرایند و رسیدن به نقطه تنظیم مورد نظر ارسال می‌نماید.

 هر دستگاه اندازه‌گیری شامل سه جزء اساسی سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر می‌باشد.

 (1  سنسور

 (Sensor) سنسور قطعه‌ای است که به پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت، حرارت، نور، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می‌دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.

2)ترانسدیوسر

 (Transducer) ترانسدیوسر قطعه‌ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، سنسور پارامتر مورد اندازه‌گیری را به ترانسدیوسر تحویل می‌دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می‌کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد.

3) ترانسمیتر

 (Transmitter) ترانسمیتر وسیله‌ای است که یک سیگنال خروجی ترانسدیوسر را به سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می‌نماید. از معروفترین استانداردهای ترانسمیترها می‌توان به استاندارد ۴ تا ۲۰ میلی آمپر و ۰ تا ۱۰ ولت اشاره نمود.

 

  2)  محرک‌ها در سیستم اتوماسیون صنعتی

 

محرک‌ها در سیستم اتوماسیون قطعاتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده گرفته و متناسب با این سیگنال‌ها عمل می‌کنند. از عمده ادوات خروجی می‌توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این قطعه ها با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه‌گیری شده در مقدار بهینه و مورد نظر می‌شوند.

 

   3) کنترل کننده در سیستم اتوماسیون صنعتی

کنترل کننده در سیستم اتوماسیون عبارتست از هدایت و نگهداری یک یا چند فرایند به وضعیت یا وضعیت‌های مطلوب یا مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می‌باشد که اهداف اساسی کنترل می‌باشند.

 

کاربرد اتوماسیون صنعتی

امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق کنترلی در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به صورت گسترده به چشم می خورد. کنترل پروسه و سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و... بکار می آید نیازمند تجهیزات  بسیار دقیق و حساس می باشند.

 پیشرفتهای تکنیکی اخیرو استفاده از اتوماسیون صنعتی  در کنترل فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار ، دما ، جریان و... باعث افزایش کیفیت محصولات ،افزایش ایمنی و کاهش هزینه های تولید گردیده است .

 

مزایای اتوماسیون صنعتی

1) کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)

2) افزایش کیفیت محصولات تولیدی

3) افزایش بهره وری واحدهای صنعتی

 4) بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی و جسمی

(5  تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها

6)افزایش سرعت تولید (کمیت تولید)

(7 کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر

 

مانیتورینگ در اتوماسیون صنعتی

 

یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و … بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه کار خود نیستند .

مانیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از قسمت های مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف.

 

اهداف مانیتورینگ در اتوماسیون صنعتی

 

نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاهها

نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم

نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم

نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم

نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب

تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید

امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ

ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان تولید ، میزان مواد  اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و

 

دلایل استفاده از اتوماسیون صنعتی

 

کاهش هزینه تولید

ترکیب فرآیندهای مختلف در صنعت با استفاده از اتوماسیون همانطور که در بخش قبل ذکر شد زمان تولید را کاهش خواهد داد، همچنین نیاز به استفاده از انسان در طول فرآیند را کاهش خواهد داد. لذا هزینه‌های ناشی از تولید کالا بدین صورت کاهش خواهد یافت.

 

افزایش بهره‌وری

اتوماسیون یک کارخانه یا یک مرکز صنعتی می‌تواند با کنترل بهتر و دقیق‌تری که بر فرآیند تولید دارد، نرخ تولید را به طور چشمگیری بهبود بخشد.

 در واقع زمان صرف شده به ازای تولید هر کالا کاهش پیدا خواهد یافت و همچنین کیفیت و دقت در تولید کالا افزایش خواهد یافت.

 

افزایش کیفیت کالا

استفاده از اتوماسیون دخالت انسان در فرآیند را کاهش خواهد داد، احتمال وقوع خطاهای انسانی نیز به حداقل خواهد رسید. بدین ترتیب کالاهای تولید شده با استفاده از عملکرد تجهیزات اتوماسیون و بازدید دقیق و کنترل آن‌ها از مرحله طراحی تا ساخت دارای کیفیت بسیار بهتری نسبت به قبل خواهند بود.

 

افزایش امنیت

اتوماسیون صنعتی با جایگزین کردن ماشین‌های صنعتی با انسان‌ها از حضور انسان در محیط‌های خطرناک جلوگیری کرده و احتمال خطای انسانی را به حداقل می رساند ، بدین ترتیب امنیت محیط کار را بالا خواهد برد.

 

بخش‌های مختلف سیستم اتوماسیون صنعتی

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی شامل تعداد بسیار زیادی از دستگاه‌ها هستند که از طریق تکنولوژی اتوماسیون در کنار یکدیگر و به طور همزمان مشغول به فعالیت خواهند بود. در تصویر زیر می‌توانید آرایش یک سیستم اتوماسیون صنعتی را مشاهده کنید.

 

تجهیزات اتوماسیون صنعتی 

1)تایمر

تایمر یا رله زمانی وسیله ای که وظیفه آن تنظیم  بازه زمان مشخص بین دو عملکرد خاص ،در مدار فرمان کنترل یک پروسه می باشد.

تایمر یا رله زمانی مجموعه کلیدی است که از یک سری کنتاکت های باز و بسته تشکیل می شود .

مکانیزم عملکرد تایمرها به این صورت می باشد که با وصل جریان برق به منبع تغذیه آن، بر اساس تنظیمی که روی آن صورت گرفته و پس از مدت زمان تعیین شده عمل می کند و کنتاکت های داخلی آن تغییر وضعیت می دهند، بدین صورت که کنتاکت های بسته آن باز و کنتاکت های باز آن بسته می شوند.

تایمر ها وسایلی  هستند که از ورودی سیگنالی را دریافت کرده و پس از فرا رسیدن زمان مشخص تنظیم شده ،سیگنالی را به خروجی ارسال می کند و با ارسال این سیگنال عملکرد مشخص شده صورت می گیرد

تایمر ها به طور کلی به دو دسته تایمر آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند .

تایمر آنالوگ

تایمر آنالوگ جز اولین نوع تایمر ها بوده است اما هنوز هم کاربرد زیادی در صنعت دارند ،این نوع تایمر معمولا مدت زمان سپری شده را نمایش نمی دهد اما برای مشخص بودن اینکه تایمر در حال کار (شمارش ) می باشد یا نه ،یک هشدار دهنده که اغلب به صورت چراغ کوچک است بر روی آن قرار داده می شود .

تایمر دیجیتال

تایمر های دیجیتال جدید ترین نسل تایمر ها محسوب می شود ،در ساختار این نوع تایمر ها از مدارات الکترونیکی استفاده می شود و معمولا بر روی تایمر یک صفحه نمایشگر وجود دارد که زمان تنظیم شده و زمان سپری شده تایمر را به کاربر نمایش می دهد و با استفاده از آن کاربر می تواند اطلاعات دقیق بدست آورد .

 .

 

2)رله ssr

رله ها رامی توان نوعی کلید هوشمند دانست که علاوه بر داشتن قابلیت های  اصلی یک کلید مزیت های بیشتری نیز در خود دارد.

رله خود نوعی کلید الکتریکی با سرعت بالا می باشد که توسط یک مدار الکتریکی مجزا تحریک شده و کنتاکت های آن باز و بسته می شود . وبین این کلید الکتریکی به روش های مختلفی مانند مکانیکی ، حرارتی ، مغناطیسی ، الکترواستاتیکی و … تحریک می شود .

در واقع  زمانیکه خواسته باشیم با یک سیگنال ضعیف مداری را کنترل و برسی نماییم مانند روشن نمودن یک موتور الکتریکی و یا اینکه با همین سیگنال ضعیف چندین المان مختلف را در تابلو برق مدیریت نماییم از رله ها استفاده می کنیم.

 رله ها  می‌توانند جریانی قوی‌تر از جریان مدار فرمان خود را هدایت کنند، و می‌توان آن ها را نوعی تقویت کننده نیز دانست که در زمان گذشته برای تقویت سیگنال هم به کار برده می شد.

در قدیم رله‌ها معمولاً دارای سیم پیچ بودند و از جریان الکتریکی برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می‌بردند اما در عصر جدید از رله‌ حالت جامد ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.

 

3)ترموستات

 کنترلر دما یا ترموستات دیجیتال دستگاهی است که برای کنترل دما بدون دخالت اپراتوری گسترده استفاده می شود. کنترلر درون یک سیستم کنترل حرارت یک سنسور حرارتی از قبیل ترموکوبل یا سنسوری از خانواده RTD (از قبیل PT100 یا PT1000 و …) را به عنوان ورودی می پذیرد و مقدار حرارت واقعی (همانی که از سنسور حرارتی می گیرد) را با مقدار حرارت دلخواه یا تعیین شده مقایسه می کند. سپس یک خروجی تولید می کند.

مثال مناسبی از طرز کار کنترلر حرارتی را می توان سیستمی را در نظر گرفت که کنترلر ورودی خود را از سنسور حرارتی دریافت کرده و سپس یک خروجی به یک دستگاه کنترل دما می دهد. این دستگاه می تواند یک المنت حرارتی یا یک فن باشد (گرم کردن یا سرد کردن سیستم). کنترلر به صورت معمول تنها بخشی از سیستم کنترل حرارت است و برای انتخاب کنترلر مناسب کل سیستم باید آنالیز شود

 

4)کنترلر

کنترلر همان طور که از نام آن مشخص است دستگاهی است که برای کنترل متغییر های مختلف مثل  میزان رطوبت و دمای محیط های مختلف استفاده می شود و می توان ان را یکی از دستگاه های پر کاربرد در صنایع مختلف دانست.

 

کنترل بر شرایط فیزیکی حاکم بر یک محیط بسته همواره یکی از دغدغه های انسان ها بوده است. این کنترل می تواند تحت شرایط پیچیده همراه با تجهیزات خاصی برای عملکرد های سطح بالا در صنایع باشد و یا اینکه در حد و اندازه های یک کولر آبی و یا پنکه ای ساده در کنج اتاق خانه شما.

 اگر قصد کنترل دما و رطوبت محیط را دارید بدون شک استفاده از این دستگاه می تواند یکی از بهترین انتخاب ها برای شما باشد.

 

امیدوارم با انتخاب بهترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی استاندارد در محیط کاری خود بتوانید بهترین بهره وری را از تجهیزات و نیرو انسانی محل کار خود داشته باشید.