اتوماسیون صنعتی چیست و چه نقش مهمی در مدرن کردن قابلیت صنعتی دارد؟ مدرن کردن تجهیزات اتوماسیون می تواند منجر به بهبود کیفیت محصول، کاهش خطا و بهبود کارایی شود. فرآیندهای اتوماسیون صنعتی می توانند وظایف دستی را انجام داده و به خوبی ابزارهایی را که مراحل مختلف را انجام می دهند و موارد دیگر را کنترل کنند. این کار باعث کاهش هزینه ها می شود و بینش بهتری نسبت به هزینه های شرکت، فرآیندهای تولید و نرخ تولید به شما می دهد. در این مقاله از مارش شاپ با ما همراه باشید تا به معرفی انواع اتوماسیون صنعتی و مزایا و معایب آن بپردازیم.

فهرست مطالب

اتوماسیون چیست؟

اصطلاح اتوماسیون به معنای استفاده یا کنترل خودکار یک فرآیند مکانیکی یا تکراری است. اتوماسیون معمولا در کاربردهای تولیدی و صنعتی استفاده می شود. قبل از ظهور تکنولوژی مدرن، بسیاری از این کارها به صورت دستی انجام می شد. با این حال، هدف از اتوماسیون صنعتی صرفه جویی در زمان و افزایش کارایی از طریق اضافه کردن ماشین آلات است. امروزه اتوماسیون یک وسیله ثابت در سراسر کارخانه ها، شبکه های ارتباطی و حمل و نقل است. فقط چند نمونه از اتوماسیون معمولی معاصر عبارتند از:

  • فرآیندهای تولید
  • تنظیم اتوماتیک دیگ ها و ترموستات ها در پاسخ به شرایط محیطی
  • خلبان خودکار و فرآیندهای حمل و نقل مشابه
  • کنترل یک شبکه تلفن چند حالته

فناوری اتوماسیون می‌تواند ساده یا پیچیده باشد، با ورودی‌های داده‌های متعدد برای پاسخگویی و ارزیابی. اگرچه انواع مختلفی از فناوری اتوماسیون وجود دارد، اما همه آنها بر اساس یک اصل پایه کار می کنند: مقایسه مقدار یک داده اندازه گیری شده با مقدار ایده آل آن و سپس انجام تنظیمات لازم. این ویژگی اساسی حلقه کنترل است. تجهیزات اتوماسیون معمولا فناوری‌های مختلفی را ترکیب می‌کنند، از جمله:

  • سیستم های الکتریکی
  • الکترونیک
  • اجزای پنوماتیکی
  • سیستم های هیدرولیک
  • دستگاه های مکانیکی

صرف نظر از فناوری، همه سیستم‌های خودکار شامل هماهنگی حسگرهایی هستند که ورودی داده‌ها را با محرک‌هایی که خروجی‌های داده را ارائه می‌دهند، ارائه می‌کنند. این خروجی ها تنظیمات لازم را در سیستم انجام می دهند و از وقوع رویدادهای مورد نظر اطمینان حاصل می کنند.

بخش های حیاتی اتوماسیون

  • سیستم های کنترلی: سیستم های کنترلی مهم ترین بخش اتوماسیون می باشند که وظیفه مشخص کردن تسک ها و نظارت بر اجرای آن را بر عهده دارند. نظیر پی ال سی ها
  • حسگرها: حسگرها داده هایی که برای مدیریت دقیق فرآیندها نیاز است را جمع آوری کرده و برای سیستم های کنترلی می فرستند.
  • عملگرها: منظور از عملگرها دستگاه های فیزیکی از قبیل ربات هاست که برای وظایف به کار می روند.
  • شبکه ها: با استفاده از شبکه بخش های مختلف اتوماسیون به هم متصل شده و داده های لازم انتقال داده می شود.

ابزارها و فناوری اتوماسیون در صنایع

شاید مهم ترین پیشرفت اخیر در اتوماسیون، توسعه فناوری کنترل عددی کامپیوتری (CNC) باشد. سیستم‌های کنترل‌شده توسط رایانه، دقت و پیچیدگی را در سطحی که قبلا در سیستم‌های خودکار امکان‌پذیر نبود، امکان‌پذیر می‌سازند. نمونه هایی از فناوری CNC عبارتند از:

  • سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD).
  • سیستم های تولید به کمک کامپیوتر (CAM).
  • کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)
  • سیستم های متناسب-انتگرال-مشتق (PID).

PLCها سیستم های کامپیوتری تخصصی هستند که توسط اپراتورهای انسانی اداره می شوند و جریان داده ها را بین حسگرها و محرک های درون سیستم هماهنگ می کنند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که از نظر فیزیکی مقاوم باشند تا در برابر گرد و غبار و لرزش در کارخانه ها و محیط های صنعتی مشابه مقاومت کنند. اندازه آنها از ماژولار تا rack-mounted است.

PID ها برای ارزیابی بازخورد مستمر از ماشین آلات صنعتی طراحی شده اند – به عبارت دیگر، آنها دستگاه های حلقه کنترل هستند. PLCها و PIDها تنها دو نمونه از طیف وسیعی از فناوری هستند که پیشرفت سریع اتوماسیون صنعتی را ممکن ساخته است. در ادامه این مقاله به نمونه های دیگر اشاره خواهیم داشت.

تفاوت اتوماسیون با مکانیزاسیون

منظور از مکانیزاسیون به کار گرفتن ماشین آلات ساده یا پیچیده در انجام تسک هایی است که قبلا توسط نیروی انسانی انجام می شد که باعث افزایش دقت و سرعت انجام وظایف می شود. به طور کلی اتوماسیون در مقایسه با مکانیزاسیون در سطح بالاتری قرار دارد. سیستم های کنترلی در اتوماسیون تمامی وظایف را به صورت اتومات و از طریق هوش مصنوعی بدون دخالت نیروی انسانی انجام می دهند و انعطاف پذیری بیشتری دارند. در حالیکه در مکانیزاسیون این سیستم های توسط یک نیروی انسانی کنترل و مدیریت می شود. آنچه که مشخص است این است که هر دو سیستم اتوماسیون و مکانیزاسیون به دنبال افزایش سرعت و بهره وری می باشند و تمامی تسک ها توسط ماشین انجام می شود که موجب کم شدن نیروی کار انسانی خواهد شد.

کاربرد مکانیزاسیون و اتوماسیون

• در خطوط تولید صنایع مختلف نظیر جوشکاری، مونتاژ استفاده می شوند.
• ذخیره کالا در انبار
• سیستم های حمل و نقل نظیر مترو
• ارائه خدمات مشتری از طریق ربات های چت
• ارائه سیستم های آبیاری و کاشت و برداشت در حیطه کشاورزی

اتوماسیون صنعتی چیست؟

بکار گیری اتوماسیون در صنایع و تولید اتوماسیون صنعتی نام دارد. به همین ترتیب منظور از تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده از تجهیزات مختلف نظیر برنامه های کامپیوتری، دستگاه های کنترل، ربات ها برای انجام تسک ها با کمترین دخالت انسان می باشد. از اتوماسیون صنعتی در انبار، بسته بندی مواد، کنترل کیفیت استفاده می شود که باعث افزایش ایمنی در تولید و کارخانه ها می شود.

مثال برای درک بهتر اتوماسیون صنعتی

چرا اتوماسیون صنعتی مهم است؟ چه فواید و مزایایی به همراه دارد؟ فن آوری جدید اتوماسیون هیجان انگیز و نوآورانه است و به ما امکان می دهد قابلیت های خود را گسترش دهیم و سریع تر، هوشمندانه تر و کارآمدتر کار کنیم. فناوری اتوماسیون مدرن مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد – کارایی بیشتر، هزینه های کمتر، بهره وری بهتر – اما شاید هیچ کدام قانع کننده تر از ایمنی نباشد. فقط یک مثال ممکن را در نظر بگیریم، جوشکاری استیلن سنتی یک کار خطرناک است که شعله های بسیار روشن و گازهای خطرناک تولید می کند، اما جدیدترین فناوری اجازه می دهد تا جوشکاری کاملاً خودکار باشد. شکل و جزئیات سطح فلزات هدف در زمان واقعی اسکن و پردازش می شود و تیر جوش به طور خودکار مطابق با آن تنظیم می شود. نتیجه کار، افزایش ایمنی و کاهش صدمات یا تصادفات است.

تاریخچه اتوماسیون صنعتی

اصطلاح اتوماسیون توسط مهندسی از شرکت فورد موتور ، که از پیشگامان اتوماسیون صنعتی و در خط مونتاژ تولید بود، ابداع شده است. در آغاز، فرایند تولید صنعتی بر پایه چشم، دست و مغز یک کارگر بود؛ امروزه این فرآیند به عهده حسگرها، محرک ها و رایانه ها است.
در اصل، اجرای اتوماسیون در یک فرآیند تولید متمرکز بر جایگزینی نیروی انسانی با یک ماشین مستقل است. در ابتدا، هر ماشین به طور مستقل برای یک روند تولید روان باید توسط یک ناظر انسانی هماهنگ و پایش می شد؛ اما با پیشرفت های تکنولوژی در سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال، ریزپردازنده ها و PLC ها (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) و حسگرهای مختلف، همگام سازی و هماهنگی چندین ماشین مستقل و دستیابی به اتوماسیون صنعتی واقعی بسیار آسان شده است. برخی از رویدادها و نقاط عطف در تاریخ اتوماسیون صنعتی عبارتند از:

  • 1882: موتور تحلیلی چارلز بابیج، یک کامپیوتر مکانیکی، طراحی شد اما هرگز ساخته نشد.
  • 1890: اولین موتور الکتریکی برای خودکارسازی تولید قفل استفاده شد.
  • 1922: شرکت فورد موتور اولین خط مونتاژ را افتتاح کرد که از تسمه نقاله و سایر وسایل مکانیکی برای خودکارسازی تولید خودروها استفاده می کرد.
  • 1937: جورج دیول اولین دستگاه قابل برنامه ریزی را ثبت اختراع کرد که در نهایت منجر به توسعه کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) شد.
  • 1968: اولین PLC، کنترل کننده قابل برنامه ریزی، توسط جنرال موتورز و وستینگهاوس ساخته شد.
  • دهه 1970: PLC ها به طور گسترده ای در صنعت برای خودکارسازی فرآیندها مورد استفاده قرار گرفتند.
  • دهه 1980: استفاده از رایانه و سایر فناوری های دیجیتال در اتوماسیون صنعتی شروع به افزایش کرد.
  • دهه 1990: اینترنت به طور گسترده در دسترس قرار گرفت و منجر به توسعه سیستم های اتوماسیون صنعتی مبتنی بر وب شد.

تاریخچه اتوماسیون صنعتی شاهد توسعه بسیاری از فناوری ها و سیستم های مهم بوده است که کارایی و اثربخشی فرآیندهای صنعتی را بسیار افزایش داده است.

انواع اتوماسیون صنعتی چیست؟

1- سیستم اتوماسیون ثابت

اتوماسیون ثابت ساده ترین نوع اتوماسیون صنعتی است. در یک سیستم اتوماسیون ثابت، ماشین ها به طور دائمی برای انجام یک کار خاص تنظیم می شوند. پس از اتمام کار، دستگاه ریست شده و منتظر کار بعدی می ماند. سیستم های اتوماسیون ثابت در صنایعی که وظایف بارها و بارها تکرار می شوند استفاده می شود. نمونه‌هایی از یک سیستم اتوماسیون انعطاف‌پذیر کارخانه‌های تولید انبوه مواد غذایی و سایر اقلام هستند که محصولات از طریق یک نوار نقاله جابجا می‌شوند.

مزایامعایبکاربرد
تولید انبوهقیمت بالا در نصب و اجرادر صنایع تولید انبوه بدون نیاز به تغییر
انسجام کیفیت در تولیدمشکل بودن جایگزین نمودن واحدهای اتوماسیون در تعریف تسک های جدیدخطوط حمل و نقل در صنایع خودروسازی
تعمیر و نگهداری پایینسخت بودن هماهنگی با تغییرات جدیددر صنایعی مانند تولید انواع نوشیدنی که ماشین آلات ثابتی دارند.

2- سیستم اتوماسیون قابل برنامه ریزی

سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی با استفاده از یک برنامه کدگذاری کنترل و مدیریت می شوند و شامل تجهیزات اتوماتیک و رباتیکی می باشند. این نوع اتوماسیون بیشتر در تولیدی ها که نیاز به تولید انبود و مشابه است کاربرد دارد. مانند صنایع تولید مواد غذایی.

مزایامعایبکاربرد
سهولت در امکان اعمال تغییرات تولیدقیمت بالا تجهیزاتصنایع تولید کاغذ
برنامه ریزی آساننیاز به زمان زیاد در اعمال تغییراتکارخانه های فولاد
ایده آل برای تولید دسته ایعدم انجام وظایف در هنگام اعمال تغییرات و به هدر رفتن زمانربات های صنعتی و ماشین های رباتیک

3- سیستم اتوماسیون انعطلاف پذیر

نمودار انتخاب نوع اتوماسیون، بسته به تنوع و میزان تقاضای محصول این نوع اتوماسیون بر اساس اتوماسیون قابل برنامه ریزی است، که به آن اتوماسیون نرم یا (Soft Automation) نیز گفته می شود و نیاز به برنامه نویسی خاصی ندارد. این ویژگی امکان محصولات گوناگون رو میسر کرده و همچنین درصد خراب شدن سیستم را کاهش می دهد.

مزایامعایبکاربرد
امکان تولید انواع محصول مختلفافزایش قیمت تولید برای هر واحد محصولربات های صنعتی
سرعت بالا در اعمال تغییرات بدون به هدر رفتن زمانافزایش هزینه سفارشی سازی ماشین آلات / اتوماسیوناتوماسیون انبار
بالا رفتن سفارشی سازی – امکان افزایش تولید با افزایش تقاضاماشین های چند منظوره CNC

4- سیستم اتوماسیون فرآیند

اتوماسیون فرآیند با استفاده از فناوری های جدید و یکپارچه کردن اطلاعات و داده ها فرآیندهای دستی را به صورت اتومات و خودکار تبدیل می کند. همچنین انواع اتوماسیون صنعتی مختلف را  با هم ادغام و ترکیب می نماید. در واقع این مدل از اتوماسیون موجب کاهش بکارگیری نیروی انسانی در انجام دادن تسک ها و افزایش بهره وری می شود.

مزایامعایبکاربرد
پایین آمدن درصد خطا در انجام وظایفقیمت بالا در نصبکنترل وضعیت ورودی و خروجی
بالا رفتن سرعت کارنیاز به متخصصان حرفه ای در اجرااتومات کردن تسک های تکراری
آسان نمودن ارتباط بین بخش های مختلف سیستمهزینه بالای نگهداریجمع کردن اطلاعات و مدیریت آنها

5- سیستم اتوماسیون یکپارچه

این اتوماسیون تمامی فرایندها را از طریق یک کامپیوتر کنترل و به صورت اتومات در می آورد و ساختاری جامع دارد. اتوماسیون یکپارچه ارتباط بین فرایندهای مختلفی که به صورت جداگانه و اتومات در حال انجام می باشند را ساده نموده که باعث کاهش پیچیدگی می شود.

مزایامعایبکاربرد
ادغام اتوماسین های مختلف در یک واحدهزینه بالای نصب و نگهداریتولید رباتیک
ایجاد یک سیستم یکپارچه تولیدنیاز به یک متخصص حرفه ای برای نظارت بر فرآیندهاسیستم های ماشینی منعطف
در تولید گروهی و پیوسته کاربرد داردتولید به کمک کامپیوتر

6- سیستم اتوماسیون فرایند رباتیک

در اتوماسیون فرایند رباتیک، تمامی فعالیت های ربات های نرم افزاری که توانایی انجام تمامی تسک های انسانی را دارند توسط یک فناوری نرم افزاری کنترل می شود.

مزایامعایبکاربرد
کاهش خطای نیروی انسانیهزینه بالا نصب و اجراشرکت های مالی
کم شدن هزینه نیروی کارنیاز به نیروی کار 24 ساعتهشرکت های مراقبت بهداشتی
افزایش بهره وری و مشارکت کارمندان سازمانهاانبار و حمل و نقل

مزایای اتوماسیون صنعتی

  • وظیفه انجام شده توسط اپراتورهای انسانی که شامل کار فیزیکی خسته کننده است، می تواند به راحتی جایگزین شود. اپراتورهای انسانی می توانند از کار در محیط های خطرناک تولید با درجه حرارت شدید، آلودگی، عناصر مضرر یا مواد رادیواکتیو جلوگیری کنند.
  • وظایفی که برای یک اپراتور معمولی انسانی دشوار است به راحتی قابل انجام است. این کارها شامل بلند کردن بارهای سنگین و بزرگ، کار با اشیای بسیار کوچک و غیره است.
  • تولید همیشه سریعتر است و هزینه محصول به طور قابل توجهی کمتر است (در مقایسه با همان محصولی که با کار دستی تولید می شود.)
  • چندین کنترل کیفیت می تواند در طی فرآیند تولید ادغام شود تا ثبات و یکنواختی ایجاد کند.
  • اقتصاد صنعت می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد که تأثیر مستقیمی بر سطح زندگی دارد.

معایب اتوماسیون صنعتی

  • از دست دادن شغل. از آنجا که اکثر کارها توسط ماشین انجام می شود، نیاز به نیروی انسانی بسیار کمتر است و برخی مشاغل به دلیل محبوبیت روزافزون ماشین آلات و اتوماسیون از بین می روند.
  • با استفاده از فناوری روز نمی توان تمام کارهای مورد نظر را خودکار کرد. به عنوان مثال محصولات با اشکال و اندازه های نامنظم بهتر است برای مونتاژ دستی باقی بمانند. (به نظر می رسد این روند با رایانه ها و الگوریتم های پیشرفته در حال تغییر است.)
  • امکان استفاده از اتوماسیون برای فرآیندهای خاصی وجود دارد، یعنی برای محصولات با حجم بالا، محصولات قابل تکرار و سازگار.
  • هزینه اولیه اجرای سیستم اتوماسیون بسیار زیاد است.
  • مجموعه ای از نیروهای ماهر همیشه برای نگهداری و خدمات مورد نیاز است.
  • بیشتر تسک ها و وظایفی که به صورت دستی انجام می شوند، خودکار کردن همه چیز با فناوری امروزی آسان نیست.
  • ماشین‌ها ممکن است فقط برای تولید در مقیاس بزرگ، فرآیندهای تکراری یا مواردی که ثبات در آنها کلیدی است، خوب کار کنند.

مولفه های اصلی تجهیزات اتوماسیون صنعتی

1- کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)

یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) ) یک سیستم کنترل صنعتی است که به طور مداوم وضعیت دستگاه های ورودی را تجزیه و تحلیل می کند و برای کنترل وضعیت دستگاه های خروجی بر اساس یک برنامه سفارشی انتخاب می کند. پی ال سی، برای خودکار کردن یک فرآیند یا ماشین، ورودی ها را نظارت کرده و بر اساس برنامه خود انتخاب می کند و خروجی ها را کنترل می نماید. PLC از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

  • ورودی (Input)
  • سی پی یو (CPU)
  • خروجی  (Output)

معماری و عملیات PLC

یک PLC از ماژول های ورودی، یک واحد پردازش مرکزی (CPU)  و ماژول های خروجی تشکیل شده است. یک دستگاه ورودی سیگنال‌های دیجیتال یا آنالوگ را از دستگاه‌های میدانی مختلف به نام حسگر جمع‌آوری می‌کند و آنها را به سیگنال منطقی تبدیل می کند که ممکن است CPU از آن استفاده نماید. بسته به دستورالعمل های برنامه ذخیره شده در حافظه سیستم، CPU تصمیم می گیرد و دستورالعمل های کنترلی را اجرا می کند. یک ابزار برنامه نویسی دستورالعمل های مناسبی را ارائه می دهد که مشخص می کند PLC در پاسخ به ورودی ارائه شده چه کاری انجام خواهد داد. یک رابط اپراتور به دستگاه اجازه می دهد تا اطلاعات فرآیند را نشان دهد و تنظیمات کنترل جدیدی را اضافه کند.

مزایا PLC

مزایا پی ال سی عبارتند از:

  • عیب یابی plc  راحت است
  • اندازه کوچکتر در مقایسه با راه حل های منطقی رله
  • سهولت در استفاده و پاسخگویی سریع
  • امکان کنترل از راه دور

برای استعلام قیمت پی ال سی به فروشگاه مارش شاپ مراجعه نمایید.

2- سیستم کنترلی توزیع شده (DCS)

یک سیستم کنترل توزیع شده یا به اختصار DCS، یک سیستم کنترل برای کارخانه تولیدی است که شامل کنترل کننده های مستقل در سراسر سیستم پراکنده است. معماری این سیستم منجر به کارامدتر نمودن روش های  بهبود پایداری کنترل، کیفیت فرآیند و کارایی کارخانه شده است.DCS معمولا در فرآیندهای زیر استفاده می شود:

  • نفت و گاز
  • پتروشیمی ها
  • کارخانه های شیمیایی
  • نیروگاه های هسته ای
  • تصفیه خانه های آب
  • تصفیه خانه های فاضلاب
  • فرآوری مواد غذایی
  • خودرو سازی
  • تولید دارو

یک DCS هم از نرم افزار و هم سخت افزار تشکیل شده است. سهولت در نصب محلی با اکثر کنترلرها موجب شده هزینه های نصب را کاهش دهد.

وظیفه DCS چیست؟

اگرچه DCS در صنایع مختلف برای مدیریت فرآیندهای پیچیده تولید استفاده می شود، اما بیشتر در کارخانه های تولید بزرگ مانند نفت و گاز، صنایع پتروشیمی دیده می شوند. کنترل‌کننده‌ها دستورالعمل‌هایی را از DCS دریافت می کنند  و سپس این دستورالعمل ها در سراسر کارخانه توزیع می‌شوند. تنظیم درست DCS منجر به افزایش ایمنی و بازدهی تولید می شود.

3- اتوماسیون صنعتی اسکادا – سیستم نظارت و جمع آوری اطلاعات (Scada)

اسکادا یک معماری سیستم کنترلی است که از رایانه‌ها، انتقال داده‌های شبکه‌ای و رابط‌های کاربر گرافیکی برای نظارت سطح بالای تجهیزات و فرآیندها تشکیل شده است. این فرآیند می‌تواند صنعتی، زیرساختی یا مبتنی بر تأسیسات باشد: تولید، تولید برق، فرآیندهای تولید و پالایش نمونه‌هایی از فرآیندهای صنعتی هستند که می‌توانند در حالت‌های پیوسته، دسته‌ای، تکراری یا گسسته اجرا شوند. تصفیه و توزیع آب، جمع‌آوری و تصفیه فاضلاب، خطوط لوله نفت و گاز، انتقال و توزیع برق و سایر فعالیت‌های زیربنایی نمونه‌هایی از فعالیت‌های زیربنایی عمومی یا خصوصی هستند.

زیر سیستم های اسکادا

سیستم اسکادا از زیر سیستم های زیر تشکیل شده است.

الف) رابط انسان و ماشین یا HMI: دستگاهی است که داده های فرآیند را به اپراتور انسانی نمایش می دهد و اجازه نظارت و کنترل فرایند به اپراتور انسانی را می دهد.

ب) سیستم نظارتی (رایانه ای) که داده های فرآیند را جمع آوری (اکتساب) کرده و دستورات (کنترل ها) را به فرآیند ارسال می کند.

ج) واحدهای پایانه راه دور (RTU)  به حسگرهای پردازش لینک می شوند، سیگنال‌های حسگر را به داده دیجیتال تبدیل کرده و آنها را به سیستم نظارتی منتقل می‌کنند.

4- ارتباط ماشین با انسان (HMI)

اچ ام آی رابطی است که به سیستم های خودکار اجازه می دهد تا با اپراتور انسانی صحبت کنند و بالعکس.

5- شبکه هوش مصنوعی (ANN)

ANN که مخفف ARTIFICIAL NEURAL NETWORK است یک سیستم کامپیوتری می باشد که می تواند عوامل و فرآیندهای پیچیده را برای تصمیم گیری تجزیه و تحلیل کند.

6- سیستم‌های رباتیک

سیستم های رباتیک شامل تجهیزات مکانیکی یا فیزیکی ابزارهای هوشمند است که برای کنترل استفاده می کنند.

هرم اتوماسیون صنعتی

  1. سطح میدان (Field Level)
  2. سطح کنترل (Control Level)
  3. سطح نظارت و کنترل تولید (Supervising and Production Control Level)
  4. سطح اطلاعات یا سازمانی (Information Level)

امنیت سایبری در اتوماسیون صنعتی

سازمان ها در شبکه های دیجیتال بیشتر با هم در ارتباط هستند. دسترسی به اتوماسیون صنعتی و سیستم های کنترل فرآیند از طریق شبکه های داخلی و خارجی شرکت امکان پذیر است. انتقال داده ها بین سیستم ها و شبکه های مختلف آنها را در برابر حملات و خرابی های سیستم آسیب پذیر می کند. اطمینان از در دسترس بودن و یکپارچگی این سیستم ها مستلزم اقدامات احتیاطی در برابر دسترسی غیرمجاز داخلی و خارجی به سیستم های کنترل صنعتی است.
ابتدا باید بدانیم که دلایل زیادی وجود دارد که چرا حملات دیجیتالی یا سایبری رخ می دهد، برخی از این حملات برای سرگرمی هکرها برخی دیگر به عنوان راهی برای کسب درآمد مردم می باشد. این حملات به صورت بدافزار، نرم افزاری، فیشینگ و حملات DOS می باشند. امنیت سایبری بیانگر این است که چگونه سیستم های اتوماسیون صنعتی و کنترل (IACS) از خود در برابر رویدادها، اقدامات، فرصت ها یا حملات پیش بینی نشده محافظت می کنند. حوادث می توانند در هر جایی اتفاق بیفتند، از جمله اینترنت، سیستم های شرکت، ارزیابی برنامه ها و دسترسی های غیرمجاز، و می توانند تاثیر زیادی بر سلامت، ایمنی و محیط زیست داشته باشند.

کاربرد اتوماسیون صنعتی بر صنایع مختلف

همانطور که فناوری اتوماسیون پیشرفت می کند، به طور اجتناب ناپذیری اثرات قابل توجهی بر جامعه و صنایع مختلف خواهد داشت. تعداد محدودی از این صنایع در ادامه مثال زده شده اند:

تولید

تولید برای چندین دهه مورد توجه فناوری اتوماسیون بوده است، اما تغییرات جدید به طور مداوم در حال اجرا است. اتوماسیون در تولید تماماً به کارایی مربوط می شود و انتظار می رود که با پیشرفت فناوری و فرآیندهای روان تر، سریع تر و مؤثرتر، وظایف دستی کاهش یابد.

مهندسی

مهندسی اساساً در مورد ریاضیات است. هر چه یک سیستم یا جزء دقیق‌تر باشد، ایمن تر و موثرتر خواهد بود. اتوماسیون و کامپیوتر به افزایش دقت و ایمنی، به حداقل رساندن خطاها و افزایش کارایی همه رشته های مهندسی کمک کرده است. ربات ها شاید شاهکار نهایی اتوماسیون باشند – ادغام خلاقانه فناوری اطلاعات با رشته های سنتی تر مهندسی برق و مکانیک. این مزایا، همراه با افزایش مقرون به صرفه بودن تجهیزات محاسباتی قدرتمند، فشار مداوم و قابل توجهی را برای خودکارسازی وظایف مهندسی هر چه بیشتر سوق داده است. فقط چند نمونه شامل حفاری، سنگ زنی، جوشکاری و فرز – عمدتاً از طریق فناوری CNC – سنسورها و روباتیک است.

ساخت و ساز

ساخت و ساز یکی دیگر از صنایعی است که انتظار می رود با پیشرفت تکنولوژی اتوماسیون دستخوش دگرگونی قابل توجهی شود. به عنوان مثال، استفاده رو به رشد از ساخت و ساز مدولار، که در آن ساختمان ها از واحدهایی که در خارج از محل مونتاژ می شوند ساخته می شوند، باعث شده است که اتوماسیون در کارخانه در این صنعت محبوبیت بیشتری پیدا کند.

خودرو

صنعت خودرو در حال حاضر به لطف اتوماسیون شاهد تغییرات عمده ای بوده است، به طوری که ربات های صنعتی، بسیاری از وظایف خط تولید قبلی مانند جوشکاری، مونتاژ و رنگ آمیزی شاسی را انجام می دهند. اتوماسیون فرآیند رباتیک (RPA) افزایش قابل توجهی در قابلیت اطمینان، دقت و بهره وری برای صنعت خودرو به ارمغان آورده است.

خودروهای مدرن به طور قابل توجهی تکامل یافته اند. سنسورهای دیجیتال پیچیده و دستگاه‌های محاسباتی یکپارچه اکنون استاندارد هستند و همه چیز را از تنظیم خودکار شاسی برای جبران سطوح ناهموار جاده تا هشدار دادن به راننده در مورد فضاهای پارک آزاد را مدیریت می‌کنند.

به طور طبیعی، تمام این فناوری مقادیر زیادی داده تولید می کند و انتظار می رود این انبوه داده ارزش تجاری فزاینده ای برای سازندگان خودرو به دست آورد. این احتمالاً با گذشت زمان بیشتر افزایش می یابد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل های پیچیده مبتنی بر هوش مصنوعی به منظور ایجاد پیش بینی های قابل اعتماد و پاسخ های ایمن، امکان تجزیه و تحلیل رویدادهای رانندگی را در زمان واقعی فراهم می کند. این فناوری اتوماسیونی است که اتوموبیل های خودران را از وضعیت آزمایشی فعلی خود به طور محکم به جریان اصلی در دهه های آینده سوق می دهد.

خرده فروشی

مانند تولید، خرده فروشی صنعتی در خط مقدم اتوماسیون است. به عنوان مثال، تغییرات قابل توجهی قبلاً در قالب بازپرداخت های شخصی ارائه شده است، اما انتظار می رود که ارتباط بین اتوماسیون و صنعت خرده فروشی در سال های آینده به تکامل خود ادامه دهد. این می تواند به فرصت های جدیدی در مواجهه با افزایش اتوماسیون منجر شود، با مهارت مجدد کارکنان و باز شدن موقعیت های جدید.

آینده اتوماسیون در صنایع

 به دلیل کمبود نیروی انسانی، بسیاری از صنایع بر اتوماسیون تولید و سیستم‌های یکپارچه متمرکز شده اند. زیرا اتوماسیون صنعتی منجر به بهبود کارایی کلی می شود. امروزه سرمایه گذاری بر روی ابزارهای هوشمند برای همگام شدن با تقاضا و ارائه عملکرد با کیفیت بالا که مورد انتظار مصرف کنندگان باشد، اهمیت زیادی پیدا کرده است. اتوماسیون صنعتی به سرعت در حال توسعه به نسخه Industry 4.0 است.

فناوری اتوماسیون در دهه‌های اخیر دستخوش تغییرات سریعی شده است که به نظر می‌رسد ادامه خواهد داشت. تحقیقات در زمینه رباتیک و هوش مصنوعی با گذشت هر سال به سرعت پیشرفت می کند و چنین دستگاه هایی در حال حاضر قادر به انجام تعداد شگفت انگیزی از اقدامات مستقل هستند.

علاوه بر این، اتوماسیون صنعتی نیز با کاهش هزینه تجهیزات اتوماسیون بیشتر در دسترس خواهد بود. انتظار می رود در سال های آتی، روبات های صنعتی 65 درصد کمتر از پنج سال پیش قیمت داشته باشند. به لطف این پیشرفت‌ها، تأثیر اتوماسیون فراتر از تنظیمات صنعتی خواهد بود و به یک ابزار آشنا تبدیل و در نهایت در بسیاری از جنبه‌های دیگر زندگی روزمره ظاهر خواهد شد.

سخن نهایی

در این مقاله سعی کردیم به طور مفصل توضیح دهیم اتوماسیون صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟ هم چنین انواع اتوماسیون صنعتی را نام بردیم و به مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی اشاره کردیم. بکارگیری اتوماسیون صنعتی ارزش های بسیاری به همراه دارد. برخی از این ارزش ها نظیر هزینه کمتر نیروی کار، افزایش ایمنی برای کارکنان، ایجاد زمان استراحت و ایمن برای خلبانان و رانندگان، افزایش عمده در سرعت، عملیات و کار دقیق تر، افزایش کیفیت ساخت و بالا بردن حجم تولید و سود بیشتر. تمامی این ویژگی ها تاکید بر اهمیت استفاده اتوماسیون صنعتی دارد. مارش شاپ ارائه کننده انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی از بهترین برندهای معتبر دنیا نظیر زیمنس، ای بی بی (ABB) و ایتون مولر می باشد. جهت سفارش یا دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید می توانید از طریق شماره های 02188326934 و 09305861709 با کارشناسان تماس حاصل نمایید.

سوال متداول

1- هدف اتوماسیون صنعتی چیست؟

هدف از اتوماسیون صنعتی حذف نیاز به مشارکت قابل توجه انسان در کارهای خطرناک، تکراری یا دشوار است. کارگران، سیستم‌های خودکار را مدیریت و کنترل می‌کنند، اما عملکردهای اصلی را در زمانی که فناوری در حال کار است، انجام نمی‌دهند.

2- تفاوت اتوماسیون با مکانیزاسیون چیست؟

اتوماسیون در مقایسه با مکانیزاسیون در سطح بالاتری قرار دارد. سیستم های کنترلی در اتوماسیون تمامی وظایف را به صورت اتومات و از طریق هوش مصنوعی بدون دخالت نیروی انسانی انجام می دهند در حالیکه در مکانیزاسیون این سیستم های توسط یک نیروی انسانی کنترل و مدیریت می شود.

3- انواع اتوماسیون صنعتی چیست؟

انواع اتوماسیون صنعتی شامل سیستم اتوماسیون ثابت، قابل برنامه ریزی، انعطاف پذیر، اتوماسیون فرآیند، سیستم اتوماسیون یکپارچه و فرایند رباتیک می باشد که در متن مقاله به خوبی هر یک از آنها را توضیح داده ایم.

4- چگونه اتوماسیون بر مشاغل تأثیر می گذارد؟

در زمینه اشتغال، اتوماسیون توسط بسیاری به عنوان یک شمشیر دولبه تلقی می شود. معرفی اتوماسیون به ناچار منجر به از دست دادن برخی از مشاغل می شود زیرا رویکردهای قدیمی کنار گذاشته می شوند. با این حال، مشاغل ایجاد می کند – برای مثال، مدیریت خطوط تولید و سیستم های برنامه نویسی و روباتیک.

با تغییر جامعه، تخصص‌های جدید پدید می‌آیند – روندهای تاریخی نشان می‌دهد که اتوماسیون همیشه بیش از آنچه که حذف کرده است، شغل ایجاد کرده است. برخی از فرصت‌های شغلی که قرار است در دهه‌های آینده باز شوند، به قدری با مشاغل فعلی متفاوت خواهند بود که ممکن است امروز حتی تصور آن‌ها را دچار مشکل کنیم.

5- تأثیر اجتماعی اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون در ابتدا یک فناوری مخرب بود و از زمانی که معرفی ماشین آلات تولید نساجی باعث اعتراضات در اوایل قرن نوزدهم شد، این موضوع وجود داشت. وقتی تکنیک‌های اتوماسیون جدید معرفی می‌شوند، برخی صنایع آسیب جدی می‌بینند. به عنوان مثال، در آغاز قرن بیستم، تقریباً 10 میلیون کشاورز در ایالات متحده وجود داشت. یک قرن بعد، تنها یک میلیون وجود دارد. با این حال، به لطف اتوماسیون مدرن، کشاورزان امروزی چندین برابر بهره وری بیشتر از همتایان تاریخی خود هستند.

6- تفاوت اتوماسیون فرآیند (Process Automation) با اتوماسیون کارخانه(Factory Automation) چیست؟

تفاوت این دو اتوماسیون در مقیاس اتوماسیون است که اتوماسیون کارخانه ابعاد بزرگتری را در بر می گیرد. در اتوماسیون فرآیند از طریق متغیرها و ماشین آلات موجود در آن می توان آن فرایند را اتومات کرد در حالیکه در اتوماسیون کارخانه باید تمام فرایندهایی که در آن قرار دارند خودکار شوند.

7- انواع فرایندهای اتوماسیون صنعتی چیست؟

فرایندهای اتوماسیون صنعتی به دو گروه گسسته و پیوسته دسته بندی می شوند. در فرایندهای گسسته خط تولید اختصاصی است درحالیکه در فرایندهای پیوسته امکان تولید محصولات گوناگون وجود دارد.

8- منظور از اتوماسیون صنعتی پنوماتیک چیست؟

منظور از اتوماسیون صنعتی پنوماتیک کلیه تکنولوژی های مورد استفاده اعم از ربات ها، سیستم های کامپیوتری و عملگرهای پنوماتیک، مکانیکی و سنسورها برای خودکار کردن فرایندها است.

9- اتوماسیون صنعتی و رباتیک چه تفاوت هایی با هم دارند؟

در رباتیک ما از ربات ها برای طراحی، اجرا و پیاده سازی استفاده می کنیم در حالیکه در اتوماسیون صنعتی هدف ما کنترل و نظارت بر فرآیندها با استفاده از روش های گوناگون است که یکی از این روش ها می تواند استفاده از خود ربات ها باشد.