سطوح اتوماسیون صنعتی

سطوح اتوماسیون صنعتی یا هرم اتوماسیون نموداری ست بیانگر تفاوت سطوح مختلف اتوماسیون در کارخانه ها، امروز قصد داریم در مورد هرم اتوماسیون با شما صحبت کنیم. این هرم یک مثال تصویری یا دقیق تر بگوییم نموداری ست که سطوح مختلف اتوماسیون را که در صنایع یا کارخانه ها به کار می روند به خوبی از هم تفکیک می کند.   این هرم به نوعی بیانگر روند ورود و ترکیب تکنولوژی با صنعت نیز هست. با این حساب به نظر می رسد که ارزشش را داشته باشد که قدری بیشتر با آن آشنا شویم و با نگاه موشکافانه تری به سراغ سطوح مختلف آن برویم.

سطوح اتوماسیون

 اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون یک گام فراتر از مکانیزاسیون است که از مکانیزم ماشین آلات خاصی برای انجام یک کار به اپراتورهای انسانی کمک می کند. مکانیزاسیون عملیاتی دستی با استفاده از ماشین آلات مجهز به نیرو است که به تصمیم گیری انسان بستگی دارد. از طرف دیگر، اتوماسیون با استفاده از دستورات منطقی برنامه نویسی و ماشین های قدرتمند جایگزین درگیری انسان می شود.

 اتوماسیون صنعتی جایگزین رایانه و ماشین آلات به جای تفکر انسان است. کلمه اتوماسیون به معنای “خود دیکته” یا “مکانیزم به خودی خود حرکت می کند” است که از کلمات یونانی Auto و Matos گرفته شده است که در آن خودکار به معنای خود است در حالی که Matos به معنی حرکت است.

 به طور خلاصه، اتوماسیون صنعتی را می توان استفاده از فن آوری های مجموعه ای و دستگاه های کنترل خودکار دانست که نتیجه آن عملکرد و کنترل خودکار فرآیندهای صنعتی بدون دخالت قابل توجه انسان و دستیابی به عملکردی برتر از کنترل دستی است. این دستگاه های اتوماسیون شامل PLC ها، رایانه های شخصی، PAC ها و… هستند و فن آوری ها شامل سیستم های ارتباطی مختلف صنعتی هستند.

انواع اتوماسیون صنعتی چیست؟

انواع اتوماسیون از جهت نوع کنترل کننده : سطوح اتوماسیون

• PC Based: در این سیستم ها کنترل کننده مرکزی یک عدد PC است که به دلیل قابلیت پردازش بالا از آن به عنوان مغز سیستم کنترل استفاده می شود. در این صورت نیاز به واسطهای صنعتی برای اتصال ورودی ها و خروجی ها به PC داریم.
• PLC Based: اگر کنترل کننده ما PLC باشد کار طراحی و اجرای اتوماسیون راحت تر از حالت قبل است. در این صورت به دلیل صنعتی بودن PLC خیلی از واسطها و روش های اجرای اتوماسیون معمول و آسان خواهد بود.
  Classic Controller: اما ممکن است کنترل کننده هایی که استفاده می شود به صورت کلاسیک با استفاده از کنترلرهای تک منظوره یا حتی کنترلرهای سنتی ای باشد که با قطعات مدار فرمان انجام می شد.

انواع اتوماسیون می تواند از جهت نوع ساختار اتصال تجهیزات به کنترل کننده باشد:

• اتوماسیون متمرکز: در این نوع همه عملگر ها و سنسورها به یک کنترلر متصل می شوند. سطوح اتوماسیون
• اتوماسیون توزیع شده: در این صورت برخی وظایف اتوماسیون در سطوح مختلف به کنترلرهای محلی سپرده شده است و همه اینها تحت نظارت سیستم کنترل اصلی قرار می گیرد.

سیستم اتوماسیون صنعتی چگونه کار می کند؟

دریافت اطلاعات ماشین (دستگاه) یا اطلاعات خط تولید توسط سنسورها انجام می شود. این ها به منزله چشم و گوش سیستم، وضعیت فعلی سیستم را به کنترل کننده اصلی ارسال می کنند. کنترل کننده سیستم اتوماسیون که مغز تصمیم گیر است بر اساس همین مقادیر و وضعیت ورودی ها فرامین لازم را صادر می کند و فرامین توسط یک سری عملگرها اجرا می شود. و این چرخه مدام اجرا می شود.

سطوح اتوماسیون

آشنایی با سطوح اتوماسیون صنعتی

اولین سطح اتوماسیون صنعتی

از پایین ترم سطح هرم شروع کنیم. این لایه را field level یا سطح فیلد می نامند. تمام ابزارها، اکچواتورها، سنسورها و … که در یک کارخانه وجود دارند و از آن ها در تولید محصول استفاده می شود.

به عبارت دیگر می توان گفت که field level  ناظر به سطح تولید؛ تمام کارهای فیزیکی و نظارتی پیرامون آن است. موتورهای الکتریکی، اکچواتورهای پنوماتیکی و هیدرولیکی که برای به کار انداختن ماشین آلات از آن ها استفاده می شود، سوییچ های مجاورتی یا القایی که از آن ها برای تشخیص حرکت برخی مواد مخصوص استفاده می شود، سوییچ های فوتوالکتریک که در تشخیص شباهت ها از آن ها استفاده می شود و بسیاری ابزارهای دیگر همه و همه در اتوماسیون سطح فیلد قرار گرفته و ایفای نقش می کنند.

سطح دوم در اتوماسیون صنعتی

سطح بعدی هرم control level یا سطح کنترل است. این جا جایی ست که PLC ها و PID  ها وارد میدان می شوند. در حقیقت اتوماسیون در این سطح از این ابزارها استفاده می کند تا ابزارهای موجود در سطح فیلد را که وظایف فیزیکال تولید را به عهده دارند راه اندازی و کنترل کند. ابزارهای کنترلر اطلاعات ورودی شان را از تمام سنسورها، سوییچ ها و سایر ورودی هایشان دریافت کرده و براساس آن ها تصمیم می گیرند که خروجی لازم برای تکمیل فرآیند تولید در هر مرحله چه چیزی باید باشد.

کنترلرهای PID ها را معمولا درون کنترلرهای PLC تعبیه می کنند. می دانیم که PID مخفف سه کلمه ی proportional–integral–derivative است و این کنترلر با کمک این سه تابع یعنی تناسب، انتگرال گیر و مشتق گیر، کاری می کند که یک متغیر – مثلا دما-  در محدوده ی مشخصی از پارامتر های از پیش تعیین شده باقی بماند.

یک مثال رایج که بسیاری از ما ممکن است روزانه از آن استفاده کنیم، کروز کنترل است. زمانی که آن را روی هر سرعت دلخواهی تنظیم می کنیم، مجموعه ای از سنسورها و سیستم کامپیوتری درون اتومبیل دست به کار شده و به کروز کنترل کمک می کنند که با توجه به سرعت تنظیم شده، چه زمان هایی باید شتاب حرکت را افزایش دهد و چه زمان هایی کاهش.

یکی از کنترلرهای صنعتی PID معروف، هیتر یا دستگاه تولید و کنترل کننده ی گرماست. در یک خط تولید ممکن است دستگاه های متعددی وجود داشته باشند که برای عملکرد صحیح نیاز به گرم شدن دارند. PID  تعبیه شده درون کنترلر PLC این نیاز را کنترل می کند. به این ترتیب که زمانی که یک سیستم به دمای مورد نیاز خود می رسد،  PIDتصمیم می گیرد که برای ثابت نگه داشتن دما در همان نقطه، چه زمان هایی به PLC اعلام  کند که هیتر را خاموش یا روشن کنند.

سطح سوم هرم اتوماسیون صنعتی

اما سومین سطح هرم اتوماسیون صنعتی، supervisory level یا سطح سرپرستی و نظارت است. همان گونه که در سطح دوم از PLC ها استفاده می کردیم، در سطح سوم از سیستم های  SCADA استفاده می کنیم. وظیفه ی سیستم اسکادا همان طور که از نام آن (supervisory control and data acquisition) برمی آید کنترل نظارتی و جمع آوری داده  است.

سامانه های اسکادا در حقیقت ترکیبی از سطوح قبلی بوده و به منظور دسترسی به داده ها و ایجاد یک مرکز کنترل متمرکز استفاده می شوند. مزیت دیگر آن ها این است که دارای رابط کاربری گرافیکی یا HMI هستند و از این طریق می توانند توابع مختلف را کنترل کنند.

اغلب نیروگاه های آبی از این سامانه  استفاده می کنند تا بتوانند پمپ های آب را از راه دور نیز کنترل کنند. اما مهم ترین نکته ای که در مورد سیستم های اسکادا باید بدانیم این است که می توان به کمک آن ها سیستم های متعدد و مختلفی را در یک مرکز کنترل واحد تحت کنترل داشت. برخلاف سامانه های HMI  که تنها محدود به یک سیستم هستند.

سطح چهارم اتوماسیون

چهارمین سطح هرم اتوماسیون planning level یا سطح برنامه ریزی است. در این سطح از سیستم های مدیریت کامپیوتری به نام MES استفاده می شود. MES یا manufacturing execution system همان سیستم های اجرایی تولید هستند که کل پروسه ی تولید از مواد اولیه ی خام تا زمان رسیدن به محصول نهایی در یک کارخانه را مدیریت می کنند.

این سیستم ها به مدیران کارخانه ها و خط تولیدها کمک می کنند که به صورت دقیق در جریان مرحله به مرحله ی اتفاقاتی که در هر قسمت می افتد باشند و بتوانند براساس این مشاهدات تصمیم گیری  کنند. مثلا می‎توانند سفارشات مواد اولیه  و یا برنامه های حمل و نقل را براساس اطلاعات واقعی ای که از این سیستم ها دریافت می کنند تنظیم کنند. سطوح اتوماسیون

سطح پنجم اتوماسیون صنعتی

و اما در راس هرم بالاترین سطح اتوماسیون قرار دارد که management level یا سطح مدیریت است. در این سطح از سیستم مدیریت یکپارچه ی شرکت ها که به ERP  معروف است، استفاده می شود. ERP مخفف عبارت enterprise resource planning به معنای برنامه ریزی منابع سازمان است.

بالاترین سطوح مدیریتی سازمان ها می توانند در این سطح بر تمام عملکرد ها کنترل و نظارت داشته باشند. اما  بستر سخت افزاری ERP معمولا مجموعه ای از برنامه های کامپیوتری است که می توانند تمام اتفاقات و رخدادهای درون آن مجموعه را ببینند. در واقع در این سطح از تکنولوژی های تمام سطوح قبلی بعلاوه ی برخی نرم افزارهای دیگر استفاده می شود تا به یک پارچه سازی توصیف شده در این مرحله دستیابی پیدا کنیم.

وجود این سطح از اتوماسیون به صاحبان سرمایه اجازه می دهد که بتوانند تمام مراحل تولیدی و تجاری از تولید محصول تا خرید و فروش و سرمایه گذاری و دستمزد ها و بسیاری موارد دیگر را تحت نظر داشته باشند. بنابراین ویژگی یکپارچه بودن ERP  بهره وری و شفافیت یک سازمان را افزایش می دهد و باعث می شود که هرچیزی دقیقا در جای خود قرار داشته باشد.

خلاصه هرم اتوماسیون صنعتی

زمانی که در قاعده ی این هرم قرار داریم اتوماسیون ناظر به ابزارها و تجهیزات موجود بر روی میز تولید است؛ به عنوان مثال تمام سنسورها، موتورها، اکچواتورها و هرچیز دیگری از ابزار و ماشین آلات که آن خط تولید را تشکیل می دهد. با حرکت به سمت سطوح بالاتر، مرحله ی بعدی اتوماسیون سطح کنترلی است. گفتیم که در این لایه است که از PLC ها و PID ها برای کنترل ابزارهای سطح فیلد استفاده می کنیم.

سطح بعدی مربوط به سامانه های اسکادا بود و گفتیم که این سامانه ها به منظور کنترل و اتوماسیون سایت های تولیدی بسیار وسیع یا گسترده کارآمد هستند. دو سطح باقی مانده تا راس هرم نیز لایه هایی با روح غالب مدیریتی هستند. اولی به منظور مدیریت تک سامانه ها و آخری کارآمد برای نظارت، مدیریت و کنترل تمام سامانه های موجود در داخل یا خارج یک کارخانه.

سطوح اتوماسیون

چرا اتوماسیون صنعتی؟

برای افزایش بهره وری

اتوماسیون کارخانه یا کارخانه تولیدی یا فرآیندی از طریق کنترل بهتر تولید میزان تولید را بهبود می بخشد. با کاهش شدید زمان مونتاژ در هر محصول با کیفیت تولید بیشتر، به تولید انبوه کمک می کند. بنابراین، برای یک نیروی کار معین مقدار زیادی خروجی تولید می کند.

برای بهبود کیفیت محصول

 از آنجا که اتوماسیون میزان درگیری انسان را کاهش می دهد، احتمال خطاهای انسانی نیز از بین می رود. یکنواختی و کیفیت محصول با انطباق بیشتر را می توان با کنترل و نظارت انطباقی بر فرآیندهای صنعتی در همه مراحل از ابتدای تولید محصول تا محصول نهایی، با اتوماسیون حفظ کرد. سطوح اتوماسیون

برای تهیه هزینه بهینه بهره برداری

 ادغام فرآیندهای مختلف در صنعت با ماشین آلات اتوماتیک، زمان چرخه و تلاش را به حداقل می رساند و از این رو نیاز به نیروی انسانی کاهش می یابد. بنابراین سرمایه گذاری در کارمندان با اتوماسیون پس انداز می شود.

برای بالا بردن سطح ایمنی سطوح اتوماسیون

 اتوماسیون صنعتی با جایگزینی ماشین آلات خودکار در شرایط خطرناک کار، سطح ایمنی را برای پرسنل افزایش می دهد. به طور سنتی، ربات های صنعتی و دستگاه های رباتیک در چنین مکان های خطرناک و خطرناکی اجرا می شوند.

برای کاهش چک های معمول

 اتوماسیون به طور کامل نیاز به بررسی دستی پارامترهای مختلف فرآیند را کاهش می دهد. با بهره گیری از فن آوری های اتوماسیون، فرایندهای صنعتی با استفاده از تکنیک های کنترل حلقه بسته، متغیرهای فرآیند را به طور خودکار تنظیم می کنند تا مقادیر مورد نظر را تنظیم یا تنظیم کنند.

سطوح اتوماسیون

سطوح اتوماسیون

ملزومات یک سیستم اتوماسیون صنعتی چیست؟

• پروسه یا فرآیندی که قرار است این سیستم آن را اتوماسیون کند.
• هدفی که این سیستم کنترل برای آن قرار است طراحی و اجرا شود. بر اساس این هدف سیستم های مختلفی از اتوماسیون طراحی و ساخته می شود. آیا هدف صرفا یک سیستم موازی اپراتورهای انسانی است؟  سطوح اتوماسیون
• ساختار سیستم اتوماسیون که برای برآوردن آن هدف لازم است.
• تجهیزات اصلی این سیستم کنترل که در چهارچوب ساختار اصلی برای پاسخگویی به نیازهای اصلی پروژه تعریف می شوند.
• تجهیزات جانبی و ملزومات فرعی سیستم کنترل مثل کابل ها و ترمینال ها و پنل ها و …
• نرم افزار کنترلی سیستم اتوماسیون
• نیروی انسانی ای که با این سیستم اتوماسیون کار می کنند، مدیر، مهندس، اپراتور و …

سطوح اتوماسیون

برای خرید تجهیزات اتوماسیون صنعتی با ما در نمایندگی زیمنس پارس اتوماسیون توانا در ارتباط باشید

برای بهبود کارایی و بهره وری در صنایع مختلف، تجهیزات اتوماسیون صنعتی اهمیت بسیاری دارند. این تجهیزات به شما این امکان را می دهند که فرآیندهای تولید و کنترل را به صورت خودکار و هوشمند انجام دهید. زیمنس، یکی از پیشروهای صنعت اتوماسیون است و نمایندگی زیمنس پارس اتوماسیون با بیش از چهل سال سابقه درخشان، آماده خدمت رسانی به مشتریان خود می باشد.

اگر شما هم به دنبال تهیه و استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی با کیفیت و قابل اعتماد هستید، بهترین گزینه برای شما نمایندگی زیمنس پارس اتوماسیون است. این نمایندگی با تیم متخصص و متعهد، آماده ارائه بهترین خدمات و محصولات اتوماسیون به شما مشتریان گرامی می باشد.

استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی زیمنس، به شما این امکان را می دهد که در کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای تولیدی خود موفق تر عمل کنید و هزینه های اضافی را کاهش دهید. همچنین، این تجهیزات با کیفیت بالا، از دوام و پایداری بالایی برخوردارند و به شما اطمینان می دهند که تجهیزاتتان به خوبی عمل خواهند کرد. برای اطلاعات بیشتر و خرید تجهیزات اتوماسیون صنعتی با ما در نمایندگی زیمنس پارس اتوماسیون تماس بگیرید و از تجربه و کیفیت خدمات ما بهره مند شوید. بهترین ها را برای شما ارزومندیم.