38466648-9 (51) 98+ payaniroo @Payaniroochannel info@payaniroo.ir خراسان رضوی، مشهد، خیابان سناباد 18، پلاک 206، طبقه 3، واحد 5

اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی استفاده از سیستم های مختلف کنترل ، مانند رایانه ها، PLC ها یا روبات ها و فناوری های اطلاعات برای پردازش و ماشین آلات مختلف در یک صنعت برای جایگزینی انسان است. در اتوماسیون صنعتی از موارد زیر استفاده میشود:

  • استراتژی های پیشرفته کنترل
  • دستگاه های سخت افزاری کنترلی مدرن مانندPLC ، RTU
  • سنسورها و ابزارهای دیگر برای سنجش متغیرهای کنترل
  • تجهیزات تهویه سیگنال برای اتصال سیگنال ها به دستگاه های کنترل
  • درایوها و سایر دستگاههای کنترل نهایی
  • سیستم های محاسبات مستقل ، سیستم های ارتباطی و مخابراتی
  • سیستم های هشدار دهنده و HMI
اتوماسیون صنعتی
تاریخچه

اتوماسیون صنعتی استفاده از سیستم های کنترلی مانند رایانه ها و فناوری های اطلاعاتی برای اداره فرآیندهای مختلف و ماشین آلات در یک صنعت برای جایگزینی انسان است. اتوماسیون صنعتی دارای بخش های کلیدی است. اولین DCS توسط یک تیم مهندسی ساخته شد، اولین PLC را دیک مورلی اختراع کرد، چندین استارت آپ HMI را برای PLC و I/O صنعتی ایجاد کردند.

اتوماسیون (Automation) یا “کنترل خودکار“، استفاده از سیستم های مختلف کنترل برای تجهیزاتی مانند ماشین آلات، فرآیندهای موجود در کارخانه ها، دیگهای بخار و اجاق های حرارتی، فرمان و تثبیت کشتی ها، هواپیماها و … با حداقل یا کمتر کردن مداخله انسانی است اینجاست که فرایندها کاملاً خودکار شده اند. اصطلاح اتوماسیون، از کلمه اتوماتیک الهام گرفته شده است و تا قبل از اینکه جنرال موتورز بخش اتوماسیون را تاسیس کند بطور گسترده استفاده نمی شد.

اتوماسیون صنعتی با روشهای مختلفی از جمله مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیک، الکتریکی، الکترونیکی و رایانه ها ، و اغلب به صورت ترکیبی انجام می شود. رقابت اصلی اتوماسیون و خودکار شدن کارها از تولید اتومبیل در دهه ۱۹۸۰ آغاز شد و هدف اصلی تولیدکنندگان تمام اتوماتیک کردن کارخانه و سپردن کل فرایند تولید به ربات ها بود که تا حدود زیادی فقط یک چشم انداز باقی مانده است.
از HMI ها در تجهیزات عملیاتی مانند ماشین آلات، فرآیندهای کارخانه ها، دیگهای بخار و اجاق های صنعتی، شبکه های تلفنی، فرمان و تثبیت کشتی ها، هواپیماها و سایر کاربردها به منظور به حداقل رساندن یا کاهش مداخله انسانی استفاده می شود. این دو مرحله فراتر از مکانیزاسیون در حوزه صنعتی سازی است.

چرا اتوماسیون صنعتی؟

دلایل متعددی برای انتخاب اتوماسیون صنعتی وجود دارد که در این قسمت به مهم ترین آن ها اشاره میکنیم:

  • بهره وری را افزایش می دهد: اتوماسیون ساخت و فرآیند به تولید با هزینه های مقرون به صرفه در بهبود نرخ تولید کمک می کند
  • بهینه سازی هزینه ها: استفاده از اتوماسیون صنعتی خطاهای انسانی را به حداقل می رساند
  • کیفیت محصول را بهبود می بخشد: با کاهش خطاهای انسانی می توان یکنواختی و کیفیت محصول را بهبود بخشید
  • چک های معمول را کاهش می دهد: اتوماسیون صنعتی با کمک تکنیک های کنترل حلقه بسته می تواند متغیرهای فرایند را در مقادیر مورد نظر حفظ کند
  • افزایش ایمنی: ماشین آلات یا روبات های خودکار می توانند در شرایط کار خطرناک کار کنند و خطای دستی را کاهش دهند
اتوماسیون صنعتی در ساخت چیست؟

اتوماسیون صنعتی در ساخت و ساز، استفاده از ماشینهای “هوشمند” در کارخانه ها است تا فرآیندهای تولید با حداقل دخالت انسان انجام شود. شامل استفاده از سیستم های کنترل مختلف برای فعال کردن تجهیزات عملیاتی، با حداقل دخالت انسان، و کارهایی که نیاز به سرعت و دقت دارد.

علی رغم اینکه ربات های صنعتی امروزه از قابلیت های بالایی برخوردارند و برای صنایع تخصصی میتوانند بسیار کارامد باشند اما باز هم نیازمند کنترل به وسیله انسان ها هستند. به دلیل پیشرفت روز افزون تکنولوژی اتوماسیون صنعتی در ساخت و تولیدات خود به توانایی رایانه ها و نرم افزار ها برای توسعه و بهینه سازی سیستم تولیدی نیازمند است.

آینده اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی در ساخت و سازها آینده ای روشن دارد (البته بدون در نظر گرفتن ادعای غیر قابل اثبات رو به رو شدن با موج گسترده ای از بیکاری) از جمله وجود ربات های صنعتی چند منظوره یعنی به گونه ای که یک دستگاه میتواند چندین کاربرد مختلف داشته باشد.

ربات ها توانایی های بسیاری در ارتباط با کارگران انسانی دارند، توانایی تصمیم گیری و کار خودمختار از دیگر ویژگی های ربات هاست. آنها همچنین از قابلیت نگهداری، خودآزمایی و پیش بینی برخوردار خواهند بود.

برخلاف تصور عامه، تجربه نشان داده است که اتوماسیون باعث بیکاری گسترده نخواهد شد. در عوض، استفاده گسترده از ربات ها باعث ایجاد شغل بیشتر می شود و انسان ها و ربات ها برای ایجاد یک فضای کاری کارآمدتر و مؤثر تری با هم کار می کنند.

ساختار

ساختار اتوماسیون صنعتی سطوح مختلف عملکرد را به شرح زیر توضیح می دهد.

۱. سطح سنسور

۲. سطح کنترل اتوماسیون (واحد ، سلول ، کنترل فرآیند)

۳. سطح نظارت

۴. سطح سازمانی

ساختار هرمی نشان می دهد، هرچه شما بطرف نوک بالا می روید، اطلاعات جمع می شوند و در حالی که پایین می آیید، اطلاعات پخش می شوند. این بدان معنی است که ما اطلاعات دقیقی را برای یک متغیر خاص در پایین هرم بدست می آوریم. اتوماسیون صنعتی به این معنا نیست که تمام سطوح به صورت خودکار اتوماسیون می شوند. سطح کلی سازمانی نیازی به اتوماسیون ندارد.

سطح سنسورها نیز به عنوان لایه فرآیند نامیده می شود. از سنسورها و محرکها برای بدست آوردن مقادیر متغیرهای فرآیند به صورت مستمر یا دوره ای استفاده می شود. اینها به عنوان چشم و بازوی فرآیندهای صنعتی عمل می کنند. برخی از این ابزارها شامل ابزارهای پنوماتیک، ابزارهای هوشمند و غیره هستند.

ساختار اتوماسیون
ساختار اتوماسیون
لایه های اتوماسیون صنعتی
لایه های اتوماسیون
لایه های اتوماسیون صنعتی

سطح کنترل یا لایه کنترل اتوماسیون از دستگاههای کنترل صنعتی مانند PC / PLC غیره استفاده می کند. در این سطح از پردازنده های مختلف تعبیه شده و الگوریتم های PID برای کنترل فرایند استفاده می شود.

لایه ها

سطح نظارت یا لایه SCADA اطلاعات کانال زیادی به دست می آورد و داده ها را در پایگاه داده سیستم ذخیره می کند. این داده ها را از دستگاه های مختلف کنترل به دست می آورد و آنها را در HMI (رابط ماشین انسان) نشان می دهد. همچنین برای نشان دادن سطح فرایند و متغیرهای کنترل ، زنگ هشدار به شما می دهد. از نرم افزار ویژه ای برای به دست آوردن داده ها و پروتکل های ارتباطی برای تعامل با دستگاه های زمینه استفاده می کند. سطح سازمانی کارهایی مانند برنامه ریزی ، سفارشات و فروش ، برنامه ریزی محصول و غیره را انجام می دهد.

انواع اتوماسیون صنعتی چیست؟

سیستم های اتوماسیون صنعتی بر اساس سطح ادغام و انعطاف پذیری آنها در فرآیندهای تولید و عملیات طبقه بندی می شوند. انواع مختلف سیستم های اتوماسیون عبارتند از:

اتوماسیون ثابت

سیستم های اتوماسیون ثابت در تنظیمات تولید با حجم بالا که تجهیزات اختصاصی دارند استفاده می شود. تجهیزات دارای مجموعه های کاری ثابت هستند. و به گونه ای طراحی شده اند که با مجموعه های عملیاتی کارایی داشته باشند. این نوع اتوماسیون عمدتاً در تولید انبوه و سیستم های جریان مداوم. مانند مغازه های رنگ ، فرآیندهای تقطیر ، خطوط انتقال و نوار نقاله استفاده می شود. تمام این فرایندها برای دستیابی به حجم تولید بالا ، به ماشینهای مکانیزه متکی هستند. تا عملیات ثابت و تکراری خود را انجام دهند.

automationPic1
اتوماسیون قابل برنامه ریزی

سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی توالی های عملکرد قابل تغییر و پیکربندی دستگاه را با استفاده از کنترل های الکترونیکی تسهیل می کنند. با اتوماسیون قابل برنامه ریزی ، تلاش های برنامه نویسی غیر مهم برای برنامه ریزی مجدد توالی و عملیات دستگاه مورد نیاز است.

از آنجا که فرآیندهای تولید اغلب تغییر نمی کنند ، سیستم های اتوماسیون قابل برنامه ریزی در دراز مدت ارزان تر هستند. این نوع سیستم عمدتا در تنوع شغلی کم و تنظیمات حجم محصول متوسط تا زیاد استفاده می شود. همچنین ممکن است در تنظیمات تولید انبوه مانند کارخانجات کاغذی و کارخانجات نورد فولاد نیز مورد استفاده قرار گیرد.

اتوماسیون انعطاف پذیر

سیستم های اتوماسیون انعطاف پذیر در سیستم های تولید انعطاف پذیر کنترل شده توسط رایانه استفاده می شوند. اپراتورهای انسانی دستورات سطح بالا را به صورت کدهای رایانه ای وارد می کنند که محصولات و مکان آنها را در دنباله سیستم شناسایی می کنند تا تغییرات سطح پایین اتوماتیک را ایجاد کنند.

هر دستگاه تولید دستورالعمل هایی را از طریق رایانه ای که توسط انسان کار می کند دریافت می کند. دستورالعمل ها قبل از انجام فرآیندهای آموزش داده شده توسط رایانه ، بارگیری و تخلیه ابزارهای لازم را انجام می دهند. پس از اتمام پردازش ، محصولات نهایی به طور خودکار به دستگاه بعدی منتقل می شوند. اتوماسیون صنعتی انعطاف پذیر در فرآیندهای دسته ای و کارگاه های شغلی با انواع محصول بالا و حجم شغلی متوسط تا متوسط استفاده می شود.

automationPic2
اتوماسیون یکپارچه

اتوماسیون صنعتی یکپارچه شامل اتوماسیون کل کارخانجات تولیدی است که در آن کلیه فرآیندها تحت هماهنگی پردازش اطلاعات دیجیتال و کنترل رایانه فعالیت می کنند. این فن آوری شامل:

  • برنامه ریزی فرآیند به کمک رایانه
  • طراحی و ساخت با پشتیبانی از رایانه
  • سیستم های دستگاه قابل انعطاف
  • ابزارهای کنترل عددی رایانه ای
  • سیستم های خودکار دست زدن به مواد ، مانند ربات ها
  • سیستم های ذخیره سازی و بازیابی خودکار
  • کنترل تولید و برنامه ریزی رایانه ای
  • نقاله و جرثقیل های خودکار

علاوه بر این ، یک سیستم اتوماسیون یکپارچه می تواند یک سیستم تجاری را از طریق یک بانک اطلاعاتی مشترک ادغام کند. یعنی از ادغام کامل عملیات و فرآیندهای مدیریتی با استفاده از فناوریهای ارتباطی و اطلاعات پشتیبانی می کند. چنین فناوری هایی در ساخت یکپارچه رایانه ای و سیستم های اتوماسیون پیشرفته فرآیند استفاده می شوند.

هنگام در نظر گرفتن سیستم مناسب برای مشاغل خود ، میزان اتوماسیون صنعتی مورد نیاز برای هر نوع تولید باید با توجه به شرایط کار ، فشار رقابتی ، مشخصات تولیدی و مونتاژ ، الزامات کار و هزینه نیروی کار تعیین شود. با در نظر گرفتن این عوامل ، می توانید اطمینان حاصل کنید که سرمایه گذاری اتوماسیون نرم افزارهای صنعتی شما با افزایش سود ثابت توجیه می شود.

تجهیزات اتوماسیون صنعتی

سنسورها و محرک ها

یک سنسور متغیرهای مختلف فرآیند را حس می کند و آنها را به سیگنال های برقی یا نوری تبدیل می کند. این سنسورها شامل دما ، فشار ، سرعت ، جریان هستند.

محرک ها سیگنال های الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند تا کنترل فرآیندها را بدست آورند. اینها شامل رله ها ، آهنرباها ، سرو موتورها است.

کامپیوترهای صنعتی

کنترل کننده های منطق قابل برنامه ریزی (PLC) همچنین به عنوان کامپیوترهای صنعتی گفته می شود که قادر به برنامه ریزی برای انجام برخی عملکردهای کنترل هستند. این دستگاه از یک پردازنده یا پردازنده ، ماژول های I / O (آنالوگ و دیجیتال) برای اتصال دستگاه های مختلف ورودی / خروجی و ماژول های رله تشکیل شده است. اینها ممکن است ماژولار باشند که از نوع ثابت یا انواع یکپارچه برای گسترش ماژولها بر اساس ورودیهای موجود باشد.

همراه با PLC ، از رایانه های شخصی معمولی برای كنترل فرایند از طریق آنلاین یا تغییر برنامه ها استفاده می شود. PLC با یک نرم افزار اختصاصی برای برنامه ریزی استراتژی کنترل ارائه شده است.

HMI (رابط ماشین و انسان)

HMI از امکاناتی مانند نمایش اطلاعات در صفحه های رایانه ای و نمایشگرهای دیگر ، ثبت نتایج در دیتابیس ، سیگنال زنگ هشدار و غیره استفاده می کند.

سیستم ارتباطات

در صنایع بسیاری از سنسورها ، محرکها ، کنترل کننده رایانه های شخصی و سایر دستگاه های کنترل از لحاظ جغرافیایی از طریق چندین باس داده توزیع و با یکدیگر در تعامل هستند. سه نوع باس وجود دارد که در اتوماسیون صنعتی به عنوان مثال ، باس کارخانه ، باس فرایند و باس میدانی مورد استفاده قرار می گیرد.

باس میدانی بین دستگاههای میدانی و دستگاههای کنترل تعامل برقرار می کند در حالی که باس فرایندی رایانه های سطح نظارت را به دستگاه های کنترل مانند PLC متصل می کند. باس کارخانه سطح بالاتری از سازمان را به سطح نظارت متصل می کند. پروتکل های مختلفی برای ارتباطات مانند RS-485،Profibus ، CAN control Modbus و غیره استفاده می شود.

چرا اتوماسیون صنعتی مهم است؟

اتوماسیون در محیط کار صنعتی مزایای بهبود بهره وری و کیفیت ضمن کاهش خطاها و ضایعات ، افزایش ایمنی و افزودن انعطاف پذیری در فرایند تولید را فراهم می کند. در پایان ، اتوماسیون صنعتی بازده ایمنی ، قابلیت اطمینان و سودآوری را افزایش می دهد.

چرا باید در اتوماسیون صنعتی سرمایه گذاری کنید؟

کاهش خستگی و تلاش کارگران و یا نوع کار فشرده سنگین

به طور معمول، انسان از انجام کارهای عادی و تکراری خودداری می کند. با این حال، سیستم های رایانه ای آنها را بدون اشکال انجام می دهند. کارهایی که فاقد تغییرپذیری هستند، مکانی برای درخشش سیستم های خودکار است، اما این امر در مورد سیستم هایی که از سنسورهای پیشرفته و یکپارچه استفاده می کنند نیز صادق است. اگر این کار نیاز به شرایطی دارد که متناسب با راحتی و تمرکز انسان نباشد، اتوماسیون را در نظر بگیرید.

از آسیب دیدن یا از بین رفتن محصولات یا مواد جلوگیری کنید

انسان هنگام خستگی اشتباه می کند. این مظهر ضعف ناشی از احساسات نماد “وضعیت انسان” است. خطاهای استفاده از ابزارها به معنای آسیب رساندن به مواد اولیه ، اجزاء ، مجموعه ها و محصولات نهایی است.

جلوگیری از تولید و توزیع محصول غیر منطبق با استاندارد

کامپیوترهای کنترل کننده روبات ها مراحل یک فرآیند را فراموش نمی کنند. غفلت از قرار دادن پیچ نیاز به لمس انسان دارد. دستگاهی که این کار را انجام نمی دهد هشداری برای رفع آن ایجاد می کند. آیا این فرآیند نیاز به انجام کاری به ترتیب خاص برای بهبود عملکرد دارد؟ سیستم های خودکار مجموعه دستورالعمل ها را نقض نمی کنند. علاوه بر این، سیستم های خودکار ممکن است از قابلیت بازرسی استفاده کنند. سیستم را تنظیم کرده و اجازه دهید داده ها بدون اولویت با ترتیب وارد شوند.

افزایش بهره وری

بهبود فرآیندها برای کارآیی باعث می شود که یک شرکت رقابتی تر شود. اما آیا انسان همیشه هر کار را هر بار که انجام می دهد یکنواخت انجام می دهد؟ خیر، تنوع انسانی همیشه وجود دارد. سیستم های خودکار باعث بهبود فرآیندهایی می شوند که از اجرای مداوم سود می برند. برنامه ریزی و آموزش کامل امکان خطای انسان را منتفی نمی کند.

automationPic3

از مفهوم گرفته تا تولید

شرکت پایانیرو با استفاده از پیشرفته ترین فناوری روز دنیا ارائه دهنده راه حلهای جامع و بهینه مهندسی در زمینه اتوماسیون صنعتی و تامین کننده تجهیزات مورد نیاز سیستم های کنترل و مانیتورینگ فرایند های صنعتی و خطوط تولید می باشد.

اتوماسیون صنعتی برای فعال کردن صنعت ۴.۰ (Industry 4.0)

تکامل فن آوری های اطلاعات، صنعت سنتی را متحول می کند و آن را به سطح جدیدی از پیشرفت سازمانی می رساند. برای بهره وری از این فناوری ها یک الگوی جدید در بازار جهانی مورد بحث قرار گرفت.

صنعت ۴.۰ یا ۴ انقلاب صنعتی برخی از اصطلاحاتی است برای توصیف اجرای دستگاههای “هوشمند” که می توانند به صورت مستقل در طول زنجیره ارزش ارتباط برقرار کنند.

اتوماسیون صنعتی امروزه ستون اصلی هر استراتژی سازمان های تولیدی است. استفاده از ربات ها ، هوش مصنوعی و نرم افزارهای نسل جدید برای انجام کارهای روزمره و به حداقل رساندن درگیری انسان ، اثبات شده است که یک راه حل بسیار مقرون به صرفه برای چالش های تولید مدرن است. این امر به افزایش کیفیت ، قابلیت اطمینان و میزان تولید و کاهش هزینه های کلی تولید کمک می کند.

صنعت ۴.۰
ابتدا نگاهی به سیر گذر از صنعت ۱.۰ به ۴.۰ می کنیم

صنعت ۱.۰ : تولید مکانیکی آب و بخار

صنعت ۲.۰ : خط مونتاژ الکتریکی تولید انبوه

صنعت ۳.۰ : اتوماسیون کامپیوتر ها و وسایل تولیدی

صنعت ۴.۰ : سیستم های سایبری، اینترنت و تکنولوژی های هوشمند

در درون ساختارهای هوشمند مدولار صنعت ۴.۰ ، سیستمهای سایبر بر روندها نظارت می کنند ، یک نسخه مجازی از دنیای فیزیکی ایجاد می کنند و تصمیمات غیرمتمرکز می گیرند. از طریق اینترنت، سیستم های سایبر با یکدیگر و انسان ها ارتباط برقرار می کنند. از طریق اینترنت خدمات ، هم خدمات داخلی و هم سازمانی توسط شرکت کنندگان در زنجیره ارزش ارائه و مورد استفاده قرار می گیرند.

صنعت ۴.۰ بر پایه انقلاب دیجیتال استوار است، سنسورهای کوچکتر و قدرتمند دارد، اینترنت همه کاره، هوش مصنوعی (AI)، کار و هزینه انرژی، سیستم های فیزیکی سایبر

سیستم فیزیکی سایبر (Cyber Physical Systems) یک سیستم فیزیکی سایبر (CPS) سیستمی برای همکاری عناصر محاسباتی است که اشخاص فیزیکی را کنترل می کند. CPS سیستمهای فیزیکی و مهندسی هستند که عملکرد آنها توسط هسته محاسبات و ارتباطات کنترل ، هماهنگ و یکپارچه می شود. آنها به ما امکان می دهند با ادغام محاسبات و ارتباط با فرآیندهای بدنی ، قابلیتهایی را به سیستمهای فیزیکی اضافه کنیم.

اصول طراحی صنعت ۴.۰
  • قابلیت کارآیی: توانایی سیستم های سایبری فیزیکی برای برقراری ارتباط از طریق اینترنت و خدمات
  • مجازی سازی: کپی مجازی با پیوند داده ها با مدل های شبیه سازی ایجاد میشود
  • متمرکز شدن: توانایی سیستم های فیزیکی سایبر در کارخانه های هوشمند برای تصمیم گیری
  • قابلیت به موقع بودن: امکان جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها و ارائه نتیجه فوری
  • جهت گیری خدمات: ارائه خدمات از سیستم های فیزیکی سایبری ، انسان و کارخانه های هوشمند از طریق اینترنت خدمات
  • مدولار بودن: سازگاری کارخانه های هوشمند برای تغییر نیازهای ماژول ها
آنچه برای معرفی صنعت ۴.۰ لازم است:

۱. کارخانه ۴.۰:

  • ربات ها
  • وسیله نقلیه خودکار
  • چاپ سه بعدی(ساخت مواد افزودنی)
  • سیستم تولید پیشرفته
  • سنسورها
  • دستگاه های صنعتی

۲. امنیت سایبری

۳. نرم افزار برای پردازش داده ها بزرگ

۴. تدارکات ۴.۰

۵. شخصی سازی انبوه

۶. اینترنت اشیا

۷. تیم باکیفیت از کارمندان و تیم با تجربه از همکاران

بنابراین صنعت ۴.۰ به نام یک پروژه ای در استرتژی آلمان ساخته شد. که باعث ارتقا رایانه سازی گردید که این مفهوم در آلمان، چهارمین انقلاب صنعتی به شمار می رود. مهم نیست که چه چیزی ، بدون کمک کافی از اتوماسیون صنعتی، امکان پذیر است. زیرا هر دو جنبه در کنار هم و شانه به شانه هستند.

کنترلر ها به عنوان قلب سیستم های اتوماسیون

کنترلرها به عنوان قلب سیستم اتوماسیون دیده می شوند. و در بسیاری از موارد ، کل سیستم توسط این کنترلرها اداره می شود. درست مانند هر زیر سیستم دیگر، کنترلر ها در طی زمان تغییر کرده اند. و با تکنولوژی های مختلف در آن بازه زمانی سازگار شده اند.

قبلا از كنترلرهاي اوليه براي كنترل مكانيكي از مكانيسم هاي دنده استفاده می شد. نسل های بعدی ، پنوماتیک ، هیدرولیک ، الکترونیکی ، سیستم های مبتنی بر ریزپردازنده را پذیرفتند.

ظرفیت پردازش کنترل کننده ها طی مرور زمان افزایش یافته است. بنابراین، هزینه اتوماسیون را کاهش داده و سیستم را مقرون به صرفه تر می کند. افزایش تراکم حلقه ها در هر کنترل کننده نه تنها هزینه را کاهش داده است. بلکه باعث سهولت کارها و سرعت کنترل هم شده است.

کنترل کننده های مکانیکی

سیستم های کنترلی طراحی شده با استفاده از حرکات دنده مکانیکی، با فنر و حلقه می باشند. که می توانند به عنوان کنترل کننده های مکانیکی در نظر گرفته شوند.

کنترلرهای مکانیکی اولین نوع کنترلرها در دنیای مدرن ، با هدایت موتور بخار می باشند. مفهوم مشابه را می توان در بسیاری از برنامه ها مشاهده کرد. در آنجا که حرکت دنده ها و عملکرد فنرها می تواند عملکرد مورد نظر متغیر فرآیند را به همراه آورد. اما به دلیل حرکات مکانیکی و طراحی های پیچیده و همچنین به دلیل داشتن تکنولوژی نسبتاً آسان و پیشرفته ، استفاده از وسایل الکترونیکی مدرن در بیشتر مکان ها جایگزین کنترلرهای مکانیکی شده است.

کنترل کننده های پنوماتیک

کنترل کننده پنوماتیک یک وسیله مکانیکی است که برای اندازه گیری دما یا فشار و انتقال سیگنال به عنصر کنترل نهایی طراحی شده است. کنترل کننده ، یک وسیله مقایسه کننده است که سیگنال ورودی را از یک متغیر فرآیند اندازه گیری ، دریافت می کند. و این مقدار را با مقدار کنترل از پیش تعیین شده (نقطه تنظیم) مقایسه می کند. و مقدار مناسب سیگنال خروجی مورد نیاز را توسط عنصر کنترل نهایی برای ارائه اقدامات اصلاحی در یک حلقه کنترل بسته تعیین می کند.

این کنترلر با سیستم های نازل و بافل و مکانیزم های بسیار دقیق ساخته شده است. بسیاری از تاسیسات در سراسر جهان وجود دارد که از این فناوری ها ، به دلیل ماهیت مستقل و عدم وجود اتصالات برقی استفاده می کنند.

کنترل کننده های هیدرولیک

کنترل کننده هیدرولیکی دستگاهی است که از یک مکانیزم استفاده از مایعات برای تهیه سیگنال خروجی استفاده می کند. که تابعی از یک سیگنال خطای ورودی است.

سیگنال خطا ، تفاوت بین یک متغیراندازه گیری شده و یک مرجع یا نقطه تنظیم است. کنترل کننده های هیدرولیک حلقه بسته همچنان برای انواع خاصی از مشکلات کنترل فرآیند استفاده می شوند. اما استفاده از کامپیوتر ، با خروجی الکتریکی خود ، در برنامه های کنترل فرآیند گسترش یافته است.

این ترکیب مزایای استفاده از کنترل هیدرولیک را به تطبیق پذیری رایانه اضافه می کند. همچنین بهبود پایدار مایعات مقاوم در برابر آتش در گسترش استفاده از هیدرولیک نقش دارد. از آنجا که سیستم ورودی آنالوگ را مستقیماً قبول نمی کند. مبدل دیجیتال به آنالوگ و تقویت کننده مورد نیاز است.

کنترل کننده های الکترونیکی

همانطور که در مورد سایر ابزار و کنترل صادق است. کنترل کننده های مستقل ، پیشرفت های فنی بی شماری را از مدار الکتریکی دیجیتال ، ریزپردازنده ها ، نمایشگرهای مدرن ، و نرم افزارهای بسیار خلاق به دست آورده اند. کنترلرهای مستقل معاصر با دستگاههای موجود اخیر، از دستگاه های دو دهه قبل ، بسیارمتفاوت هستند. کنترل کننده ، از حافظه پویا به جای حافظه ثابت اختصاص داده شده استفاده می کند.

امنیت، توسط شناسه کاربر و رمز عبور، می تواند. در هر سطح برنامه، برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز و تغییر برنامه یا داده ها انتخاب شود. از خودآزمایی، در هنگام راه اندازی با نظارت بر عملیات داخلی استفاده می شود. پس از تشخیص وضعیت غیرقابل تحمل ، کنترلر، خروجی ها را خاموش می کند. هشدارها را فعال می کند و پیام مناسبی را نشان می دهد.

سیستم های DCS

DCS یک فناوری است. که در آن کنترلرها و سایر زیر سیستم ها از لحاظ جغرافیایی و عملکردی در کارخانه توزیع می شوند. DCS برای برآورده کردن نیازهای خاص برخی فرآیندهای پالایش و پتروشیمی، تکامل یافته. DCS معمولاً زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که نسبت آنالوگ به دیجیتال بالاتر از ۶۰:۴۰ باشد.

DCS به طور معمول از کنترل کننده های واحد تشکیل شده است. که می تواند چندین حلقه را تحمل کند. واحدهای مالتی پلکسر برای مقابله با مقدار زیاد I / O ، ایستگاه های کاری و رابط مهندسی ، دروازه های ارتباطی ، عملکرد کنترل پیشرفته در کنترل کننده های اختصاصی را نیز دربر می گیرد.

همه اینها کاملاً یکپارچه بوده و معمولاً با استفاده از یک شبکه ارتباطی متصل می شوند. DCS ها برای کنترل ، رویکرد سلسله مراتبی را در نظر می گیرند ، با بیشتر اطلاعاتی که در کنترل کننده های مبتنی بر ریزپردازنده قرار دارد. و هرکدام می توانند ۱۰ تا ۱۰۰۰ ورودی / خروجی را کنترل کنند. Fieldbus منجر به توسعه DCS مبتنی بر PLC شده است. که مانیتور توابع کنترل را تسهیل می کند.

منطق کنترل

کنترل گسسته یکی از زیر سیستم های اصلی در اتوماسیون صنعتی است. و نیازهای بخش های تولید کننده ، عامل اصلی رشد و بلوغ آن است. با این حال ، انعطاف پذیری مورد انتظار صنعت تولید، مفاهیمی مانند PLC را به وجود آورده است. که توسط میکروکنترلرها و با اتخاذ فن آوری های شبکه به عنوان سیستم های (ESD) کامل می شوند.

سوئیچ ها

در گذشته ، کنترل ماشین آلات با سوئیچ های سیم کشی و رله ها در کنار هم انجام می شد. تا عملکردهای منطقی را انجام دهند. نقطه ضعف اصلی این سیستم این بود. که تغییر در عملکرد منطقی نیاز به یک بازآزمایی فیزیکی مدار داشت. این تعمیر و نگهداری یک کار وقت گیر بوده. و اغلب منجر به از دست رفتن زمان تولید می شود. زیرا دستگاه باید خاموش شود.

رله ها

رله ها به عنوان مکانیزم زمان بندی دستگاه های ورودی، مانند حسگرهای فوتوالکتریک عمل می کنند. رله ها کاملاً شهودی هستند. با این حال، رله ها انعطاف موجود در سیستم های کنترل مدرن را ارائه نمی دهند. همچنین به گرفتن مقدار قابل توجهی از فضا و نیاز به سیم کشی گسترده و نگهداری منظم شناخته شده اند.

PLC

اولین کنترلر قابل برنامه ریزی، که در سال ۱۹۷۰ معرفی شد. در پاسخ به تقاضای جنرال موتور برای یک سیستم با انعطاف پذیری یک کامپیوتر، توسعه داده شد. PLC در عین حال می تواند توسط مهندسان و تکنسین های کارخانه برنامه ریزی و نگهداری شود.

این کنترلرهای قابل برنامه ریزی، فضای کمتری نسبت به سایر اجزای کنترلی که جایگزین آنها شده بود، گرفتند. آنها از نظر قابلیت برنامه ریزی مجدد ، انعطاف پذیری بیشتری را ارائه می دهند.

از آنجا که کنترل کننده های قابل برنامه ریزی را می توان با منطق نردبان رله برنامه ریزی کرد. تبدیل نمودارهای الکتریکی به برنامه کنترل کننده قابل برنامه ریزی نسبتاً ساده است. این فرآیند شامل تعریف قوانین عملیاتی برای هر نقطه کنترل است. تبدیل این قوانین به منطق نردبان و شناسایی و برچسب زدن به خروجی ها (آدرس دهی) می باشد. نیروی کار امروز ترکیبی از مهندسین است.

ESD

ESD عواقب موقعیت های اضطراری، مربوط به فرار گاز در صورت بروز آتش سوزی در مناطق حامل هیدروکربن، را به حداقل می رساند. به طور سنتی، تحلیل ریسک به این نتیجه رسیده است. که سیستم ESD به یکپارچگی ایمنی بالا (SIL)، به طور معمول SIL 2 یا ۳ نیاز دارد. در اصل این سیستم شامل سنسورهای میدانی، منطق سیستم برای پردازش سیگنال های ورودی، زنگ هشدار و واحد HMI است.

سیستم قادر به پردازش سیگنال های ورودی و فعال کردن خروجی مطابق نمودار علت و معلول تعریف شده. خاموش کردن سیستم ها و تجهیزات جزئی، برای جلوگیری از تشدید حوادث. متوقف کردن جریان گاز، کنترل تهویه اضطراری ، و همین طور بستن درها.

اهداف کارخانجات و سيستم هاي كنترل

به منظور پشتیبانی از اهداف گسترده کارخانجات، مجموعه خاصی از ویژگی ها برای سیستم ها، پیش بینی شده است. که برای رفع نیازهای دوربرد کارخانجات مورد نیاز است. این موارد شامل موارد زیر است:

۱. سیستم های کنترل فرآیند
۲. شبکه های ارتباطی
۳. سیستم های مدیریت پایگاه داده
۴. سیستم های بهینه سازی فرآیند و بهبود فرآیند
۵. سیستم های پشتیبانی تصمیم

سیستم های کنترل فرآیند

سیستم های کنترل فرآیند ، کنترل خودکار رایانه ای را در همه زمینه ها و در تمام مراحل انجام می دهند. علاوه بر این ، این فناوری دامنه کنترل مرسوم را گسترش داده و اهداف پشتیبانی زیر را در بر می گیرد:

  • برای به حداقل رساندن خطاها و تسریع در دستیابی به اطلاعات، تصمیمات عملیاتی را به حداقل می رساند
  • ساده کردن انجام مطالعات اقتصادی و عملیاتی ، تا امکان تجزیه و تحلیل سریع از شرایط عملیاتی غیرمعمول فراهم شود
  • افزایش بهره وری سیستم و فرآیند از طریق ابزارهای تجزیه و تحلیل و طراحی کارآمد و جامع
  • افزایش دامنه و دسترسی تعاملی به داده های گذشته تا امکان تجزیه و تحلیل کامل مشکلات فرآیندی وعملیاتی فراهم شود
  • ستسریع در روند گسترش و رشد سیستم
شبکه های ارتباطی

رابطه مناسب شبکه های ارتباطی با ایستگاه های کاری ، تبادل اطلاعات گسترده کارخانجات را فراهم می کنند. و دسترسی کامل به اطلاعات کارخانه را توسط همه کاربران داده ، امکان پذیر می سازند. موارد زیر اهداف پشتیبانی هستند:

  • اتصال و قابلیت همکاری بین سیستم های فروشندگان مختلف باید برای سازگاری و سهولت گسترش فراهم شود
  • یکپارچگی و امنیت داده ها در انتقال و دسترسی به پایگاه داده ها برای عملکرد قابل اعتماد کارخانه

برچسب‌ها:, , , , , ,