اتوماسیون صنعتی به کاربرد فناوریهای خودکار و کامپیوتری در عملیات صنعتی گفته میشود. این فناوریها برای کنترل و مانیتورینگ فرایندهای تولید، خطوط تولید، دستگاههای صنعتی و تجهیزات مورد استفاده قرار میگیرند. اتوماسیون صنعتی از سیستمهای کنترل خودکار، سنسورها، رلهها، PLCها (کنترلکنندههای منطقی برنامهپذیر) و سیستمهای SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) استفاده میکند، تا فرایندها را به صورت خودکار و با کارآیی بالا اجرا کند.
این فناوریها به کاهش هزینهها، افزایش بهرهوری و کیفیت تولید، افزایش ایمنی و کاهش زمان تعمیرات منجر میشود.
کاربردهای اتوماسیون صنعتی
این تکنولوژی در صنایع مختلف به کار میرود. برخی از موارد کاربردی عبارتند از:
صنایع تولیدی
در صنایع تولیدی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت خطوط تولید و فرایندهای تولید به کار میرود. این شامل خودکارسازی ماشینآلات، راهاندازی خودکار خطوط تولید، کنترل کیفیت و اندازهگیریهای خودکار است.
صنایع نفت و گاز
در صنایع نفت و گاز، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مانیتورینگ فرایندهای استخراج، حمل و نقل، پالایش و توزیع استفاده میشود. این شامل کنترل خودکار سیستمهای حفاری، کنترل سیستمهای تزریق و خروجی نفت و گاز، بهینهسازی عملکرد و مدیریت ایمنی است.
صنایع تولیدی خودرو
در صنایع خودروسازی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت خطوط تولید خودرو، رباتهای صنعتی برای جابجایی قطعات، کنترل کیفیت و اندازهگیریهای دقیق به کار میرود.
صنعت فولاد و فلزات
در صنعت فولاد و فلزات، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مانیتورینگ فرایندهای ذوب، ریختهگری، صافیکاری و تولید قطعات فلزی استفاده میشود. همچنین، کنترل و مدیریت سیستمهای حمل و نقل و انبارداری نیز توسط اتوماسیون صنعتی صورت میگیرد.
صنایع شیمیایی و دارویی
در صنایع شیمیایی و دارویی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت فرایندهای تولید مواد شیمیایی، تولید دارویی، مانیتورینگ و کنترل کیفیت به کار میرود.
صنایع غذایی
در صنایع غذایی، اتوماسیون صنعتی برای کنترل و مدیریت فرایندهای تولید، بستهبندی، برچسبزنی و انبارداری استفاده میشود.
صنایع برق و الکترونیک
اتوماسیون صنعتی در صنایع برق و الکترونیک نقش بسیار مهمی دارد و بهبودهای قابل توجهی را در این صنایع ایجاد کرده است. برخی از کاربردهای اتوماسیون صنعتی در صنایع برق و الکترونیک عبارتند از:
۱. خطوط تولید هوشمند: استفاده از رباتها و دستگاههای هوشمند جهت تولید و تجمیع محصولات برقی و الکترونیکی، کاهش زمان تولید و افزایش بهرهوری را فراهم میکند.
۲. کنترل کیفیت: سیستمها در این روند برای انجام آزمونهای کیفیت و تستهای محصولات برقی و الکترونیکی به کار میروند، که منجر به بهبود کیفیت و کاهش نرخ خرابی محصولات میشود.
۳. مانیتورینگ و نظارت: این تکنولوژی به شرکتها امکان مانیتورینگ و نظارت بر فرآیندهای تولید، انرژی مصرفی، وضعیت تجهیزات و مواد اولیه را میدهد و از طریق جمعآوری دادهها، تصمیمگیری بهتر را فراهم میکند.
۴. اتوماسیون سیستمهای توزیع برق: استفاده از سیستمهای اتوماسیون برای کنترل و مدیریت شبکههای توزیع برق، بهبود اعتبارپذیری، بهرهوری و پایداری شبکه را فراهم میکند.
۵. بهینهسازی انرژی: سیستمهای اتوماسیون صنعتی به شرکتها کمک میکنند تا مصرف انرژی را بهینهسازی کرده و از انرژی الهی و مواد اولیه بیشتری صرفهجویی کنند.
این فقط چند نمونه از صنایعی هستند که این تکنولوژی در آنها کاربرد دارد. در واقع، اتوماسیون صنعتی در هر صنعتی که از فرآیندهای تولیدی و عملیاتی پیچیده استفاده میشود، قابل استفاده است.
انواع اتوماسیون صنعتی
انواع اتوماسیون صنعتی عبارتند از:
PLC: یک کامپیوتر صنعتی میباشد که برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندها و تجهیزات در صنعت استفاده میشود.
SCADA: سیستم کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی برای کنترل و مانیتورینگ پارامترهای مختلف محیطی مانند دما، فشار و رطوبت.
HMI: یک رابط کاربری برای کاربران برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی است.
DCS: یک سیستم کنترل توزیعی برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای صنعتی است.
SCADA-HMI: ترکیبی از سیستمهای SCADA و HMI که به کاربران اجازه میدهد تا پارامترهای مختلف را کنترل و مانیتور کنند.
MES: سیستم اجرایی تولید برای بهبود فرآیندهای تولید، مدیریت تولید، اعتبارسنجی و پشتیبانی از قطعات تولید شده.
ERP: سیستم مدیریت منابع سازمانی برای مدیریت تمامی فرآیندهای سازمان، از جمله تولید، تامین، مالی، منابع انسانی و بازاریابی.
PAC: یک کنترلر صنعتی پیشرفته که در فرآیندهای تولیدی برای کنترل و مانیتورینگ استفاده میشود.
CNC: یک کنترلر عددی کامپیوتری است که برای کنترل دستگاههای پردازش سیگنالهای الکترونیکی در فرآیندهای تولیدی استفاده میشود.
رباتیک: استفاده از رباتها برای انجام فعالیتهای خطرناک و یا پیچیده در فرآیندهای تولیدی.
هر یک از این سیستمهای اتوماسیون صنعتی دارای ویژگیهای منحصر به فرد خود هستند و برای کاربردهای واقعی در صنعت، انتخاب درستی بین آنها بسیار مهم است.
مزایای اتوماسیون صنعتی
از جمله مهمترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
افزایش بهرهوری: استفاده از سیستمسازی صنعتی منجر به افزایش بهرهوری فرآیندهای تولیدی میشود. این امر بهبود کیفیت محصولات، کاهش زمان تولید و هزینههای تولید را به همراه دارد.
کاهش خطرات: با استفاده از اتوماسیون صنعتی، خطرات مرتبط با فرآیندهای تولیدی مانند حوادث ناگهانی، آسیب به کارگران و اشتباهات انسانی کاهش مییابد.
افزایش انعطافپذیری: سیستمهای صنعتی به شرکتها امکان انعطافپذیری بیشتر در تولید و پاسخگویی سریعتر به تغییرات درخواستهای بازار را میدهد.
بهبود دقت: استفاده از سیستمهای صنعتی منجر به دقت بیشتر در کنترل و مدیریت فرآیندهای تولیدی میشود که موجب کاهش بازدهی ناخواسته و اشکالات در محصولات میشود.
کاهش هزینهها: به دلیل افزایش بهرهوری، کاهش خطرات و بهبود عملکرد، استفاده از اتوماسیون صنعتی به کاهش هزینههای تولید و مدیریت منابع منجر میشود.
نظارت بهتر: سیستمهای اتوماسیون صنعتی به مدیران و کارکنان امکان نظارت بهتر و کنترل دقیقتر بر فرآیندهای تولیدی را میدهد.
استفاده بهینه از منابع: با بهینهسازی استفاده از انرژی، مواد اولیه و منابع دیگر، اتوماسیون صنعتی به کاهش مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست کمک میکند.
به طور کلی، اتوماسیون صنعتی بهبود عملکرد و کارایی فرآیندهای تولیدی را افزایش میدهد و برای شرکتها امکان دستیابی به رقابتپذیری بیشتر را فراهم میکند.
اتوماسیون صنعتی نیاز به چه تخصصی دارد؟
این تکنولوژی یک حوزه متعدد الاستعداد است و نیاز به دانش در بسیاری از زمینههای علمی دارد. بعضی از زمینههای علمی مورد نیاز برای کار در این حوزه عبارتند از:
مهندسی برق: دانش در زمینه مهندسی برق، از جمله رشتههای الکترونیک، کنترل، قدرت، سیگنالهای دیجیتال و مدارهای الکتریکی برای این تکنولوژی بسیار مهم است.
مهندسی مکانیک: اطلاعات در زمینه مهندسی مکانیک و مهندسی مواد بسیار مفید هستند، به خصوص در زمینه طراحی و تحلیل سیستمهای مکانیکی و سیستمهای خودکار.
علوم کامپیوتر: علم کامپیوتر و نرمافزارها، از جمله برنامهنویسی، شبکهها، پایگاهداده و سیستمهای عامل، برای توسعه و پشتیبانی از سیستمهای صنعتی حائز اهمیت است.
ریاضیات: دانش ریاضیات، از جمله آمار، الگوریتم، هوش مصنوعی و بهینهسازی، برای پیشبینی و بهبود عملکرد سیستمهای صنعتی استفاده میشود.
فیزیک: دانش در زمینه فیزیک، به خصوص در زمینه کنترل و مدیریت سیستمهای پیچیده و ماشینآلات صنعتی، بسیار مفید است.
علوم محیطی: مهارتهای در زمینه علوم محیطی، از جمله تجهیزات مانیتورینگ و کنترل آلایندهها، برای مدیریت بهینه و کاهش آلایندههای صنعتی در سیستمهای صنعتی لازم است.