سیستم Smart Wire / DT راهی آسان برای اتصال قطعات صنعتی در تابلوها
سیستم Smart Wire/DT ایتون یک سیستم ارتباطی می باشد که در کنترل پنل ها جهت اتصال سنسور و actuator استفاده می شود و علاوه بر این ، این سیستم میتواند به انواع ماژول های ورودی و خروجی ، موتور استارترها ، درایوهای فرکانس متغیر ، سافت استارترها ، پوش باتون ها ، سنسورهای پنوماتیک و چراغ سیگنال ها ، اتصال پیدا کند .
این سیستم روشی بسیار مناسب و مقرون به صرفه است که جایگزین سیم کشی معمولی و نقطه به نقطه شده که در عمل بسیار پیچیده و پرهزینه است .
این سیستم از طراحی تا ساخت و ساز ، راه اندازی و گسترش به کاهش هزینه ها و کوچک شدن پنل ها کمک می کند .
از عمده مزیت های استفاده از Smart Wire/DT طراحی بسیار جمع و جور پنل ( تابلو ) هاست.
توجه : اطلاعات بیشتر در خصوص Smart Wire را انشالله در آینده بیشتر خواهم داد .
توجه : برای آشنایی بیشتر فیلم آموزشی زیر را تماشا بفرمایید :
اتوماسیون صنعتی
افزایش بازدهی در صنایع متوسط و سنگین و شاید با کمی اغراق “آینده صنعت” در دستان اتوماسیون و بخصوص نوع صنعتی آن می باشد، تکنولوژیی که پس از ظهور آن همچنان پر قدرت به سمت جلو می رود و گویا پایانی بر نوآوری های آن نیست.
توجه : کلیپ تصویری زیر که اتوماسیون را به خوبی تعریف می کند ، مشاهده نمایید :
داستان از رقابت شروع می شود؛ رقابت بین شرکت های صنعتی به قدری بالا گرفت که افزایش کمیت و کیفیت محصولات دیگر نمی توانست با استخدام بیشتر منابع انسانی بالاتر رود، به همین دلیل شرکت ها به دنبال راه حلی اقتصادی تر و البته دقیقتر از نیروی انسانی رفتند.
اگر این گذاره را همزمان کنیم با استفاده انبوه از مدارات رله کنتاکتوری در سال 1913 ( 1292 هجری شمسی ) علت رشد بی سابقه اتوماسیون در آنها سال ها به راحتی توجیه پذیر می شود.
یکی از صنایع پربازده در سال های 1903 تا 1916 ( 1282 تا 1295 هجری شمسی ) صنعت اتومبیل سازی درایالات متحده آمریکا می بود.
کارخانه اتومبیل سازی فورد
به همین دلیل تعجبی هم نداشت که شرکت های مطرح خودروسازی به فکر استفاده از اتوماسیون جهت تولید بیشتر بیافتند، در این میان شرکت فورد اقدام به تاسیس یک خط تولید نیمه اتوماتیک نمود که به نوعی آغازی بر استفاده از اتوماسیون در جهان یاد می شود. این کار باعث بهبود کیفیت و هم چنین تولید تعداد بیشتری محصول در زمان مشابه شد و کارایی شرکت فورد را به حداکثر رساند، پس از شرکت های آمریکایی نوبت به شرکت های آلمانی و پس از آنها ژاپنی بود تا با استفاده از اتوماسیون هرچند ابتدایی، انقلابی در استفاده بهینه از نیروی انسانی و کامیپوتر داشته باشند.
این روند تا به امروز ادامه داشته و البته درکنار تمام مزیت های آن مشکلاتی نیز به همراه دارد که در پایان به آن خواهیم پرداخت، حالا اجازه دهید بحثمان را به صورت تخصصی تر و با ورود به تعریف اساسی اتوماسیون آغاز نماییم.
اتوماسیون هوشمند شرکت BMW
اتوماسیون
اتوماسیون عبارت است از متصل کردن اجزای اطلاعاتی بخش های مختلف یک سازمان در قالب یک بستر نرم افزاری تا انتقال اطلاعات، آمارها و دستورالعمل ها به صورت کاملا یکپارچه و آسان، به گونه ای که تبادل، تنظیم و تصحیح اطلاعات درون سازمانی تسریع شود، صورت پذیرد.
نام دیگر اتوماسیون را می توان رباتیزه کردن نیز نامید که به معنای استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلاً کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و فرآیندهای تولید است. به صورت کلی اتوماسیون به بهرهگیری از سامانههای کنترل (کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامهریزی، و دیگر سیستمهای کنترل صنعتی)، مکانیکی، الکترونیکی و رایانهها [ CAM, CAD, CAX ] برای پایش (کنترل) خط تولید گفته میشود، که هدف آن؛ کاهش نیاز به نیروی انسانی می باشد.
مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاههایی است که ایشان را برای انجام بهتر کارشان یاری میرساند. نمایانترین و شناختهشدهترین بخش خودکارسازی (مکانیزاسیون)، رباتهای صنعتی هستند.
Automation یک گام 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.
ایراد فوق با در نظر گرفتن استهلاک و هزینه بالای خود و همچنین عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثر تابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند.در حال حاضر PLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد که توسط کمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه میگردد. به طور خلاصه سیستم های نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی بر PLC در مقایسه با کنترل کننده های رله ای و کنتاکتوری قدیمی دارای امتیازات زیر می باشند:
قبل از اینکه به شکل تخصصی تری به موضوع اتوماسیون و زیرمجموعه های آن بپردازیم اجازه دهید باهم مزایا و معایب آن را برشماریم:
با استفاده از اتوماسیون در خطوط تولید و با کنترل بهتر و دقیقتر بر فرآیند می توان نرخ تولید را به طور چشمگیری بهبود بخشید. در واقع زمان صرف شده به ازای تولید هر کالا کاهش خواهد یافت و در کنار آن کیفیت و دقت در تولید کالا افزایش خواهد یافت.
ترکیب فرآیندهای مختلف در صنعت با استفاده از اتوماسیون همانطور که در بخش قبل ذکر شد زمان تولید را کاهش خواهد داد؛ در کنار این کاهش، نیاز به استفاده از انسان در طول فرآیند نیز کم رنگتر می شود. لذا هزینههای ناشی از تولید کالا بدین صورت به شکل چشمگیری کاهش خواهد یافت.
از آن جائیکه 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.
اتوماسیون صنعتی با جایگزین کردن ماشینهای صنعتی با انسانها از حضور انسان در محیطهای خطرناک جلوگیری کرده و بدین ترتیب امنیت محیط کار را بالا خواهد برد.
موارد بالا را می توان کلیدی ترین ویژگی اتوماسیون دانست که تا قبل از آن عملا با روش های سنتی قابل دستیابی نمی بودند، با این حال اتوماسیون مزایای و البته معایب دیگری نیز دارد که باهم آنها را نیز مرور خواهیم نمود.
به صورت کلی در اتوماسیون شاهد دو فرآیند هستیم، این دو فرآیند عبارتند از:
اتوماسیون با رعایت بهداشت در صنعت غذا
تنها تفاوت میان این دو سبک کاری، قدرت انعطاف پذیری بالای مدل گسسته می باشد به این شکل که می توان در یک روز چند شیفت کاری کاملا متفاوت را در یک کارگاه، کارخانه، واحد تولیدی و… پیاده سازی نمود.
به عنوان مثال در کارخانه ایران خودرو گاهی نیازی است که خط تولیدی محصول x به محصول y به مدت کوتاهی قرض داده شود تا کارخانه مذکور بتواند پاسخگوی نیاز مشتریان محصول y باشد به این شکل با استفاده از یک اتوماسیون گسسته می توانیم در یک خط تولیدی شاهد تولید انواع محصولات متفاوتی از هم باشیم .
فرآیندهای پیوسته : پالایش، پتروشیمی، شیمیائی، غذائی و …
فرآیندهای گسسته : خودرو، الکترونیک، لوازم خانگی و …
پس از اینکه شما فرآیند مدنظرتان را مشخص نمودید نوبت به تعیین نوع سیستم می رسد که باید از میان؛ اتوماسیون سخت یا ثابت، اتوماسیون قابل برنامه ریزی و اتوماسیون نرم یا انعطاف پذیر، یکی را با توجه به ویژگی هایشان که در ادامه به صورت مفصل توضیح داده خواهد شد انتخاب نمایید.
این نوع از اتوماسیون برای اجرای عملیات های ثابت و تکرارپذیر مورد استفاده قرار می گیرد تا به نرخ تولید بیشتری دست یابند. اتوماسیون ثابت با هدف مشخص یا تجهیزات اختصاصی به منظور اتوماتیک نمودن رشته ای از عملیات های ثابت مونتاژ یا پردازش مورد استفاده قرار می گیرد. با به کارگیری این نوع از اتوماسیون تغییر یا تنوع طراحی محصول کار نسبتا دشواری خواهد بود. بنابراین این اتوماسیون در ارائه انواع محصول سخت و غیرقابل انعطاف مورد استفاده قرار می گیرد ولی کارآیی را با میزان تولید بیشتر و کاهش هزینه واحد، افزایش می دهد.
در این اتوماسیون یک طبقه خاص از محصول تغییر می کند و یا ممکن است عملیات مونتاژ یا پردازش با اصلاح برنامه کنترل در تجهیزات خودکار تغییر کند.
این نوع اتوماسیون بهترین گزینه برای فرآیند تولید دسته ای است که حجم تولید آن از متوسط تا زیاد است. ولی در این اتوماسیون تغییر و تنظیم مجدد سیستم برای محصول جدید یا دنباله ای از عملیات ها کار دشواری است. زیرا ورود محصول جدید یا تنظیم مجدد عملیات ها نیازمند طی یک عملیات اصلاحی طولانی است. از نمونه های کاربردی این اتوماسیون می توان به؛ دستگاه های کنترل شمارشی، ماشین کاغذ، ماشین لوله فولادی، روبات های صنعتی و … اشاره کرد.
این سیستم اتوماسیون، تجهیزات کنترل اتوماتیکی ارائه می کند که از انعطاف پذیری بالایی برای ایجاد تغییرات در طراحی محصول برخوردارند. این تغییرات به سرعت از طریق دستوراتی که در غالب کد از سوی اپراتور انسانی ارائه می شوند قابل اجرا هستند.
این اتوماسیون به تولیدکنندگان اجازه می دهد چندین محصول با محدوده های مختلف تولید کنند و از روشی ترکیبی به جای تولید جداگانه بهره ببرند. برخی از نمونه های این سیستم اتوماسیون عبارتند از:
1- وسایل نقلیه خودکار
2- اتومبیل ها
3- ماشین چندمنظوره CNC.
سیستم های اتوماسیون صنعتی می توانند ذاتا بسیار پیچیده بوده و دارای تعداد زیادی از دستگاه های مشغول به کار در اتوماسیون باشند، در ادامه به بررسی سطوح سلسله مراتب سیستم اتوماسیون طبق تصویر زیر می پردازیم که اغلب در تمام اتوماسیون ها رعایت می شود.
سلسله مراتب در اتوماسیون صنعتی
این قسمت پایینترین سطح از یک سیستم اتوماسیون است که شامل تجهیزات میدانی از جمله سنسورها و عملگرها می باشد، وظیفه اصلی این بخش از سیستم، انتقال اطلاعات فرآیندها و ماشینها به سطح بالاتر برای مانیتور کردن و تحلیل اطلاعات است.
سنسورها دادههای واقعی و مبتنی بر زمان همانند دما، فشار، جریان، سطح و … را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکنند ، اطلاعات دریافتی توسط سنسور برای تحلیل و انجام دستورهای لازم به قسمت بالادست منتقل خواهد شد.
از سوی دیگر عملگرها سیگنالهای الکتریکی دریافت شده توسط کنترلرها را به کار مکانیکی تبدیل خواهند کرد.
توجه : ولوهای کنترل جریان، سلنوئید ولوها، رلهها، موتورهای الکتریکی و سروموتورها نمونههایی از عملگرها در سیستم اتوماسیون هستند.
در این قسمت دستگاههای اتوماتیک و سیستمهای مانیتورینگ، عمل کنترل را تسهیل کرده و فرآیندها را در قالبی که برای انسان قابل تشخیص باشد، نمایش میدهند که این کار توسط (HMI (Human Machine Interface صورت میپذیرد، از طریق HMI پارامترهای مختلف، آرشیو اطلاعات، روشن و خاموش کردن دستگاهها قابل مشاهده و کنترل است.
این بخش شامل دستگاههای اتوماسیون مختلف از جمله ماشینهای CNC، PLCها و … می باشد که اطلاعات را از حسگرها گرفته و پردازش میکند، کنترلرهای اتوماتیک با توجه به این اطلاعات دریافتی، عملگرها را برای انجام فعالیت مورد نیاز، راه انداخته و فرمان لازم را به آنها خواهند داد.
PLC از جمله کنترلرهای قوی و دقیقی است که به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. PLC قادر است تا فرمانهای کنترلی را بر اساس ورودیای که از سنسورها میگیرد ارسال کند.
PLC شامل ماژولهای مختلفی از جمله I/O دیجیتال ، I/O آنالوگ ، CPU و ماژولهای ارتباطی است. PLC این قابلیت را دارد که توسط کاربر برنامهریزی شده و اعمال خواسته شده را مطابق انتظار انجام دهد.
این بخش، مهمترین بخش اتوماسیون صنعتی است که کل سیستم اتوماسیون را تحت کنترل قرار میگیرد، وظیفه این قسمت برنامهریزی تولید، تحلیل بازار و مصرفکنندگان، سفارشات، فروش و … است، لذا در این بخش، بیشتر از جنبههای تخصصی به مسائل تجاری اهمیت داده خواهد شد.
همچنین شبکههای ارتباطی اتوماسیون از بخشهای مهم و جدایی ناپذیر این سیستم هستند که ارتباط بین تمام سطوح از این طریق برقرار میشود ، سیستمهای ارتباطی در تمام سیستمهای اتوماسیون حضور دارند ، این سیستمها میتوانند در هر سطحی متفاوت ظاهر شوند، برخی از این سیستمهای ارتباطی عبارتند از: RS485، CAN، DeviceNet، Foundation Field Bus، Profibus و ….
حقیقت این است که اتوماسیون از خود چیزی برای ارائه ندارد و درواقع با گردهم آمدن برخی از ابزارها و ایجاد یک ارتباط زنده و موثر در میانشان می توانیم شاهد یک اتوماسیون کاملا حرفهای باشیم، این ابزارهای شاخص عبارتند از؛
اتوماسیون صنعتی برای رسیدن به اهداف خود در قسمت کنترل از یک سری تجهیزات خاص به دفعات زیاد استفاده می کند، این موارد عبارتند از؛ اندازهگیرها، کنترل کنندهها و محرکها که در ادامه مختصراً شرح داده خواهند شد.
تجهیزات مورد استفاده در اتوماسیون :
اندازهگیرها در واقع چشم سیستمهای کنترل محسوب میشوند و با کمی سازی مقادیر فرآیندی، کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرآیند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرآیند و رسیدن به نقطه تنظیم مورد نظر ارسال مینماید. هر دستگاه اندازهگیری شامل سه جزء اساسی سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر میباشد.
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.
توجــه : در صفحات قبل وبلاگ ، به طور مفصل و کامل درمورد سنسورها ، توضیح و آموزش داده ایم .
سنسور PT100 - دماسنج
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.
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.
ترانسمیتر فشــار
قسمت دوم ابزاردقیق بخش کنترل میباشد، کنترل عبارتست از سوق و نگهداری یک یا چند فرآیند 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.
محرکها ادواتی 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 ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازهگیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر میشوند.
تاکنون به موارد بسیار زیادی در رابطه با کاربرد و مزیت استفاده از اتوماسیون اشاره کرده ایم.
توجه : از دید کاربردی ، بیشترین عملکرد مثبت را در یک سیستم کاملاً مستقل " مانیتورینگ " ایفا می کند .
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
مانیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل:
بااینکه اتوماسیون امکان اجرا و پیاده سازی برخی از فعالیت هایی که ممکن است به شدت برای انسان ها مضر باشد را فراهم می کند ، ولی باعث کاهش استفاده از نیروی انسانی در صنایع و شغل های کم خطر نظیر بسته بندی، توزیع درون کارخانه ای، کنترل و … نیز می گردد.
به دلیل اینکه عملا نیازی به حضور انسان در این کارخانه ها نیست به آنها “lights-out factories” می گویند، هرچند که در واقعیت ممکن است این کارخانه های چراغ داشته باشند!.
یکی از شرکت های پیشرو در این زمینه شرکت ژاپنی FANUC می باشد، FANUC در سال 2001 کارخانه چراغ خاموش خود را جهت تولید PLC راه اندازی کرده است، این کارخانه بدون نیاز به سوپروایزر و به صورت 24 ساعته در حال تولید PLC می باشد.
کارخانه شرکت مطرح فیلیپس در هلند نیز برای تولید ریش تراش های خود از کارخانه های چراغ خاموش با بهره گیری از 128 ربات کاملا هوشمند و تنها با داشتن 9 کارمند در خط پایانی، جهت تست نهایی محصول استفاده می کند.
برای درک بهتر عملکرد یک کارخانه چراغ خاموش در ادامه ویدیویی از شرکت Ocado (واقع در انگلستان) که در زمینه سوپرمارکت آنلاین فعالیت می کند قرار داده ایم، در این ویدیو هزاران روبات مسئول تهیه سبدهای خریداران و بسته بندی آنها می باشند، تمامی این ربات های هوشمند با استفاده از تکنولوژی 4G با یکدیگر در تماس می باشند.
همانطور که مشاهده نمودید سرعت تکنولوژی به قدری بالاست که عملا نمی شود آن را پیش بینی کرد ولی همواره افرادی خوش ذوق و با فکر باز وجود دارند که می توانند آینده را به نحوهی زیبا پیش بینی یا رقم بزنند.
منـــابع :