مراتب اتوماسیون صنعتی

مراتب اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی شاخه ای روزآمد از صنعت محسوب می شود که کارکرد آن اتوماتیزه کردن و خودکار کردن فرایندهای جاری است. اگر در تعریفی کلی صنعت را فعالیتی نظام مند بدانیم که شامل آیتم هایی نظیر تولید محصولات، ارائه خدمات و بازرگانی می باشد، اتوماسیون صنعتی را می توان مجموعه فن آوری هایی خواند که با استفاده از آن ها می توان شاخه های سه گانه صنعت را با بیشترین ضریب ایمنی و بهره وری، بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی به پیش برد. اتوماسیون صنعتی با خودکار کردن فرایندهای تولید، کنترل، برنامه ریزی، آنالیز و پایش، و حتی در مواردی طرح و برنامه، می تواند ضریب خطاهای ناشی از نیروی انسانی و روش های انجام امور را به حداقل برساند.
اتوماسیون صنعتی همچون هر فن آوری صنعتی دیگر دارای مراتب و مدارجی است که به مرور با شکل گیری و تکوین هر یک بخشی از فرایندهای صنعتی را ارتقا می دهند. همچنین با تکامل این فن آوری طبیعتاً سطح تکنولوژی خود این محصولات نیز ارتقا یافته و به این ترتیب رشد و تکامل این حوزه صنعتی مستقیماً بر ارتقای فرایندهای صنعتی تأثیر گذار خواهد بود. چنان که در نوشتار پیشین اشاره شد مدارج اتوماسیون صنعتی را می توان به ترتیب زیر تقسیم بندی کرد:
در درجه ۰ سنسورها و اکتیویتورها قرار می گیرند که مستقیماً با فرایندهای ماشین آلات صنعتی در تعامل و کنش متقابل اند.
سنسورها در واقع ابزارهای پردازش سیگنال هستند. یک تنظیم کننده و پردازشگر سیگنال شامل عناصر زیر می باشد:
-    پردازش دیجیتال
-    تشخیص، کالیبراسیون و تنظیمات
-    برقراری ارتباط
-    حفاظت و انتقال سیگنال ها
اکتیویتورها دیگر عنصر این درجه محسوب می شوند که اطلاعات منطقی را از کنترل کننده ها دریافت کرده و به ورودی های فیزیکی تبدیل می کنند. به این صورت داده ها و پیام ها در قالب سیگنال ها تبدیل به محرک های فیزیکی می شوند. نکته آن که داده های منطقی خود دارای قدرت و توان فیزیکی نیستند و این توان به وساطت اکتیویتورها انجام می شود. بنابراین اکتیویتورها در اتوماسیون صنعتی دو کارکرد دارند؛ تبدیل داده ها به متغیرهای فیزیکی و تقویت کنندگی. اکتیویتورهای اتوماسیون صنعتی حاوی عناصر و ویژگی های زیر هستند:
-    پردازش الکتریکی سیگنال
-    قدرت الکتریکی
-    محرک الکترو هیدرولیک، پنوماتیک، مکانیکی
-    تجهیزات جانبی برای روانکاری، خنک کاری
-    کنترل بازخورد برای افزایش دقت در فرایندها
-    عملیات و ایمنی از راه دور
-    بهینه سازی انرژی
اکتیویتورها خود دارای سنسور می باشند. آن ها دارای کنترل کننده و در برخی موارد پردازشگرهای سیگنال و هچنین برخی تقویت کننده های قدرت نیز می باشند. برای مثال یک محرک هیدورلیکی کوچک می تواند قدرت زیادی در حجمی کوچک ایجاد کند.
در درجه اول نیز کنترل های اتوماسیونی قرار می گیرند.
کنترل اتوماسیونی می تواند به دو شکل باشد؛ کنترل متغیر مستمر و کنترل متناوب گسسته. این نوع از سیستم های اتوماسیون صنعتی شامل موارد و ویژگی های زیر می شوند:
-    کنترل حلقه های بسته
-    نوع دوم از کنترل های اتوماتیک محسوب می شوند که شامل کنترل های متناوب گسسته می شوند.
-    منع اختلال در فرایندها می کنند.
-    نسبتا ارزان هستند.
درجه دوم از سطوح تجهیزات اتوماسیون صنعتی شامل کنترل های نظارتی می شود.
انواع مکانیزم های کنترل نظارتی در اتوماسیون صنعتی موجود هستند که بسته به نیاز انتخاب و مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال استارت کردن یا خاموش کردن یک فرایند و یک دستگاه می تواند از طریق کنترل کننده های متفاوت انجام شود. بر حسب ورودی یا خروجی بودن فرایند، کنترل های نظارتی برای ایفای عملکرد مناسب دستگاه، مجموعه فرایند محاسبات زیادی را خواهند داشت. در واقع در مکانیزم کنترل نظارتی، نحوه، زمان آغاز و پایان عملکرد کنترل کننده ها مورد نظارت و کنترل قرار می گیرد. به محض بروز ایراد در هر یک از رویدادها نیز کنترل های نظارتی فرمان های لازم برای قطع عملکرد یا اصلاح فرایند را انجام خواهند داد. کنترل نظارتی دارای وظایف، کارکردها و ویژگی هایی به شرح زیر می باشد:
-    انجام تنظیمات محاسباتی
-    راه اندازی، خاموش کردن، عملیات اضطراری و مواردی از این قبیل
-    احیا و بازسازی سیستم کنترلی و عملکردی
-    تشخیص ایرادات
-    رابط اپراتور
-    گرانی قیمت
درجه سوم کنترل های تولیدی هستند که در فرایندهای نگهداری و تعمیرات، تولید، کنترل کیفیت و کنترل موجودی مورد استفاده قرار می گیرند. این مرتبه از فرایندهای اتوماسیون صنعتی شامل کارکردهای زیر می باشد:
-    برنامه ریزی فرایندها یا ترتیب بندی مراحل انجام عملیات های صنعتی بر حسب زمان استاندارد آن ها. با استفاده از این فرایند بخش زیادی از هزینه و نیروی انسانی که می بایست صرف زمان سنجی و برنامه ریزی فرایندها شود رفع می گردد.
-    جابجایی مواد
-    مدیریت تعمیرات و نگهداری
-    مدیریت موجودی
-    مدیریت کیفیت
-    فن آوری بهینه سازی منابع
درجه چهارم اتوماسیون صنعتی نیز شامل کاکردهای مدیریتی، فروش و بازاریابی می شود.
این سطح از فن آوری اتوماسیون صنعتی مرتبه ای فراتر از سطوح تولید و کنترل بوده و بیشتر به فرایندهای خارجی یک واحد صنعتی مربوط می شود. به عبارتی دیگر، در سطوح پیشین اتوماسیون صنعتی بیشتر برای تنظیم و پایش فرایندهای داخلی شرکت ها مورد استفاده قرار می گرفت، اما در این سطح بحث ارتباط و تعامل میان واحد صنعتی با محیط خارجی خود موضوع بحث است. فنون و تکنیک هایی نظیر بازاریابی، فروش و مکانیزم های آنالیز بازار از جمله فرایندهایی می باشند که اتوماسیون صنعتی در خصوص آن ها نیز دارای کاربرد می باشد. فرایندهای مدیریتی وبرنامه ریزی کلان واحد صنعتی بر حسب بازار و روابط واحد با محیط خارجی از دیگر آیتم هایی است که اتوماسیون صنعتی در زمینه آن حرفی برای زدن خواهد داشت.
بنابراین می توان به این جمع بندی دست یافت که اتوماسیون صنعتی یک فن آوری است که در تمام سطوح دارای قابلیت کاربردی می باشد و از طریق آن می توان به بهره وری در کلیه واحدهای یک مجتمع صنعتی یاری رساند. این تکنولوژی هرگز در سطح تولید و راه اندازی محدود نمی شود و این تصور غلط است که اتوماسیون صنعتی صرفاً به کار نصب روی ماشین آلات یا انجام یک سری ساز و کارهای پایش و کنترل محدود می شود.
از سوی دیگر باید توجه داشت که جامع بودن اتوماسیون صنعتی به معنای آن نیست که کلیه فرایندها به این فن آوری حواله داده می شوند. نکته حائز اهمیت و آنچه که معمولاً به غلط تصور می شود این است که اغلب این گونه می اندیشند که اتوماسیون صنعتی به معنای اتوماتیزه کردن کل فرایند و حذف نیروی انسانی از روندهای صنعتی است؛ در حالی که این تصور باطل است. درست است که با استفاده از اتوماسیون صنعتی بخش زیادی از سرویس هایی که پیش تر توسط نیروی انسانی به انجام می رسید اکنون به صورت خودکار انجام می شوند اما این بدان معنا نیست که نیروی انسانی از چرخه فرایندهای مجهز به اتوماسیون صنعتی حذف شده است. برای مثال شما وقتی وارد یک نیروگاه شوید که فرایندهای جاری آن با استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی انجام و پایش می شوند، با این وجود همچنان اتاق هایی را در محل مجتمع می بینید که به اتاق های کنترل معروفند. در این اتاق ها شما با تعداد زیادی مونیتور و گروه های متعدد افرادی مواجه خواهید شد که پشت مونیتورها وظیفه کنترل و بازرسی فرایندها را بر عهده دارند.
سیستم اتوماسیون صنعتی یک فن آوری است که در چارچوب فرایندهای پشتیبانی معنا پیدا می کند، یعنی فرایندهایی که فرایند اصلی یک واحد تولیدی یا خدماتی را پشتیبانی و حمایت می کنند. واحدهای صنعتی می توانند در این چارچوب بهترین بهره را از خدمات اتوماسیون صنعتی ببرند. امروزه شرکت های بزرگی نظیر امرن ارائه دهنده بهترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی قلمداد می شوند که بسیاری از واحدهای صنعتی توانسته اند با استفاده از این تجهیزات پشتیبانی فرایندهای تولیدی و خدماتی خود را به بهترین نحو ممکن بهبود و ارتقا دهند.