ما هي الأتمتة الصناعية؟ أنواع ومستويات ومزايا

في هذه المقالة ، سنرى نظرة عامة على الأتمتة الصناعية ، ما هي مزايا عيوب الأتمتة الصناعية ، وأنواع مختلفة من أنظمة الأتمتة ، والمستويات المختلفة في تطبيق الأتمتة الصناعية النموذجي وغيرها الكثير. الأتمتة الصناعية ، الدافع للأتمتة الصناعية ، مستويات عملية الأتمتة الصناعية ، مستوى المشرف ، مستوى التحكم ، مستوى المجال ، أنواع أنظمة الأتمتة الصناعية ، نظام الأتمتة الثابتة ، نظام الأتمتة القابلة للبرمجة ، نظام الأتمتة المرن ، نظام الأتمتة المتكامل ، مزايا وعيوب الأتمتة الصناعية ، المزايا ، العيوب ، مقدمة منذ فترة تطور الجهد الصناعي في بريطانيا ، كان هناك تطور كبير في بريطانيا. لمساعدة الأشخاص في مهام الإنتاج المختلفة. تتكون عملية الإنتاج الصناعي من سلسلة من الآلات ، يتم من خلالها دمج مجموعة من المواد الخام hrough وتحويله إلى المنتج النهائي. هنا ، يمكن أن يكون مصطلح "آلة" أي شيء مثل المحرك ، أو المثقاب ، أو الحزام الناقل ، إلخ. التي تندرج تحت الأجهزة الكهروميكانيكية أو الآلات الكيميائية مثل الأفران والمجففات وأنظمة الاحتراق الكيميائي وما إلى ذلك ، اليوم ، استحوذت الأتمتة الصناعية على عملية الإنتاج في الصناعات ومن الصعب جدًا تخيل خط إنتاج بدون أنظمة أتمتة. هناك العديد من العوامل التي تؤدي إلى تنفيذ نظام الأتمتة في الإنتاج الصناعي مثل متطلبات المنتجات عالية الجودة والتوقعات العالية في موثوقية المنتج والإنتاج بكميات كبيرة وما إلى ذلك ما هي الأتمتة الصناعية؟ الأتمتة الصناعية هي عملية تشغيل الآلات وغيرها المعدات الصناعية بمساعدة البرمجة المنطقية الرقمية وتقليل التدخل البشري في اتخاذ القرار وعملية الأوامر اليدوية بمساعدة المعدات الميكانيكية ، التعريف أعلاه ليس بالتأكيد تعريفًا بسيطًا لفهمه ولكن دعونا نحاول فهم ماهية الأتمتة الصناعية مساعدة من مثال صغير: مثال لفهم الأتمتة الصناعية: ضع في اعتبارك عملية الإنتاج الصناعي اليدوية ، حيث يراقب المشغل درجة حرارة الفرن. افترض أن المهمة هي الوصول إلى درجة حرارة معينة والحفاظ على درجة الحرارة هذه لمدة 30 دقيقة تقريبًا ، لذلك يتعين على المشغل أولاً ضبط كمية الوقود للفرن عن طريق التحكم في صمام لرفع درجة الحرارة إلى المقدار المطلوب. بمجرد تحقيق درجة الحرارة اللازمة ، يجب الحفاظ عليها من خلال ضبط الصمام باستمرار أي إما زيادة الوقود أو خفضه اعتمادًا على درجة الحرارة لمدة 30 دقيقة القادمة. الآن ، مع الأتمتة الصناعية ، يتم الاهتمام بالعملية بأكملها دون مساعدة من المشغل. أولاً ، يوجد مستشعر درجة حرارة موضوع بالقرب من الفرن يقوم بإبلاغ درجة الحرارة إلى جهاز كمبيوتر ، والآن يوجد صمام آلي ، يتم التحكم فيه أيضًا عن طريق الكمبيوتر ، من أجل توفير الوقود للفرن. بناءً على قراءات درجة الحرارة من المستشعر ، سيفتح الكمبيوتر الصمام للسماح بمزيد من الوقود في البداية. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة ، يتم إغلاق الصمام ، ولكن يمكن للكمبيوتر فتح الصمام أو إغلاقه ، حتى للسماح بتدفق أصغر كمية من الوقود ، بناءً على قراءات درجة الحرارة. سيشير عداد الوقت في الكمبيوتر إلى أنه بمجرد انتهاء 30 دقيقة ويمكن للكمبيوتر إيقاف تشغيل النظام تمامًا. قد يبدو المثال أعلاه غامضًا ولكنه يساعد في فهم كيفية تنفيذ نظام الأتمتة الصناعية النموذجي. في المثال أعلاه ، لا يوجد أي تدخل بشري مطلقًا ويتم تنفيذ المهمة بالكامل بواسطة نظام الأتمتة. الدافع للأتمتة الصناعية صاغ مصطلح الأتمتة مهندس من شركة Ford Motor Company ، الذين كانوا روادًا في الأتمتة الصناعية وخط تجميع التصنيع . في البداية ، تعتمد عملية الإنتاج الصناعي على عيون العمال وأيديهم ودماغهم ، على عكس أجهزة الاستشعار والمشغلات وأجهزة الكمبيوتر الحديثة. آلة مستقلة. في البداية ، كان لابد من تنسيق هذه الآلات المستقلة بواسطة مشرف بشري من أجل عملية إنتاج سلسة ، ولكن مع التطورات التكنولوجية في أنظمة التحكم التناظرية والرقمية والمعالجات الدقيقة وأجهزة التحكم المنطقية PLC (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) وأجهزة الاستشعار المختلفة ، أصبح من السهل جدًا مزامنة العديد من الأجهزة. الآلات والعمليات المستقلة وتحقيق الأتمتة الصناعية الحقيقية. مع صعود الاقتصاد الصناعي ، تغيرت أيضًا استراتيجيات الأعمال للأتمتة الصناعية بمرور الوقت. في الوقت الحاضر ، الدوافع الأساسية لتنفيذ الأتمتة الصناعية هي: زيادة الإنتاج ، تقليل التكلفة ، وخاصة التكلفة المتعلقة بالبشر ، تحسين جودة المنتج ، الاستخدام الفعال للمواد الخام ، تقليل استهلاك الطاقة ، زيادة أرباح الأعمال ، هناك بعض الدوافع الثانوية لاستخدام الأتمتة في عملية الإنتاج الصناعي مثل توفير بيئة آمنة للمشغل ، وتقليل التلوث البيئي ، وما إلى ذلك. مستويات عملية الأتمتة الصناعية هناك عدة طرق لوصف مستويات عملية الأتمتة الصناعية ، ولكن أبسطها هو المثلث الهرمي التالي لتمثيل ثلاثة مستويات من a تطبيق الأتمتة الصناعية النموذجي: مستوى المشرف: في أعلى التسلسل الهرمي ، يتكون مستوى المشرف عادةً من جهاز كمبيوتر صناعي ، والذي يتوفر عادةً كجهاز كمبيوتر مكتبي أو كمبيوتر لوحي أو جهاز كمبيوتر مثبت على حامل. تعمل أجهزة الكمبيوتر هذه على أنظمة تشغيل قياسية مع برنامج خاص ، وعادة ما يتم توفيره من قبل المورد للتحكم في العمليات الصناعية ، والغرض الرئيسي من البرنامج هو تصور العملية وتحديد المعلمات. يتم استخدام إيثرنت صناعي خاص للاتصال ، والذي يمكن أن يكون جيجابت LAN أو أي طبولوجيا لاسلكية (WLAN). مستوى التحكم مستوى التحكم هو المستوى المتوسط ​​في التسلسل الهرمي وهذا هو المستوى الذي يتم فيه تنفيذ جميع البرامج المتعلقة بالأتمتة. لهذا الغرض ، بشكل عام ، يتم استخدام وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة أو وحدات التحكم المنطقية (PLC) ، والتي توفر إمكانية الحوسبة في الوقت الفعلي ، وعادة ما يتم تنفيذ وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة باستخدام وحدات تحكم دقيقة 16 بت أو 32 بت وتعمل على نظام تشغيل خاص لتلبية متطلبات الوقت الفعلي. PLCs قادرة أيضًا على التفاعل مع العديد من أجهزة الإدخال / الإخراج ويمكنها التواصل من خلال بروتوكولات الاتصال المختلفة مثل CAN. أجهزة الاستشعار مثل درجة الحرارة والضوئية والضغط وما إلى ذلك. والمشغلات مثل المحركات والصمامات والمفاتيح وما إلى ذلك. يتم ربطها بـ PLC من خلال ناقل المجال ، وعادة ما يعتمد الاتصال بين جهاز مستوى المجال و PLC المقابل على اتصال من نقطة إلى نقطة. يتم استخدام كل من الشبكات السلكية واللاسلكية للاتصال واستخدام هذا الاتصال ، يمكن لـ PLC وتشخيص مختلف المكونات وتحديد معاييرها بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب نظام عملية الأتمتة الصناعية نظامين رئيسيين. هم: إمدادات الطاقة الصناعية الأمن والحماية يمكن أن تكون متطلبات الطاقة للأنظمة المختلفة في مستويات مختلفة من التسلسل الهرمي مختلفة تمامًا. على سبيل المثال ، تعمل PLCs عادةً على 24V DC ، بينما تعمل المحركات الثقيلة إما على مرحلة واحدة أو ثلاثية الطور ، لذلك ، هناك حاجة إلى مجموعة واسعة من مصدر طاقة الإدخال المناسب لعملية خالية من المتاعب. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون هناك أمان للبرنامج المستخدم للتحكم في PLCs حيث يمكن تعديلها أو إتلافها بسهولة ، وبالنظر إلى جميع المستويات المذكورة أعلاه والمكونات المقابلة لها ، فإن نظام الأتمتة الصناعية النموذجي سيكون له الهيكل التالي. أنظمة الأتمتة الصناعية الآن بعد أن رأينا قليلاً عن تخطيط نظام الأتمتة الصناعية النموذجي ، دعنا نواصل مناقشة النوع المختلف لأنظمة الأتمتة الصناعية. عادة ما يتم تصنيف أنظمة الأتمتة الصناعية إلى أربعة أنواع: نظام الأتمتة الثابتة ، نظام الأتمتة القابل للبرمجة ، نظام الأتمتة المرن ، نظام الأتمتة المتكامل ، نظام الأتمتة الثابتة ، في نظام الأتمتة الثابتة ، يتم إصلاح معدات الإنتاج بمجموعة ثابتة من العمليات أو المهام ونادرًا ما تكون هناك أي تغييرات على هذه العمليات. عادة ما يستخدم نظام الأتمتة الثابتة في عمليات التدفق المستمر مثل الناقلات وأنظمة الإنتاج الضخم. نظام الأتمتة القابلة للبرمجة في نظام الأتمتة القابلة للبرمجة ، يمكن تغيير تسلسل العمليات وكذلك تكوين الماكينة باستخدام أدوات التحكم الإلكترونية. يتطلب هذا النظام قدرًا كبيرًا من الوقت والجهد لإعادة برمجة الآلات وعادةً ما يستخدم في عملية الإنتاج على دفعات. آلات CNC هي المثال الرهان لهذا النظام. الكود الذي يمنحه المشغل للكمبيوتر فريد لوظيفة معينة وبناءً على الكود ، يكتسب الجهاز الأدوات والمعدات اللازمة للإنتاج. نظام أتمتة متكامل نظام أتمتة متكامل هو مجموعة من الآلات والعمليات والبيانات المستقلة ، تعمل جميعها بشكل متزامن تحت قيادة نظام تحكم واحد لتنفيذ نظام أتمتة لعملية الإنتاج. يتم دمج CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) ، CAM (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) ، والأدوات والآلات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر ، والروبوتات ، والرافعات ، والناقلات باستخدام الجدولة المعقدة والتحكم في الإنتاج. مزايا وعيوب الأتمتة الصناعية. يمكن استبدال العمل بسهولة. يمكن للمشغلين البشريين تجنب العمل في بيئات إنتاج خطرة ذات درجات حرارة شديدة أو تلوث أو عناصر مسكرة أو مواد نشطة إشعاعيًا ، ويمكن بسهولة القيام بالمهام التي يصعب على المشغل البشري العادي القيام بها. تشمل هذه المهام رفع الأحمال الثقيلة والكبيرة ، والعمل بأشياء صغيرة للغاية ، وما إلى ذلك ، يكون الإنتاج دائمًا أسرع وتكلفة المنتج أقل بكثير (عند مقارنته بنفس المنتج الذي يتم إنتاجه بالتشغيل اليدوي). دمجها في عملية الإنتاج لتوفير الاتساق والتوحيد ، ويمكن تحسين اقتصاد الصناعة بشكل كبير ، مما يؤثر بشكل مباشر على مستوى المعيشة. نظرًا لأن معظم العمل يتم بواسطة الآلات ، فإن متطلبات العمل اليدوي أقل جدًا ، ولا يمكن أتمتة جميع المهام المطلوبة باستخدام التكنولوجيا الحالية. على سبيل المثال ، من الأفضل ترك المنتجات ذات الأشكال والأحجام غير المنتظمة للتجميع اليدوي. (يبدو أن هذا الاتجاه يتغير مع أجهزة الكمبيوتر والخوارزميات المتقدمة). من الممكن استخدام الأتمتة لعملية معينة مثل

اترك رسالة 

قائمة الرسالة