در این مقاله نقش اتوماسیون صنعتی، مانیتورینگ صنعتی، سیستم‌های کنترل صنعتی، PLC و سنسورهای صنعتی در بهبود بهره‌وری، افزایش کیفیت و کنترل دقیق فرآیندهای تولید بررسی می‌شود.

اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ صنعتی امروز به‌عنوان دو ستون اصلی صنایع مدرن شناخته می‌شوند. سیستم‌های کنترل صنعتی، سنسورهای صنعتی و کنترل‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی (PLC) مجموعه‌ای از فناوری‌ها را تشکیل می‌دهند که هدف آن‌ها افزایش بهره‌وری، کاهش خطای انسانی، بهبود کیفیت تولید و ایجاد امکان نظارت لحظه‌ای بر فرآیندهای صنعتی است. در این مقاله، مفاهیم پایه‌ای اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ صنعتی و نقش آن‌ها در توسعه سیستم‌های کنترل پیشرفته بررسی می‌شود.

 اتوماسیون صنعتی

تعریف اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی به معنای کنترل و هدایت یک دستگاه یا فرآیند به‌صورت خودکار است. در این سیستم‌ها، تصمیم‌گیری برای انجام فعالیت‌ها به جای انسان توسط تجهیزات هوشمند، کامپیوترها، ربات‌ها و ماشین‌های الکتریکی انجام می‌شود. اتوماسیون زمانی اهمیت پیدا می‌کند که:

• فعالیت باید به‌صورت مکرر انجام شود
• نظارت دقیق و مستمر لازم باشد
• کار خطرناک یا پرفشار باشد
• سرعت و دقتی فراتر از توان انسان نیاز باشد

به همین دلیل اتوماسیون صنعتی یکی از مهم‌ترین ابزارهای توسعه صنایع مدرن است.

کاربردهای اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی در بسیاری از صنایع به‌کار می‌رود، از جمله:

• نفت، گاز و پتروشیمی
• صنایع شیمیایی
• صنایع غذایی
• خودروسازی
• تولید انرژی
• خطوط تولید پیوسته

پیشرفت در اندازه‌گیری پارامترهایی مانند فشار، دما و جریان باعث افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینه‌های تولید شده است.

مزایای اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی مزایای گسترده‌ای دارد:

• تکرارپذیری بالا
• افزایش کیفیت محصولات
• افزایش سرعت تولید
• کنترل کیفیت دقیق‌تر
• کاهش ضایعات
• افزایش بهره‌وری
• کاهش فشار جسمی و روحی بر کارکنان
• افزایش ایمنی محیط کار

به همین دلیل مدیران صنایع برای افزایش کیفیت و کمیت تولید، به سمت استفاده از ماشین‌آلات اتوماتیک و سیستم‌های کنترل پیشرفته حرکت کرده‌اند.

 نقش PLC در سیستم‌های کنترل صنعتی

چرا PLC اهمیت دارد؟

ماشین‌آلات اتوماتیک برای عملکرد صحیح نیاز به یک بخش فرمان هوشمند دارند. این وظیفه معمولاً بر عهده PLC است. PLC یک کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی است که مطابق الگوریتم کاری ماشین برنامه‌ریزی شده و می‌تواند متناسب با شرایط لحظه‌ای به عملگرها فرمان دهد.

مزایای PLC نسبت به سیستم‌های قدیمی

در گذشته از رله‌ها، تایمرها و سیستم‌های پنوماتیکی برای کنترل استفاده می‌شد. اما این سیستم‌ها:

• بزرگ
• پرهزینه
• غیرقابل توسعه
• سخت‌تعمیر

بودند. به همین دلیل از دهه ۱۹۸۰ به بعد، PLC جایگزین آن‌ها شد.

مزایای PLC:

• هزینه نصب و راه‌اندازی پایین
• سرعت نصب بالا
• اندازه کوچک
• تعمیر و نگهداری آسان
• قابلیت گسترش
• انجام عملیات پیچیده
• ضریب اطمینان بالا
• ساختار مدولار
• مقاومت در برابر نویز
• امکان تغییر برنامه در حین کار
• قابلیت شبکه‌سازی بین چند PLC
• امکان کنترل از راه دور
• پشتیبانی از تجهیزات جانبی استاندارد

PLC امروز یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های کنترل صنعتی است.

 سنسورهای صنعتی؛ چشم و گوش اتوماسیون

نقش سنسورها در اتوماسیون صنعتی

در هر فرآیند صنعتی، اولین مرحله از چرخه کنترل، جمع‌آوری اطلاعات است. این کار توسط سنسورهای صنعتی انجام می‌شود. سنسورها وضعیت واقعی فرآیند را اندازه‌گیری کرده و به سیستم کنترل ارسال می‌کنند.

بدون سنسورها، هیچ اتوماسیونی وجود ندارد.

سنسورها در ماشین‌آلات صنعتی به‌قدری مهم هستند که تعداد آن‌ها نشان‌دهنده میزان خودکار بودن یک سیستم است.

 مانیتورینگ صنعتی

تعریف مانیتورینگ صنعتی

مانیتورینگ صنعتی به معنای جمع‌آوری، نمایش و تحلیل اطلاعات از بخش‌های مختلف یک واحد صنعتی است. صنایع بزرگ مانند پتروشیمی، تولید انرژی و صنایع شیمیایی بدون مانیتورینگ صنعتی قادر به ادامه فعالیت ایمن و اقتصادی نیستند.

اهداف مانیتورینگ صنعتی

مانیتورینگ صنعتی برای دستیابی به اهداف زیر استفاده می‌شود:

• نمایش وضعیت لحظه‌ای تجهیزات
• ثبت پارامترهای حیاتی سیستم
• نمایش و ثبت آلارم‌ها
• نمایش محل و زمان خرابی
• نمایش گرافیکی فرآیند تولید
• امکان تغییر Set Pointها
• امکان تغییر برخی فرآیندهای کنترلی
• ثبت اطلاعات مدیریتی مانند:
  • زمان کارکرد
  • میزان تولید
  • مصرف مواد اولیه
  • مصرف انرژی

مانیتورینگ صنعتی یکی از پایه‌های اصلی سیستم‌های کنترل مدرن است.

 انواع سیستم‌های اتوماسیون

به دلیل گستردگی، فقط نام سیستم‌ها ذکر می‌شود:

• Manual
• Pneumatic
• Electronic
• Direct Digital Control
• Digital Communication + Networking
• Distributed Control System (DCS)
• Fieldbus Control System
• Hybrid Control System

جمع‌بندی

اتوماسیون صنعتی، مانیتورینگ صنعتی، سیستم‌های کنترل صنعتی، PLC و سنسورهای صنعتی مجموعه‌ای از فناوری‌های کلیدی هستند که باعث افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و ارتقای کیفیت تولید می‌شوند. در صنایع مدرن، استفاده از این سیستم‌ها نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت است.