لحل مشكلات الأتمتة والتحكم ، تستخدم الصناعات التقنيات المتغيرة باستمرار في أنظمة التحكم من أجل عمليات الإنتاج أو التصنيع الفعالة. هذه تتطلب أنظمة تحكم عالية الجودة وموثوقة. تتعامل الاتجاهات الجديدة في الأتمتة الصناعية مع أحدث أجهزة التحكم وبروتوكولات الاتصال للتحكم في الأجهزة الميدانية مثل صمامات التحكم وعناصر التحكم النهائية الأخرى. تتمتع بعض الأجهزة أو الأدوات الذكية المستخدمة في الصناعة الآلية بالقدرة على التحكم في العمليات وكذلك قدرات الاتصال دون التفاعل مع أجهزة التحكم الأخرى على مستوى المجال مثل أجهزة PLC.

ما هي الأتمتة الصناعية؟

الأتمتة الصناعية هي استخدام أجهزة تحكم مختلفة مثل أجهزة الكمبيوتر / PLC / DCS ، والتي تستخدم للتحكم في العمليات المختلفة للصناعة دون تدخل كبير من البشر ولتوفير أداء التحكم الآلي. في الصناعات ، تستخدم استراتيجيات التحكم مجموعة من التقنيات التي يتم تنفيذها للحصول على الأداء أو المخرجات المطلوبة ، مما يجعل نظام التشغيل الآلي أكثر أهمية للصناعات.

عملية مؤتمتة في الصناعات

تتضمن الأتمتة الصناعية استخدام استراتيجيات التحكم المتقدمة مثل أدوات التحكم المتتالية وأجهزة التحكم الحديثة مثل PLC وأجهزة الاستشعار والأدوات الأخرى لاستشعار متغيرات التحكم ومعدات تكييف الإشارة لتوصيل الإشارات بأجهزة التحكم ومحركات الأقراص وأجهزة التحكم النهائية المهمة الأخرى المستقلة أنظمة الحوسبة وأنظمة الاتصالات وأنظمة الإنذار وأنظمة HMI (واجهة الإنسان والآلة).

الحاجة إلى صناعة مؤتمتة

دليل التحكم

لتقليل الفحص الدوري أو اليدوي

في بعض التطبيقات الحرجة ، يعد الفحص الدوري لمتغير العملية ضروريًا لإجراء العمليات الصناعية. تقلل معدات الأتمتة العمليات الدورية أو اليدوية وتحدد ظروف العمل التلقائية.

لزيادة الإنتاجية

تعمل أتمتة عمليات التصنيع والإنتاج الأخرى على زيادة معدل الإنتاج من خلال إنتاج كميات أكبر لمدخل عمل معين

تقليل تكلفة الإنتاج

باستخدام الآلات والمعدات الأوتوماتيكية ، يسقط التدخل البشري للتحكم في العمليات بشكل مفاجئ. هذا يقلل من الاستثمار في تكلفة العمالة ومن ثم تكلفة الإنتاج.

لتحسين جودة المنتج

قد لا يكون القيام بنفس العمل بشكل مستمر مثاليًا في جميع الحالات من حيث مواصفات الجودة مع الجهود البشرية. مع معدات الأتمتة ، يمكن للمرء الحصول على جودة منتج موثوقة وموحدة باستخدام أجهزة التحكم في الأجهزة في الوقت الفعلي.

لزيادة المرونة

باستخدام معدات الأتمتة المختلفة ، يتم التعامل مع العملية ببساطة دون الحصول على أي بيئة معقدة خاصة في عمليات التصنيع.

عامل ودية ويحسن السلامة

يتم تقليل تعقيد تشغيل المعدات أو العمليات باستخدام الأتمتة الصناعية. إنه يغير موقف المشغل كمشغل إلى الدور الإشرافي.

هيكل الأتمتة الصناعية

يوضح هيكل الأتمتة الصناعية مستويات مختلفة من التشغيل ، بما في ذلك مستوى المستشعر ، ومستوى التحكم في الأتمتة (الوحدة ، والخلية ، وعناصر التحكم في العملية) ، ومستوى الإشراف ، ومستوى المؤسسة. وأثناء نزوله يذوب. هذا يعني أننا سنحصل على المعلومات التفصيلية لمتغير معين في الأسفل. لا تعني الأتمتة الصناعية أن جميع المستويات مؤتمتة مثل مستوى المؤسسة لا تحتاج إلى أتمتة.

هيكل الأتمتة

يُطلق على مستوى المستشعر أيضًا اسم طبقة المعالجة. يستخدم المستشعرات والمشغلات للحصول على قيم متغيرات العملية بطريقة مستمرة أو دورية. هذه بمثابة عيون وذراع للعمليات الصناعية. تشتمل بعض هذه الأدوات على أدوات تعمل بالهواء المضغوط ، وأدوات ذكية ، وما إلى ذلك.

يستخدم مستوى التحكم في الأتمتة أو طبقة التحكم أجهزة التحكم الصناعية مثل أجهزة الكمبيوتر / PLC / DCS ، إلخ. يستخدم هذا المستوى مختلف المعالجات المضمنة وخوارزميات PID للتحكم في العملية.

طبقات الأتمتة

يحصل مستوى الإشراف أو طبقة SCADA على الكثير من معلومات القناة ويخزن البيانات في قاعدة بيانات النظام. يكتسب البيانات من أجهزة التحكم المختلفة ويعرضها على واجهة HMI (واجهة الآلة البشرية). كما أنه يعطي إنذارًا للإشارة إلى مستويات العملية ومتغيرات التحكم. يستخدم برنامجًا خاصًا للحصول على بروتوكولات البيانات والاتصال للتفاعل مع الأجهزة الميدانية.

“منظم 5 فولت 3 أمبير ”

يؤدي مستوى المؤسسة مهام مثل الجدولة والأوامر والمبيعات وتخطيط المنتج وما إلى ذلك.

أنواع الأتمتة الصناعية

يتم تصنيف أنظمة الأتمتة إلى أربعة أنواع أساسية ، بناءً على المرونة ومستوى التكامل في عمليات التصنيع. تلك موصوفة أدناه.

الأتمتة الثابتة

1. الأتمتة الثابتة

في هذا التسلسل من العمليات التي يتعين القيام بها يتم إصلاحها من خلال تكوين المعدات. يتم استخدامه في الإنتاج بكميات كبيرة مع معدات مخصصة. ومن أمثلة نظام الأتمتة هذا خطوط التجميع المؤتمتة والعملية المقطرة وخطوط نقل الماكينة.

أتمتة قابلة للبرمجة

2. أتمتة قابلة للبرمجة

في هذا ، يمكن تغيير تسلسل العمليات عن طريق تغيير البرنامج. يتنوع تسلسل العمليات بناءً على تكوينات المنتج المختلفة. كما يمكن إدخال برامج جديدة في الأجهزة القابلة للبرمجة للمنتجات الجديدة. يستخدم هذا النوع من النظام في عمليات الدفعات ، مصانع درفلة الصلب ، الروبوتات الصناعية ، إلخ.

3. أتمتة مرنة

إنه امتداد للأتمتة القابلة للبرمجة. يوفر هذا مرونة أكبر للتعامل مع اختلافات تصميم المنتج. يمكن للمشغلين إعطاء أوامر في شكل أكواد في برنامج الكمبيوتر إذا أرادوا تغيير تسلسل العملية. تتلقى معدات المستوى الأدنى التعليمات للعمل على مستوى الحقل دون إضاعة وقت الإنتاج. يستخدم هذا النوع من الأتمتة في تصنيع آلات CNC متعددة الأغراض ، والمركبات الموجهة الأوتوماتيكية ، إلخ.

أتمتة مرنة

4. أتمتة متكاملة

في هذا النوع ، يكون النظام الكلي مؤتمتًا بالكامل تحت تحكم الكمبيوتر. بدءًا من عملية التصميم إلى الإرسال ، فإن النظام بأكمله مؤتمت بالكامل. حتى المعدات يتم التعامل معها بواسطة الروبوتات. يستخدم هذا النظام في أنظمة التصنيع المتكاملة بالكمبيوتر.

معدات الأتمتة

معدات الصناعة الآلية

أجهزة الاستشعار والمحركات

يستشعر المستشعر متغيرات العملية المختلفة ويحولها إلى إشارات كهربائية أو بصرية. تتضمن هذه المستشعرات درجة الحرارة والضغط والسرعة والتدفق وما إلى ذلك.

تقوم المحركات بتحويل الإشارات الكهربائية إلى الوسائل الميكانيكية للتحكم في العمليات. وتشمل هذه المرحلات ، والمغناطيس ، والمحركات المؤازرة ، إلخ.

تتمتع بعض المستشعرات والمشغلات بالقدرة على التواصل مع حافلات اتصالات المجال الصناعي التي تأتي ضمن الأجهزة الذكية.

أجهزة كمبيوتر صناعية

وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC’s) تسمى أيضًا أجهزة الكمبيوتر الصناعية ، وهي قادرة على البرمجة لأداء وظائف تحكم معينة. وهو يتألف من وحدة المعالجة المركزية أو المعالج ، ووحدات الإدخال / الإخراج (التناظرية والرقمية) لتوصيل أجهزة الإدخال / الإخراج المختلفة ووحدات الترحيل. قد تكون هذه وحدات معيارية من النوع الثابت أو الأنواع المتكاملة لتوسيع الوحدات بناءً على المدخلات المتاحة.

إلى جانب أجهزة PLC ، يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية للتحكم في العملية عبر الإنترنت أو عن طريق تغيير البرامج. تأتي PLC مع برامج مخصصة لبرمجة استراتيجية التحكم.

“عرض الجزء سبعة الأنود المشترك ”

HMI (واجهة الآلة البشرية)

تقدم HMI تسهيلات مثل ، عرض المعلومات على شاشات الكمبيوتر والشاشات الأخرى ، وتسجيل النتائج في قاعدة البيانات ، وإعطاء إشارة الإنذار ، وما إلى ذلك ، وهي تستخدم تقنيات مثل SCADA (التحكم الإشرافي واكتساب البيانات) وغيرها من التقنيات المرئية.

نظام الاتصال

في الصناعات ، يتم توزيع العديد من أجهزة الاستشعار والمحركات وأجهزة التحكم في أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التحكم الأخرى جغرافيًا وتتفاعل مع بعضها البعض عبر العديد من حافلات البيانات. هناك ثلاثة أنواع من الحافلات المستخدمة في الأتمتة الصناعية ، وهي حافلة المصنع ، وحافلة العمليات ، والحافلة الميدانية.

يتفاعل ناقل المجال بين الأدوات الميدانية وأجهزة التحكم بينما يربط ناقل العملية أجهزة الكمبيوتر ذات المستوى الإشرافي بأجهزة التحكم مثل أجهزة PLC. يربط ناقل المصنع المستوى الأعلى للمؤسسة بمستوى الإشراف. تُستخدم بروتوكولات مختلفة للاتصالات مثل RS-485 و profibus و CAN control modbus ، إلخ.

شكرًا لك على قضاء وقتك الثمين مع هذه المقالة وآمل أن تكون قد فهمت ما هي الأتمتة الصناعية. هذا سؤال لك بخصوص الأتمتة ،

ما هو الذكاء الاصطناعي؟

الجواب: يرجى ترك إجاباتك في قسم التعليقات أدناه.

مصدر الصورة: