اتوماسیون صنعتی | Industrial automation
اتوماسیون صنعتی به دلیل ظهور رایانه در فضای صنعتی به بسیاری از صنعتگران ، ماشین سازان و تولیدکنندگان این امکان را می دهد تا برای انجام کارهای تکراری و پرزحمت ، مداخله انسانی را حذف کرده و خطوط تولید را بیش از هر زمان دیگری ارزشمند نمایند. امروزه اتوماسیون صنعتی به عنصری غیر قابل حذف در فرایندهای صنعتی موجب افزایش تولید و بهبود کیفیت خطوط تولید شده است. کاربرد اتوماسیون صنعتی در تمام صنایع مانند : خودروسازی ، هوافضا ، پتروشیمی ، صنعت سلامت و بهداشت ، صنعت حمل و نقل ، تولید و توزیع برق ، صنعت کاغذ و … مشاهده می شود . به یاد داشته باشید ، امکان حذف اتوماسیون صنعتی در صنایع مدرن امروز و شرایط کنونی به هیچ وجه وجود ندارد.
تجهیزات اتوماسیون صنعتی
در کاربردهای صنعتی، طیف گسترده‌ای از تجهیزات اتوماسیون صنعتی مورد نیاز است. این تجهیزات شامل سیستم‌های کنترل مختلفی هستند که دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف را تحت تأثیر قرار می‌دهند . به صورت خلاصه و بدون بیان تمام جزئیات به بررسی برخی از این المان ها می پردازیم :
اينورتر | درایو فرکانس متغیر | VFD
در اینورترها ابتدا ولتاژ AC به DC تبدیل شده و سپس طبق عملکرد اصلی اینورتر این ولتاژ DC به ولتاژ AC اما این بار با ولتاژ و فرکانس موردنیاز و متناسب با سیستم تبدیل می شود . کاهش انرژي مصرفي و در نتیجه آن كاهش هزينه برق مصرفی، كاهش جريان راه اندازي و در نتيجه طولاني شدن عمر موتور، امكان تغيير سرعت موتور ، امكان تغيير جهت حركت موتور ، داشتن حفاظت در برابر اضافه بار ، امكان كار موتور در شرايطي كه ولتاژ ورودي متغير است ، امكان كنترل از راه دور ، ايجاد سرعت بيشتر از سرعت نامي موتور و برنامه ريزي برای حركت از مزایای استفاده از اینورتر می باشد . اگر بخواهیم خلاصه تر و کامل تر بگوئیم : هر حرکتی که با الکتروموتور انجام می‌شود، با استفاده از اینورتر می‌تواند به حرکتی کنترل‌شده‌تر و هوشمندانه‌تر تبدیل می شود.
– اينورترها از لحاظ ولتاژ ورودی به دو دسته تقسیم می شوند :
- ورودی تک فاز 220 : خروجی سه فاز 220
- ورودی سه فاز 380 : خروجی سه فاز 380
– كاربرد اینورتر به عنوان یکی از مهم ترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی :
- تنظيم كننده سرعت الکتروموتور و تغییر جهت حرکت بدون نیاز به کنتاکتور
- روشن و خاموش نمودن الکتروموتور بدون نياز به قطع و وصل برق اصلي
- حفاظت موتور در مقابل افزايش ولتاژ و جلوگيري از آسيب ديدن موتور
- کاهش تنش حرارتی و شوک مکانیکی
- راه اندازي نرم موتور بدون هيچگونه ضربه به قسمتهاي مكانيكي مثل كوپلينگها، گيربكس ها، تسمه ها، زنجيرها و … و در نتيجه افزايش طول عمر مفيد موتور
- حفاظت موتور در برابر اضافه بار ، اگر بار موتور از میزان مجاز بيشتر شود، اينورتر موتور را خاموش مي کند . (Over Load)
- صرفه جویی در مصرف انرژی
PLC
Programmable logic controller |کنترل کننده منطقی برنامه‌پذیر ، یکی از مهم ترین بخش از تجهیزات اتوماسیون صنعتی است . PLC برنامه نوشته شده توسط کامپیوتر را از کامپیوتر به کنتاکتور ها یا رله ها توسط مدار رابط انتقال می دهد و طبق برنامه دستگاه ها را راه اندازی و کنترل می نمایید. در واقع PLC یک سیستم کنترل با استفاده از عملیات الکترونیکی است.
نقش PLC در اتوماسیون صنعتی :
كنترل بهتر فرآیندهای تولید در سیستم های اتوماسیون صنعتی ، سرعت و دقت عمل بالا توانایی خواندن انواع ورودی‌ها دیجیتال / آنالوگ ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌های خروجی نظیر مانیتورهای صنعتی، سنسورها و … ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا ، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد با شبکه کردن PLC ها و امکان مدیریت تمام آن ها با یک کامپیوتر مرکزی .
مزایای استفاده از PLC :
- سیم بندی سیستم‌های جدید با کنترل PLC در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا ۸۰٪ كاهش می‌یابد.
- در سیستم هایی که از PLC استفاده می کنند ، توان مصرفی به شدت كاهش پیدا خواهد كرد.
- دیباگ | عیب یابی سیستم با استفاده از PLC بسیار سریع و راحت خواهد بود.
- در سیستم كنترلی در صورتی که نیازمند تغییر در نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و با تغییر چند حط از برنامه این كار انجام می گیرد .
- PLC ها استهلاک مکانیکی ندارند بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهند داشت | صرفه جویی فوق العاده در زمان و هزینه ها .
- سرعت عملكرد PLC بسیار سریع است ، پس زمان لازم برای انجام هر سیكل كاری كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
- ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بالاتر از سیستم‌های رله‌ای است.
کاربردهای PLC در صنعت :
صنایع اتومبیل سازی | صنایع پلاستیک سازی | کوره های صنعتی | صنایع شیمیایی | صنایع غذایی | ماشین آلات بسته بندی |سیستم های نوار نقاله و تجهيزات حمل ونقل
ایستگاه های توليد نیرو | کنترل پمپ های آب | سیستم های تصفيه آب و هوای صنعتی | خانه های هوشمند ، کنترل هوا ، تهویه مطبوع و سیستم های روشنایی خودکار و …
HMI
Human Machine Interface | سیستمی واسط بين انسان و ماشين مي باشد . از HMI براي مانيتور كردن و مشاهده پارامتر دستگاه هاي صنعتي مانند PLC ، اينورتر و سایر تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده مي شود. HMI در واقع يك مانيتور صنعتی است كه مي توان با طراحی برنامه ای به كمك آن پارامترهاي مختلف را تغيير داد و سيستم را كنترل نمود . از یک HMI این انتظار را داریم که تمامی تغییرات مقادیر پروسه به صورت لحظه ای نمایش داده شود ، روال کار سیستم از طریق پنل برنامه ای که نوشته شده قابل کنترل باشد ، رویدادهای یک پروسه در بانک اطلاعاتی ذخیره شود و اتفاقات ناگهانی به وجود آمده به صورت اخطار یا آلارم نمایش داده شود .
مشخصات كلي یک HMI :
- داراي صفحه تاچ اسكرين و LCD
- ارتباط سريال از طريق دو پورت بصورت همزمان (RS-232 و RS-485)
- شبيه سازي (Simulator) به صورت on-line یا off-line
- امکان اتصال پورت USB براي ارسال و دريافت برنامه
- امكان ذخيره سازي برنامه
- داراي ماكرو جهت انجام محاسبات و عملیات ریاضی و منطقی
- قابل اتصال به PLC ، اينورتر، سرو درايو و هرسیستم داراي پورت RS-485
- داراي RTC به منظور عملكرد در تاريخ و ساعت معين
اتوماسیون صنعتی | تجهیزات اتوماسیون صنعتی | الکتروموتور صنعتی