مقاله اتوماسیون PLC
اتوماسیون صنعتی به بهره گیری از رایانه ها بجای متصدیان انسانی برای كنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتی گفته میشود. اتوماسیون یك گام فراتر از مكانیزه كردن است . مكانیزه كردن به معنی فراهم كردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه هایی است كه ایشان را برای انجام بهتر كارشان یاری میرساند. نمایانترین و شناخته شده ترین بخش اتوماسیون صنعتی ربات های صنعتی هستند.
امروزه كاربرد اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به وفور به چشم می خورد . كنترل پروسه و سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای كه در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بكار می آید نیازمند ابزارالات بسیار دقیق و حساس می باشند . پیشرفتهای تكنیكی اخیر در كنترل فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار ، دما ، جریان و غیره باعث افزایش كیفیت محصولات و كاهش هزینه های تولید گردیده است .
به طور كلی برخی از مزایای اتوماسیون صنعتی از این قبیل اند:
- تكرارپذیری فعالیتها و فرایندها
- افزایش كیفیت محصولات تولیدی
- افزایش سرعت تولید (كمیت تولید )
- كنترل كیفیت دقیقتر و سریعتر
- كاهش پسماندهای تولید (ضایعات)
- برهمكنش بهتر با سیستمهای بازرگانی
- افزایش بهره وری واحدهای صنعتی
- بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و كاستن از فشارهای روحی و جسمی
در حال حاضرارتقاء سطح كیفی محصولات تولیدی در صنایع مختلف و در كنار آن افزایش كمی تولید ، هدف اصلی هر واحد صنعتی می باشد و مدیران صنایع نیز به این مهم واقف بوده و تمام سعی خود را در جهت نیل به این هدف متمركز نموده اند .
لازمه افزایش كیفیت و كمیت یك محصول ، استفاده از ماشین آلات پیشرفته و اتوماتیك می باشد . ماشین آلاتی كه بیشتر مراحل كاری آنها به طور خودكار صورت گرفته و اتكای آن به عوامل انسانی كمتر باشد . چنین ماشین آلاتی جهت كاركرد صحیح خود نیاز به یك بخش فرمان خودكار دارند كه معمولا از یك سیستم كنترل قابل برنامه ریزی (به عنوان مثال PLC یامدار منطقی قابل برنامه ریزی) در این بخش استفاده میگردد . بخش كنترل قابل برنامه ریزی مطابق با الگوریتم كاری ماشین ، برنامه ریزی شده و میتواند متناسب با شرایط لحظه ای به عملگر های دستگاه فرمان داده و در نهایت ماشین را كنترل كند .
همانطور كه گفته شد بخش كنترل در هر سیستم صنعتی بایستی متناسب با شرایط لحظه ای به عملگرها فرمان دهد بنابراین در یك ماشین یا بطوركلی در یك فرایند صنعتی بخش اول یك چرخه كنترلی ، برداشت اطلاعات از فرایند می باشد .
جمع آوری اطلاعات در فرایندهای صنعتی با استفاده از سنسورها یا حسگرها صورت می گیرد . این حسگرها به منزله چشم و گوش یك سیستم كنترلی عمل می كنند . امروزه در بسیاری از ماشین آلات صنعتی استفاده از سنسورها امری متداول می باشد تا جاییكه عملكرد خودكار یك ماشین را می توان با تعداد سنسورهای موجود در آن درجه بندی كرد . وجود سنسورها ی مختلف در فرایند اتوماسیون به اندازه ای مهم می باشد كه بدون سنسور هیچ فرایند خودكاری شكل نمی گیرد بنابراین سنسورها یكی از اجزای لاینفك سیستمهای اتوماسیون صنعتی می باشند .
در گذشته نه چندان دور بسیاری از تابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی ، برای كنترل پروسه های تولید از رله های الكترومكانیكی یا سیستمهای پنوماتیكی استفاده می كردند و اغلب با تركیب رله های متعدد و اتصال آنها به یكدیگر منطق كنترل ایجاد می گردید . در بیشتر ماشین آلات صنعتی ، سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیز استفده می گردید و با اضافه شدن تعدادی Timer و شمارنده به تابلوهای كنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت .
اشكال فوق با در نظر گرفتن استهلاك و هزینه بالای خود و همچنین عدم امكان تغییر در عملكرد سیستم ، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اكثر تابلوهای فرمان با سیستمهای كنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یكی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد كه توسط كمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه میگردد . به طور خلاصه سیستمهای نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی بر PLC در مقایسه با كنترل كننده های رله ای و كنتاكتوری قدیمی دارای امتیازات زیر است :
- هزینه نصب و راه اندازی آنها پایین می باشد.
- برای نصب و راه اندازی آنها زمان كمتری لازم است .
- اندازه فیزیكی كمی دارند.
- تعمیر و نگه داری آنها بسیار ساده می باشد.
- به سادگی قابلیت گسترش دارند .
- قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.
- ضریب اطمینان بالایی در اجرای فرایندهای كنترلی دارند .
- ساختار مدولار دارند كه تعویض بخشهای مختلف آن را ساده میكند.
- اتصالات ورودی - خروجی و سطوح سیگنال استاندارد دارند.
- زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطح بالاست.
- در مقابل نویز و اختلالات محیطی حفاظت شده اند.
- تغییر برنامه در هنگام كار آسان است.
- امكان ایجاد شبكه بین چندین PLC به سادگی میسر است .
- امكان كنترل از راه دور (به عنوان مثال از طریق خط تلفن یا سایر شبكه های ارتباطی) قابل حصول است .
- امكان اتصال بسیاری از تجهیزات جانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، باركد خوان و ... به PLC ها وجود دارد .
مونیتورینگ
یكی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یكی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه كار خود نیستند . مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای مختلف یك واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل :
- نمایش وضعیت لحظه ای هر یك از ماشین آلات و دستگاهها
- نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یك سیستم
- نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم
- نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یك از اجزای سیستم
- نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیكی مناسب
- تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید
- امكان تغییر برخی از فرایندهای كنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ
- ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای كاركرد، میزان تولید ، میزان مواد اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و ...
