اتوماسیون صنعتی و سنسورها

در دنیای پرسرعت و پیشرفته امروزی، افزایش کارایی و بهره ‌وری صنایع و افزایش سود و کیفیت از اهمیت بالایی برخوردار است و اتوماسیون صنعتی راه دستیابی به این هدف است.

اتوماسیون صنعتی با کنترل فرایندها در صنعت باعث پیشرفت بیشتر شده و زمینه های افزایش درآمد را در صنایع مختلف فراهم می کند. طی سال‌ های گذشته، رشد مثبتی در اتوماسیون صنعتی جهان وجود داشته است. بر اساس یک گزارش، انتظار می‌رود بازار اتوماسیون صنعتی تا سال 2022 به 153/83 میلیارد دلار برسد.

اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون یعنی کنترل ماشین ‌آلات، بویلرها، کوره‌ های حرارتی، سوئیچینگ شبکه ‌های تلفن و سایر کاربردها با حداقل دخالت انسان.

اتوماسیون حاصل ترکیب ابزارهای مختلف از جمله ابزارهای مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی، الکتریکی، الکترونیکی و کامپیوتری است. سیستم ‌های پیچیده مانند کارخانه‌ های مدرن، هواپیماها و کشتی ‌ها معمولاً از تمام این ابزارها به صورت ترکیبی استفاده می‌ کنند.

تاریخچه اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون به معنای استفاده از ماشین ‌ها یا تجهیزات به قرن یازدهم باز می ‌گردد، زمانی که معدن‌چیان از چرخ ‌های آبی برای تخلیه آب از چاه‌ های زیر زمینی استفاده می‌کردند. شکل مدرن اتوماسیون در طول انقلاب صنعتی در دهه 1800 شکل گرفت، زمانی که فرایندها و ابزارهای خودکار در صنعت مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده از برق در دهه 1920 منجر به تولید سریع ‌تر شد و زیرساخت ‌ها را تغییر داد. استفاده از کنترل‌ کننده‌ ها طی دهه ‌های 1930 و 1940 گام مهمی به سوی اتوماسیون مدرن بود. در دهه 1980، جهان شاهد پیشرفت در اتوماسیون بود و بسیاری از بخش‌ ها از تولید و خرده ‌فروشی گرفته تا کالاهای دارویی و مصرفی، از اتوماسیون استفاده کردند.

چرا اتوماسیون مهم است؟

پاسخ به این سوال را در قالب فرایند تولید محصول به روشنی خواهیم دید:

•         اگر بخواهیم محصول با کیفیتی تولید کنیم، باید از مواد اولیه ‌ای استفاده کنیم که از نظر ظاهری بدون ایراد باشند. برای تأیید این که این مواد خام با استانداردها مطابقت دارند، یا باید از بازرسان انسانی برای نظارت بر کیفیت استفاده کنیم یا یک سیستم خودکار را برای انجام این کار پیاده‌سازی کنیم. سیستم‌های اندازه‌ گیری الکترونیکی، حسگرها وPLC‌ ها می‌ توانند این کار را به راحتی انجام دهند. با استفاده از سیستم‌های اتوماسیون، از کیفیت محصول اطمینان حاصل کرده و منابع انسانی برای انجام پروژه‌های دیگر مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

•         مواد اولیه بازرسی شده باید وارد مراحل تولید یا ذخیره ‌سازی شوند، به این معنی که باید فهرست ‌بندی و برچسب‌ گذاری شده و پس از مسیریابی در مکان مناسب برای مرحله بعدی قرار گیرند. این کار را می‌توان به صورت دستی انجام داد  یا می‌توان آن را با برچسب زدن و استفاده از نوار نقاله با اتوماسیون انجام داد. استفاده از سیستم‌های اتوماسیون در این مرحله می‌توانند کارایی را افزایش و هزینه‌ها را کاهش دهند.

•         پس از تولید، کالاهای نهایی باید بازرسی، آزمایش، بسته ‌بندی شده و سپس به محل ذخیره‌ سازی محصولات هدایت شوند. در این مرحله می‌توان از سیستم های تست خودکار برای تایید محصول نهایی استفاده کرد. پس از بازرسی و آزمایش، محصولات می ‌توانند دوباره به سمت تولید برگردند تا بازسازی شوند و یا به قسمت بسته ‌بندی فرستاده شوند تا تجهیزات خودکار در بخش بسته بندی آن ها را بسته ‌بندی کنند.

داده‌های مختلف گام های تولید را می‌توان با استفاده از پروژه‌های اتوماسیون صنعتی با اپراتورها، مدیران و سایر تصمیم ‌گیرندگان به اشتراک گذاشت. این به اشتراک گذاری داده‌ها به افراد اجازه می‌ دهد تا تصمیم بگیرند که چگونه منابع و مواد را به بهترین نحو مدیریت کنند.

4 دلیل برای این که روی اتوماسیون سرمایه ‌گذاری کنیم

اگر چه سرمایه‌ اولیه مورد نیاز  برای اتوماسیون ممکن است زیاد باشد اما در برابر مزایایی که ایجاد می‌کند ناچیز خواهد بود. در این قسمت 4 دلیل عمده برای سرمایه‌ گذاری روی اتوماسیون را مرور می‌ کنیم.

1.    کاهش خستگی و تلاش کارگران در عملیات‌ های سنگین

 به طور معمول، انسان از کارهای تکراری بیزار است در حالی که سیستم‌های کامپیوتری آن‌ها را بدون شکایت انجام می‌دهند. وظایفی که فاقد تنوع هستند، برای سیستم‌های خودکار مناسبند. اگر کار مستلزم شرایطی است که برای راحتی یا تمرکز انسان مناسب نیست، اتوماسیون گزینه مناسبی خواهد بود.

2.    از آسیب دیدن یا تخریب محصولات یا مواد جلوگیری می ‌کند

انسان ‌ها هنگام خستگی مرتکب اشتباه می ‌شوند. اشتباه در استفاده از ابزارها به معنای آسیب رساندن به مواد خام، دستگاه ها و محصولات نهایی است و اتوماسیون این آسیب‌ ها را کاهش می‌ دهد.

3.    جلوگیری از خطاهای تولید

ربات‌ ها مراحل را فراموش نکرده و مجموعه دستورالعمل‌ ها را به طور کامل انجام می‌ دهند. بنابراین نسبت به انسان بدون در نظر گرفتن اولویت خاصی فرایند تعریف ‌شده را ادامه می‌ دهند. پس با اتوماسیون از خطاهایی که ممکن است در طول تولید محصول اتفاق بیوفتد جلوگیری می شود.

4.     صرفه‌ جویی در هزینه‌ ها

اتوماسیون صنعتی از طریق منظم‌کردن فرایندها و جمع ‌آوری داده ‌ها برای تصمیم ‌گیری مطمئن موجب صرفه ‌جویی در هزینه ‌ها می ‌شود.

مزایای اتوماسیون

مهم ‌ترین مزایای استفاده از اتوماسیون عبارتند از:

•         هزینه‌ های عملیاتی کمتر

•         افزایش ایمنی کارگران

•         کاهش زمان تحویل محصول

•         بازگشت سریع سرمایه اولیه صرف شده در اتوماسیون

•         توانایی رقابت بیشتر

•         افزایش بازده تولید

•         برنامه ‌ریزی بهتر

•         افزایش کیفیت محصول نهایی

آینده اتوماسیون

در آینده نه ‌چندان دور صنایع پیشرفته‌تر خواهند بود و ربات ‌ها جای خود را به ربات ‌های هوشمند می ‌دهند که با شرایط سازگاری خواهند داشت. از یک ربات‌ می ‌توان برای انجام فعالیت ‌های گوناگون استفاده کرد و ربات‌ ها با کمک قابلیت ‌های یادگیری ماشینی (ML) و یادگیری عمیق (DL)  با توانایی‌ های محاسباتی بالاتری کار خواهند کرد. بنابراین مستقل‌ تر از قبل عمل کرده و می توانند با انسان‌ ها و ربات ‌های دیگر ترکیب شوند. این توانایی ترکیب شدن منجر به یک سطح برتر از اتوماسیون می‌شود که در آن دخالت انسان به حداقل می‌رسد.

اتوماسیون صنعتی سفری طولانی داشته است و در حال حاضر به سمت ایجاد یک سیستم بدون اشکال و کارآمدتر در آینده در حرکت است. این آینده‌ای است که باید منتظر آن بود.

سخن نهایی

همانطور که بیان شد آینده صنایع را اتوماسیون صنعتی خواهد ساخت. بنابراین علم به این فناوری علاوه بر این که می‌تواند نیازهای آینده صنعت را برطرف کند، راه روشن شغلی را پیش روی متخصصان این رشته قرار می‌دهد. اما آیا متخصص شدن در این رشته ساده است؟

آن‌چه مسلم است، این است که در راه آموزش صحیح اتوماسیون ناهمواری‌هایی وجود دارد، چرا که وسعت این دانش، آموزش جامع آن را با دشواری‌هایی همراه می‌کند. آکادمی ماهر محور موفقیت با داشتن سال‌ها تجربه در زمینه طراحی و پیاده‌سازی صفر تا صد اتوماسیون تلاش دارد با آموزش صحیح افراد متخصص صنایع مختلف کشور را به این فناوری مجهز کند.

دوره اتوماسیون‌کار ماهر مناسب است برای:

•         فروشندگان تجهیزات صنعتی که به دنبال ارائه بهترین مشاوره‌ها به مشتریان خود هستند.

•         دانشجویانی که به دنبال آموزش عملی و صنعتی هستند.

•         مهندسان برق که به فکر افزایش مهارت‌های خود هستند.

•         ماشین‌سازانی که به دنبال افزایش بهره‌وری ماشین‌آلات خود هستند.

در ماهر منتظر شما هستیم!

RTD چیست

دماسنج­­ های مقاومتی، که RTD  نیز نامیده می شوند، سنسورهایی هستند که برای اندازه گیری دما استفاده می شوند.

RTD در واقع یک مقاومت حساس به دما است که با تغییر دما مقاومتش تغییر میکند، یا به عبارت دیگر با افزایش دمای سنسور، مقاومت نیز افزایش می یابد.

RTD یک سنسور passive است یعنی به خودی خود خروجی تولید نمیکند. سیم RTD یک ماده ی خالص است که به طور معمول از پلاتین، نیکل یا مس می باشد. از RTDها بسیار زیاد در صنایع استفاده می شود، به همین دلیل باید از آن ها در برابر رطوبت و لرزش مراقب شود، در غیر این صورت مشکل آفرین می شوند.

انواع RTD بر اساس تعداد سیم

RTDها می توانند دو سیمه، سه سیمه یا چهار سیمه باشند: سنسورهای RTD پیکربندی های مختلفی دارند که رایج ترین آن­ها RTDهای سه سیمه است.

مقایسه ترنسمیتر و ترنسدیوسر

در این پست قصد داریم در مورد دو لفظ ترنسمیتر و ترنسدیسر صحبت کنیم، بیشتر مردم ترنسمیتر و ترنسدیوسر را دو لفظ یکسان میدانند و معتقدن که میشه این دو را به جای هم به کار ببرن. حالا شما اگه برید توی اینترنت و در مورد این دو لفظ سرچ کنید، از وجود حجم بالایی از مطالب مختلف در مورد این دو تا لفظ و در نهایت نتیجه ای که به دست میارین، حسابی سورپرایز میشین .

ترنسدیوسر چیست (Transducer)  

ترنسدیوسر، وسیله ای است که نوع ی انرژی را به شکل دیگری تبدیل می کند. به عنوان مثال، ترنسدیوسر الکتریکی  متغیر فیزیکی حس شده مانند دما را به یک سیگنال الکتریکی آنالوگ تبدیل می کند.

ترنسمیتر چیست (Transmitter)

ترنسمیتر، وسیله ای است که سیگنال الکتریکی را به یک سیگنال الکتریکی  استاندارد  تبدیل می کند که می تواند در مسافت زیادی به PLC یا DCS ارسال شود.
 

سنسور القایی چیست و چگونه عمل می کند

سنسور القایی می تواند اهداف فلزی را که به سنسور نزدیک می شوند ، بدون تماس فیزیکی تشخیص دهد. 

 این سنسور  یک اسیلاتور در قسمت جلویی خود دارد که میدان الکترومغناطیسی را در یک نیم دایره ساطع می کند. قرار دادن یک جسم فلزی در این محدوده، باعث ضعیف شدن این میدان می شود که باعث می شود تا سنسور فاصله ی جسم را تشخیص دهد و مطابق آن عمل کند. بسته به مدل ، فاصله اندازه گیری و سنجش اجسام معمولا از 0.5 تا 60 میلی متر است. به عنوان مثالدر اتوماسیون صنعتی: فولاد به طور کلی دارای فاصله سوئیچ نامی، شش میلی متر است. اگر فاصله ی قطعه ی محدوده از محدوده ی حس سنسور خارج شود، دیگر برای سنسور قابل تشخیص نیست. تعداد پالس هایی که سنسور القایی می تواند در هر ثانیه ایجاد کند، فرکانس سوئیچ نامیده می شود. 

اجزای داخلی سنسور القایی

این سنسور، شامل 4 جز اصلی است که در تصویر دیده می شود: سیم پیچ، اسیلاتور، اشمیت تریگر و مدار سوئیچینگ خروجی، تشکیل شده است.

سنسور مجاورتی چیست (proximity sensors)

یکی از پرکاربردترین سنسورها، سنسورهای مجاورتی هستند، سنسورهای مجاورتی،وجود شی ها را بدون تماس  تشخیص می دهند. سنسور مجاورتی، سیگنالی از خود منتشر می کند و سپس تغییرات محیط را با توجه به سیگنال های برگشتی بررسی می نماید، این سیگنال می تواند الکترومغناطیسی، الکتروستاتیکی، و یا پرتوی از تشعشعات باشد.

به نظر پیچیده میاد؟ بیاین تا توضیح بدم، امروزه سنسورهای مجاورتی، کاربردهای مختلفی دارن، از گوشی های اندروید و آیفون گرفته تا اندازه ­گیری فاصله و کاربردهای مختلفشان در بُردهای آردوئینو.

 در دسترس ترین سنسورهای مجاورتی که ههمون باهاش سر و کارداریم، سنسورهای مجاورتی ای هستند که در گوشیامون استفاده شده است. وقتی گوشی را هنگام تماس به صورتتان نزدیک میکنید، با تشخیص سنسور مجاورتی صفحه نمایش گوشی برای جلوگیری از مصرف شارژ زیاد و یا برخورد صورت و چانه به آن، خاموش میشود که این مربوط به سنسور مجاورتی است.

از مزایای بسیار خوب این سنسورها میتوان به کارکرد خوب آن ها در شرایط سخت و آلودگی ها و گرد و غبارهای زیاد اشاره کرد، سنسورهای مجاورتی در صنعت کاربردهای بسیار زیادی دارند، مثلا تشخیص موقعیت، نظارت بر حرکت، وجود یا عدم وجود محصولات در خطوط تولید، کنترل موقعیت سوپاپ ها و غیره.

سنسورهای مجاورتی انواع مختلفی دارند:

• سنسورهای القایی (تشخیص اجسام فلزی: iron, steel, aluminum, copper, etc)
• سنسورهای خازنی (تشخیص اجسامی مانند: مایعات، چوب، پلاستیک، شیشه و غیره)
• سنسورهای فتوالکتریک (تشخیص اجسامی مانند: سیلیکون، پلاستیک، کاغذ، فلز و غیره)
• سنسورهای اولتاراسونیک (تشخیص اجسامی مانند: فوم، شیشه، مایعات، پودر، سلفون و غیره)

که از بین این موارد، سنسورهای مجاورتی بدون تماس القایی، از پرکاربردترین سنسورها هستند.