با توسعه علم و فن آوری، تکنولوژی ماشین آلات نیز در حال گسترش است. انواع گوناگون ماشین آلات وجود دارد و آنها به طور مفصل ای در صنعت استفاده می شود. ماشین آلات را می تاب به دسته های گوناگون با توجه به شرایط و طبقه بندی های مختلف تقسیم می شود. در اینجا ما طبقه بندی ویژه ماشین آلات را به اشتراک می گذاریم.
1: ماشین آلات عمودی از آنگونه ماشین تراش معمولی، دستگاه حفاری، دستگاه خسته کننده، ماشین فرز، ماشین آلات برنامه ریزی و slotting.
2. ماشین آلات دقت : از دسته ماشین سنگ زنی، ماشین آلات پردازش دنده، ماشین آلات پردازش موضوع و سایر ماشین آلات دقت دقیق.
MS-2 deep hole internal grinding machine.jpg
3. آلت دقیق دقت : از دسته مختص دستگاه خسته کننده، چرخ دنده ماشین سنگ زنی، چرخ دنده موضوع، دستگاه دنده بالا دقت hobbing، دستگاه برش با دقت بالا و دیگر دستگاه های با دقت بالا و غیره.
4. ماشین آلات CNC: ماشین آلات CNC مخفف ماشین آلات مهار دیجیتال است. این یک گونه ماشین ابزار خودکار با سیستم کنترل برنامه است. سیستم کنترل منطقی می تواند پروسس هایی را کنترل، کد گذاری و یا دیگر دستورالعمل های نمادین را پردازش کند و آنها را رمزگشایی کند تا دستگاه جنبش و پردازش قطعات را انجام دهد.
اتوماسیون صنعتی به سهم گیری از کامپیوتر ها بجای متصدیان انسانی برای کنترل دستگاه ها و فرایندهای صنعتی گفته میشود. اتوماسیون یک گام ما فوق مکانیزه کردن است . مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه هایی است که ایشان را برای اتمام بهتر کارشان مدد میرساند. نمایانترین و شناخته شده ترین بخش اتوماسیون صنعتی ربات های صنعتی هستند.
امروزه استعمال اتوماسیون صنعتی و ابزار ریزبین در صنایع و فرآیند های گوناگون صنعتی به وفور به چشم می خورد . مهار پروسه و سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع کیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع اتومبیل سازی و غیره بکار می آید نیازمند ابزارالات بسیار دقیق و دلنازک می باشند . پیشرفتهای تکنیکی تازه در مهار فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار ، دما ، جریان و غیره مایه افزایش کیفیت محصولات و کاهش خرج های فرآوری گردیده است .
به طور کلی بعضی از مزایای اتوماسیون صنعتی از این قبیل اند:
– تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها
– افزایش کیفیت محصولات تولیدی
– افزایش سرعت فرآوری (کمیت تولید )
– کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر
– کاهش پسماندهای فرآوری (ضایعات)
– برهمکنش بهتر با سیستمهای بازرگانی
– افزایش راندمان واحدهای صنعتی
– بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و نیست کردن از فشارهای روحی و جسمی
در حال حاضرارتقاء سطح کیفی محصولات تولیدی در صنایع گوناگون و در کنار آن افزایش کمی فرآوری ، هدف اصلی هر واحد صنعتی می باشد و مدیران صنایع نیز به این مهم واقف بوده و تمام سعی خویش را در جهت نیل به این منظور متمرکز نموده اند .
لازمه افزایش کیفیت و کمیت یک محصول ، به کارگیری ماشین آلات مترقی و خودکار می باشد . ماشین آلاتی که اغلب مراحل کاری آنها به طور اتوماتیک صورت گرفته و اتکای آن به عوامل انسانی کمتر باشد . چنین ماشین آلاتی جهت کارکرد درست خود دربایستن به یک بخش اجازه خودکار دارند که معمولا از یک سیستم کنترل قابل برنامه ریزی (به عنوان مثال PLC یامدار منطقی قابل برنامه ریزی) در این دسته کاربرد میگردد . تقسیم کنترل قابل برنامه ریزی مطابق با الگوریتم کاری ماشین ، برنامه ریزی شده و میتواند متناسب با شرایط لحظه ای به عملگر های دستگاه پروانه داده و در نهایت ماشین را کنترل کند .
همانطور که گفته شد تقسیم مهار در هر سیستم صنعتی بایستی متناسب با شرایط لحظه ای به عملگرها دستور دهد پس در یک ماشین یا بطورکلی در یک فرایند صنعتی دسته اول یک چرخه کنترلی ، برداشت اطلاعات از فرایند می باشد .
جمع آوری اطلاعات در فرایندهای صنعتی با به کارگیری سنسورها یا حسگرها چهره می گیرد . این حسگرها به منزله چشم و گوش یک سیستم کنترلی عمل می کنند . امروزه در بسیاری از ماشین آلات صنعتی استفاده از سنسورها امری متداول می باشد لغایت جاییکه عملکرد خودکار یک ماشین را می تاب با شمار سنسورهای موجود در آن درجه بندی کرد . هستی سنسورها ی مختلف در فرایند اتوماسیون به اندازه ای مهم می باشد که بدون سنسور هیچ فرایند خودکاری شکل نمی گیرد فلذا سنسورها یگانه از اجزای لاینفک سیستمهای اتوماسیون صنعتی می باشند .
در ماضی نه چندان دور بسیاری از تابلوهای دستور ماشین آلات صنعتی ، برای کنترل پروسه های تولید از رله های الکترومکانیکی یا سیستمهای پنوماتیکی استفاده می کردند و اغلب با ترکیب رله های انبوه و پیوستگی آنها به یکدیگر کَرویز کنترل برپایی می گردید . در اغلب ماشین آلات صنعتی ، سیستمهای تاخیری و کنتور (اروپایی) ها نیز استفده می گردید و با اضافه شدن چندی Timer و شمارنده به تابلوهای مهار حجم و سررسید مونتاژ آن افزایش می یافت .
اشکال فوق با در نظر اخذ فرسایش و هزینه بالای خویش و در ضمن عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم ، باعث گردید تا از دهه ۸۰ میلادی به بعد اکثر تابلوهای اجازه با سیستمهای کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یگانه از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد که بدست کمپانیهای متعدد و در تنوع بسیار فرآوری و عرضه میگردد . به طور خلاصه سیستمهای نوین اتوماسیون و آلت دقیق بر پایه PLC در سنجش با کنترل کننده های رله ای و کنتاکتوری کهنه حائز امتیازات زیر است :
– هزینه نصب و راه اندازی آنها زیر می باشد.
– برای نصب و تاسیس آنها موعد کمتری لازم است .
– اندازه فیزیکی کمی دارند.
– تعمیر و نگه داری آنها بسیار ساده می باشد.
– به سادگی قابلیت گسترش دارند .
– قابلیت سپریدن عملیات پیچیده را دارند.
– ضریب اطمینان فوقانی در اجرای فرایندهای کنترلی دارند .
– ساختار مدولار دارند که جایگزینی بخشهای گوناگون آن را ساده میکند.
– اتصالات ورودی – خروجی و سطوح سیگنال استاندارد دارند.
– زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطح بالاست.
– در مقابل نویز و اختلالات محیطی نگهداری شده اند.
– تغییر برنامه در هنگام شغل راحت است.
– امکان برپایی شبکه بین چندین PLC به سادگی شدنی است .
– امکان کنترل از راه بعید (به عنوان نمونه از طریق خط تلفن یا سایر شبکه های ارتباطی) قابل حصول است .
– امکان پیوستگی بسیاری از ساز و برگ جانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکد خوان و … به PLC ها وجود دارد .
مونیتورینگ
احد دیگر از مباحث مهم و پیوسته با اتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای بنیادین بسیاری از صنایع به خصوص صنایع کبیر می باشد. بسیاری از صنایع کبیر مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع کیمیایی و … بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ پسندیده قادر به ادامه کار خود نیستند . مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای گوناگون یک یکتا صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد عقیده برای رسیدن به اهداف پایین :
– نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاهها
– نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم
– نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم
– نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم
– نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب
– تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید
– امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از راه برنامه مونیتورینگ
– ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد عقیده مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان فرآوری ، میزان مواد اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و …