اتوماسیون صنعتی عبارت است از متصل کردن اجزای اطلاعاتی بخش‌های مختلف یک سازمان در قالب یک بستر نرم افزاری تا انتقال اطلاعات، آمارها و دستورالعمل ها به صورت کاملا یکپارچه و آسان، به گونه ای که تبادل، تنظیم و تصحیح اطلاعات درون سازمانی تسریع شود، صورت پذیرد. واژه اتوماسیون در لغت به معنی دستور دادن خودکار یا مکانیزمی که به وسیله خود دستگاه به جلو رانده شود، می‌باشد و ریشه اصلی آن در کلمات یونانی Auto و Matos بوده که Auto به معنای خود و Matos به معنای حرکت است.
نام دیگر اتوماسیون صنعتی را می‌توان رباتیزه کردن نیز نامید که به معنای استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلاً کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و فرآیندهای تولید است. به صورت کلی اتوماسیون صنعتی به بهره‌گیری از سامانه‌های کنترل (کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامه‌ریزی، و دیگر سیستم‌های کنترل صنعتی)، مکانیکی، الکترونیکی و رایانه‌ها [CAM, CAD, CAX] برای پایش (کنترل) خط تولید گفته می‌شود، که هدف آن؛ کاهش نیاز به نیروی انسانی می‌باشد.
مقایسه سیستم‌های نوین اتوماسیون با كنترل کننده‌های رله ای و كنتاكتوری قدیمی
در حال حاضر PLC یكی از اجزای اصلی و مهم در پروژه‌های اتوماسیون صنعتی می‌باشد كه توسط کمپانی‌های 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 کننده‌های رله ای و كنتاكتوری قدیمی دارای امتیازات زیر می‌باشند:
- هزینه نصب و راه اندازی آنها پایین می‌باشد.
- برای نصب و راه اندازی آنها زمان كمتری لازم است.
- اندازه فیزیكی كمی دارند.
- تعمیر و نگه داری آنها بسیار ساده می‌باشد.
- به سادگی قابلیت گسترش دارند.
- قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.
- ضریب اطمینان بالایی در اجرای فرآیندهای 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 پی ال سی (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.
اتوماسیون صنعتی یا مکانیزاسیون
مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاه‌هایی است که ایشان را برای انجام بهتر کارشان یاری می‌رساند. نمایان‌ترین و شناخته‌شده‌ترین بخش خودکارسازی (مکانیزاسیون)، ربات‌های صنعتی هستند.
Automation یک گام فراتر از مکانیزاسیون است. در مکانیزاسیون از مجموعه‌ای از تجهیزات مکانیکی استفاده می‌شود که برای انجام فعالیت مورد نظر، نیاز به کمک انسان خواهند داشت. اما از سوی دیگر اتوماسیون صنعتی نقش انسان را در انجام فرآیند حذف کرده و آن را با برنامه‌ریزی‌های منطقی و دستگاههای هوشمند جایگزین کرده است. در اتوماسیون صنعتی، کامپیوتر و ماشین به جای انسان تفکر و تصمیم‌گیری خواهند کرد.
دلایل استفاده از اتوماسیون صنعتی
دلایل استفاده از اتوماسیون صنعتی به صورت خلاصه عبارتند از:
افزایش بهره‌وری
با استفاده از اتوماسیون صنعتی در خطوط تولید و با کنترل بهتر و دقیق‌تر بر فرآیند می‌توان نرخ تولید را به طور چشمگیری بهبود بخشید. در واقع زمان صرف شده به ازای تولید هر کالا کاهش خواهد یافت و در کنار آن کیفیت و دقت در تولید کالا افزایش خواهد یافت.
کاهش هزینه تولید
ترکیب فرآیندهای مختلف در صنعت با استفاده از اتوماسیون صنعتی همان‌طور که در بخش قبل ذکر شد زمان تولید را کاهش خواهد داد؛ در کنار این کاهش، نیاز به استفاده از انسان در طول فرآیند نیز کم رنگ‌تر می‌شود. لذا هزینه‌های ناشی از تولید کالا بدین صورت به شکل چشمگیری کاهش خواهد یافت.
افزایش کیفیت کالا
از آن جائیکه استفاده از اتوماسیون صنعتی دخالت انسان در فرآیند را کاهش خواهد داد، احتمال وقوع خطاهای انسانی نیز به حداقل خواهد رسید. بدین ترتیب کالاهای تولید شده با استفاده از عملکرد تجهیزات اتوماسیون و بازدید دقیق و کنترل آنها از مرحله طراحی تا ساخت، دارای کیفیت بسیار بهتری نسبت به قبل خواهند بود.
افزایش امنیت
اتوماسیون صنعتی با جایگزین کردن ماشین‌های صنعتی با انسان‌ها از حضور انسان در محیط‌های خطرناک جلوگیری کرده و بدین ترتیب امنیت محیط کار را بالا خواهد برد.
موارد بالا را می‌توان کلیدی ترین ویژگی اتوماسیون دانست که تا قبل از آن عملا با روش‌های سنتی قابل دستیابی نمی‌بودند، با این حال اتوماسیون مزایای و البته معایب دیگری نیز دارد که باهم آنها را نیز مرور خواهیم نمود؛
مزایای اتوماسیون صنعتی
- افزایش تولید
- کاهش هزینه‌ی اپراتوری
- رفع مشکل کمبود نیروی متخصص
- انتقال نیروی کار به سمت کارهای خدماتی
- کاهش انبارهای موقت
- کمک به نظارت از راه دور
- تکرار پذیری فعالیت ها و فرآیندها
- افزایش توان و بهره وری واحدهای صنعتی
- بهبود برهم کنش با سیستم‌های بازرگانی
- کاهش ضایعات یا همان پسماندهای تولید
- کنترل کیفیت دقیق‌تر
انجام کارهایی که فراتر از توانایی‌های بشر است، مانند حمل بارهای بسیار سنگین، اشیاء خیلی بزرگ، خیلی داغ یا خیلی سرد یا مواد مورد نیاز به چیزهایی بیش از حد سریع یا بیش از حد آهسته‌است.
بهبود اقتصاد: گاهی اوقات و برخی از انواع اتوماسیون، اقتصاد سازمان‌ها، جامعه، و بسیاری از انسان‌ها را بهبود می‌بخشد؛ برای مثال، وقتی که تشکیلاتی اقتصادی سرمایه‌گذاری در فن‌آوری‌های اتوماسیون خود را بهبود می‌بخشد یا هنگامی که یک ایالت یا دولت به واسطه اتوماسیون درآمدها را افزایش می‌دهند (مانند آلمان یا ژاپن در قرن ۲۰ام) یا زمانی که انسان از اینترنت استفاده می‌کند، که به نوبه خود استفاده از ماهواره‌ها و سایر موتورهای خودکار را شامل می‌شود.
معایب اتوماسیون صنعتی
- کاهش نیروی کار و افزایش بیکاری
- هزینه‌های اولیه بالای پیاده سازی اتوماسیون
انواع سیستم‌های اتوماسیون صنعتی
پس از اینکه شما فرآیند مدنظرتان را مشخص نمودید نوبت به تعیین نوع سیستم می‌رسد که باید از میان؛ اتوماسیون سخت یا ثابت، اتوماسیون قابل برنامه ریزی و اتوماسیون نرم یا انعطاف پذیر، یکی را با توجه به ویژگی هایشان که در ادامه به صورت مفصل توضیح داده خواهد شد انتخاب نمایید.
اتوماسیون سخت یا ثابت
این نوع از اتوماسیون صنعتی برای اجرای عملیات‌های ثابت و تکرارپذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد تا به نرخ تولید بیشتری دست یابند. اتوماسیون ثابت با هدف مشخص یا تجهیزات اختصاصی به منظور اتوماتیک نمودن رشته ای از عملیات‌های ثابت مونتاژ یا پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد. با به کارگیری این نوع از اتوماسیون تغییر یا تنوع طراحی محصول کار نسبتا دشواری خواهد بود. بنابراین این اتوماسیون در ارائه انواع محصول سخت و غیرقابل انعطاف مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی کارآیی را با میزان تولید بیشتر و کاهش هزینه واحد، افزایش می‌دهد.
اتوماسیون قابل برنامه ریزی
در این اتوماسیون یک طبقه خاص از محصول تغییر می‌کند و یا ممکن است عملیات مونتاژ یا پردازش با اصلاح برنامه کنترل در تجهیزات خودکار تغییر کند. این نوع اتوماسیون بهترین گزینه برای فرآیند تولید دسته ای است که حجم تولید آن از متوسط تا زیاد است. ولی در این اتوماسیون تغییر و تنظیم مجدد سیستم برای محصول جدید یا دنباله ای از عملیات‌ها کار دشواری است. زیرا ورود محصول جدید یا تنظیم مجدد عملیات‌ها نیازمند طی یک عملیات اصلاحی طولانی است. از نمونه های کاربردی این اتوماسیون می‌توان به؛ دستگاههای کنترل شمارشی، ماشین کاغذ، ماشین لوله فولادی، روبات‌های صنعتی و … اشاره کرد.
اتوماسیون نرم یا انعطاف پذیر
این سیستم اتوماسیون صنعتی، تجهیزات کنترل اتوماتیکی ارائه می‌کند که از انعطاف پذیری بالایی برای ایجاد تغییرات در طراحی محصول برخوردارند. این تغییرات به سرعت از طریق دستوراتی که در غالب کد از سوی اپراتور انسانی ارائه می‌شوند قابل اجرا هستند.
این اتوماسیون به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد چندین محصول با محدوده های مختلف تولید کنند و از روشی ترکیبی به جای تولید جداگانه بهره ببرند. برخی از نمونه های این سیستم اتوماسیون عبارتند از: وسایل نقلیه خودکار، اتومبیل‌ها و ماشین چندمنظوره CNC.
