ما هو الأتمتة الصناعية وما هو استخدام؟
الأتمتة الصناعية هي عملية إنتاجية صناعية تتضمن مجموعة من الآلات التي يتم من خلالها تحويل مجموعة من المواد الخام إلى منتج نهائي. منذ الثورة الصناعية في إنجلترا، كان هناك دائمًا جهد كبير لتطوير تقنيات متطورة لمساعدة الأشخاص في مهام التصنيع المختلفة.
في عملية الأتمتة الصناعية، يمكن أن يشمل مصطلح "آلة" أي شيء مثل المحرك أو المثقاب أو الحزام الناقل وما إلى ذلك، والتي تندرج تحت الأجهزة الكهروميكانيكية أو الآلات الكيميائية مثل الأفران والمجففات وأنظمة الاحتراق الكيميائي وما إلى ذلك. اليوم، للأتمتة الصناعية تأثير كبير على عملية الإنتاج ويكاد يكون من الصعب الإنتاج بدون نظام الأتمتة هذا. أدوات مثل Siemens PLC هي من بين أدوات الأتمتة هذه. هناك عدة عوامل تؤدي إلى تطبيق نظام الأتمتة في الإنتاج الصناعي:
الحاجة إلى سلع ذات جودة عالية
توقعات عالية بشأن موثوقية المنتج
إنتاج بكميات كبيرة
ما هي معدات الأتمتة الصناعية؟
هي عملية تعمل مع الآلات والمعدات الصناعية الأخرى بمساعدة البرمجة المنطقية الرقمية وتقليل التدخل البشري في اتخاذ القرار وعملية الأوامر اليدوية بمساعدة المعدات الآلية.
لذلك، يجب على المشغل أولاً ضبط كمية الوقود في الفرن عن طريق التحكم في صمام لجلب درجة الحرارة إلى القيمة المطلوبة. وبعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة يجب الحفاظ عليها من خلال الضبط المستمر للصمام، أي زيادة أو تقليل الوقود حسب درجة الحرارة لمدة 30 دقيقة القادمة.
الآن، مع الأتمتة الصناعية، يتم التعامل مع العمليات بأكملها دون مساعدة المشغل. أولاً، يوجد مستشعر لدرجة الحرارة بالقرب من الفرن يقوم بإبلاغ درجة الحرارة إلى الكمبيوتر. يوجد صمام مُجهز بمحرك يتم التحكم فيه أيضًا بواسطة الكمبيوتر لتزويد الموقد بالوقود. بناءً على قراءة درجة الحرارة من المستشعر، يفتح الكمبيوتر الصمام للحصول على المزيد من الوقود في البداية. بعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، ينطفئ الصمام.
ولكن يمكن للكمبيوتر فتح أو إغلاق الصمام؛ للسماح حتى بأصغر كمية من الوقود، بناءً على قراءة درجة الحرارة. يُظهر المؤقت الموجود في الكمبيوتر إيقاف التشغيل خلال 30 دقيقة، ويمكن للكمبيوتر إيقاف تشغيل النظام بالكامل.
⚫ الغرض من الأتمتة الصناعية
مصطلح الأتمتة ابتكره مهندسون من شركة فورد للسيارات، وهم رواد الأتمتة وخط التجميع. في البداية، تعتمد عملية الإنتاج الصناعي على عيون العامل وأيديه وعقله، على عكس أجهزة الاستشعار والمحركات وأجهزة الكمبيوتر الحديثة.
في الأساس، يركز تطبيق الأتمتة في عملية الإنتاج على استبدال العامل البشري بآلة مستقلة. في البداية، كان لا بد من تنسيق هذه الآلات المستقلة من قبل مشرف بشري لضمان عملية إنتاج سلسة. ولكن مع التقدم التكنولوجي في أنظمة التحكم التناظرية والرقمية، والمعالجات الدقيقة وأجهزة PLC (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) وأجهزة الاستشعار المختلفة، أصبح من السهل جدًا مزامنة العديد من الآلات والعمليات المستقلة وتحقيق الأتمتة الصناعية الحقيقية. مع صعود الاقتصاد الصناعي، تغيرت أيضًا استراتيجيات أعمال الأتمتة الصناعية بمرور الوقت. الأهداف الأساسية لتنفيذ الأتمتة هي:
• زيادة الإنتاج
• خفض التكاليف، وخاصة التكاليف البشرية
• تحسين جودة المنتج
• الاستخدام الفعال للمواد الخام
• تقليل استهلاك الطاقة
• زيادة الأرباح التجارية
⚫ أنواع الأتمتة الصناعية
الآن بعد أن رأينا القليل عن تخطيط نظام الأتمتة الصناعية النموذجي، دعنا نواصل المناقشة حول الأنواع المختلفة لهذا النظام . يتم تصنيف أنظمة الأتمتة الصناعية عادةً إلى أربعة أنواع:
نظام الأتمتة الثابتة
في نظام التشغيل الآلي الثابت، يتم إصلاح معدات الإنتاج بمجموعة من الوظائف أو المهام، ونادرا ما يتم إجراء تغييرات في هذه العمليات. تُستخدم أنظمة التشغيل الآلي الثابتة عادةً في عمليات التدفق المستمر مثل الناقلات وأنظمة الإنتاج الضخم.
نظام الأتمتة القابل للبرمجة
في نظام التشغيل الآلي القابل للبرمجة، يمكن تغيير تسلسل العمليات وكذلك تكوين الآلات باستخدام عناصر التحكم الإلكترونية. يتطلب هذا النظام وقتًا وجهدًا كبيرين لإعادة برمجة الآلات وعادةً ما يكون ذلك في عمليات الإنتاج المجمعة.
نظام أتمتة مرن
يتم التحكم دائمًا في نظام التشغيل الآلي المرن بواسطة أجهزة الكمبيوتر ويتم تنفيذه غالبًا عندما يتغير المنتج بشكل متكرر. تعتبر آلات CNC مثالاً على الرهان على هذا النظام. الكود الذي يعطيه المشغل للكمبيوتر يكون خاصًا بمهمة محددة، وبناءً على الكود يحصل الجهاز على الأدوات والمعدات اللازمة للإنتاج.
نظام الأتمتة المتكامل
نظام الأتمتة المتكامل عبارة عن مجموعة من الآلات والعمليات والبيانات المستقلة التي تعمل جميعها تحت قيادة نظام تحكم واحد لتشغيل نظام أتمتة عمليات التصنيع المتزامن.
يتم دمج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) والأدوات والآلات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر والروبوتات والرافعات والناقلات باستخدام التخطيط المعقد والتحكم في الإنتاج.
⚫ فوائد الأتمتة الصناعية
يمكن بسهولة استبدال المهمة التي يؤديها العاملون البشريون بعمل بدني شاق.
يمكن للمشغلين البشريين تجنب العمل في بيئات الإنتاج الخطرة ذات درجات الحرارة القصوى أو التلوث أو العناصر السامة أو المواد المشعة.
يمكن تنفيذ المهام الصعبة بالنسبة للمشغل البشري العادي بسهولة. وتشمل هذه المهام رفع الأحمال الثقيلة والكبيرة، والعمل بأشياء صغيرة جدًا، وما إلى ذلك.
يكون الإنتاج دائمًا أسرع وتكلفة المنتج أقل بكثير (مقارنة بنفس المنتج المنتج يدويًا).
يمكن دمج العديد من ضوابط الجودة في عملية التصنيع لتحقيق الاتساق والتوحيد.
يمكن أن يتحسن اقتصاد الصناعة بشكل كبير، مما له تأثير مباشر على مستوى المعيشة.
