محمدرضا پرویزیاتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی

اتوماسیون چیست؟

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی سیستم‌هایی جهت کنترل و نظارت بر فرآیند تولید ماشین یا دستگاه‌های مبتنی بر سیستم کامپیوتری طراحی شده‌‌اند و معمولاً عملکردها یا وظایف تکراری و برنامه ریزی شده را انجام می‌دهند. این سیستم‌ها برای این منظور به کار گرفته شده‌اند تا به طور خودکار و به منظور کاهش و بهبود کار انسانی در صنایع مختلف عمل کنند و جایگزین کارهای تکراری و مکانیکی شوند که عمدتاً توسط یک فرد و تصمیماتی که او در فرآیند تولید می گیرد قرار گیرند. این کار با استفاده از دستورات برنامه نویسی منطقی، سنسورها و … در صنایع پیشرفته انجام می‌شود. سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی مزایای مختلفی را برای سازمان‌ها و صنایع به همراه دارند.

سرمایه‌گذاری در اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی

امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق در صنایع و پروسه‌های مختلف صنعتی به وفور به چشم می‌خورد. کنترل فرآیند و سیستم‌های اندازه‌گیری پیچیده‌ای که در صنایع مختلف مانند آب، برق، نفـت، گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع خودرو سازی و … بکار مـی‌آیـد نیازمنـد ابزارآلات بسیار دقیق و حساس هستند. پیشرفت‌های تکنیکی اخیر در کنترل فرایند و انـدازه گیـری پارامتر‌های مختلف صنعتی از قبیل فشار، دما، جریان، ولتاژ، وضعیت کلید‌ها و دریچه هـا و … باعث افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینه‌های تولید گردیده است.

مزایای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی

طبق گفته شرکت‌های مختلف مانند Sure Controls و Big Sky Engineering و دانشنامه بریتانیکا (در مقاله مزایا و معایب اتوماسیون)، سازمان‌ها به دلیل مزایای زیر، سیستمی با این ویژگی‌ها را پیاده‌سازی می‌کنند که برخی از مزایای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی عبارتند از:

1. بهره‌وری: این سیستم‌ها اتوماسیون را برای کارخانه‌ها و فرآیندهای صنعتی امکان پذیر می‌کنند و امکان تولید انبوه مداوم 24/7 را فراهم می‌کنند. 24 ساعت شبانه روز، هفت روز هفته، که بهره وری را بهبود می‌بخشد و زمان مونتاژ را کاهش می‌دهد.
2. کیفیت: این نوع سیستم اتوماسیون با کنترل و نظارت تطبیقی ​​در مراحل مختلف و فرآیندهای صنعتی در حذف خطای انسانی و در نتیجه بهبود کیفیت و همگنی محصولات ارائه شده مفید هستند. پس از چندین ساعت کار مداوم، عملکرد کاهش نمی‌یابد.
3. قابلیت اطمینان بیشتر: ماشین‌ها و کامپیوترها با سرعت ثابت و پیوسته بدون خستگی و خطا کار می‌کنند. بنابراین، فرآیندهای تولید خودکار زمانی که با یک سیستم اتوماسیون مدیریت می‌شوند، قابلیت اطمینان، پایداری و استحکام بیشتری دارند.
4. انعطاف پذیری: اجرای یک کار جدید در یک زنجیره تولید سنتی مستلزم ساعت‌ها یا روزها آموزش کاربر است. از سوی دیگر، با یک سیستم خودکار، برنامه‌ریزی مجدد یک ربات یا ماشین یک فرآیند ساده و سریع است که انعطاف پذیری بیشتری را در فرآیند تولید فراهم می‌کند.
5. اطلاعات دقیق‌تر: اتوماسیون جمع آوری داده‌ها باعث بهبود دقت و کاهش هزینه‌ها می‌شود و مدیران شرکت را قادر می‌سازد تا تصمیمات بهتری در راستای بهبود فرآیند تولید انجام دهند.
6. ایمنی: استفاده از ربات‌ها در خطوط تولید با شرایط کاری خطرناک برای انسان، ایمن‌تر است. در ایالات متحده، قانون ایمنی و بهداشت شغلی در سال 1970 با هدف بهبود ایمنی شغلی و حمایت از کارکنان به تصویب رسید. از زمان تصویب، اتوماسیون و رباتیک را در کارخانه‌های کشور و استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی را ترویج داده است.
7. کاهش هزینه: اگرچه سرمایه گذاری اولیه در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ممکن است نسبتاً زیاد باشد، پیاده سازی این فناوری به کاهش هزینه‌های تجزیه و تحلیل داده‌ها منجر می‌شود. علاوه بر این، به لطف این تجزیه و تحلیل خودکار داده‌ها، خطر خرابی دستگاه و وقفه در سرویس به حداقل می‌رسد.
8. بهبود شرایط کاری: کارگران در کارخانه‌ای که در آن سیستم اتوماسیون صنعتی پیاده سازی شده است ساعات کمتری کار می‌کنند و وقت خود را صرف کارهای با ارزش افزوده بالاتر می‌کنند.
9. افزایش ارزش افزوده: سیستم‌های اتوماسیون کارکنان را از انجام وظایف خسته کننده و معمولی رها می‌کند. هنگامی که عملکرد ماشین‌ها و رایانه‌ها کارکنان را از انجام این وظایف آزاد می‌کند، آنها می‌توانند وظایف با ارزش افزوده بیشتری را در سایر زمینه‌های شرکت انجام دهند که سود بیشتری را به همراه دارد.
10. بهبود ظرفیت انسانی: سیستم‌هایی که شرکت‌ها برای خودکارسازی خدمات خود پیاده‌سازی می‌کنند، نه تنها وظایفی را که یک انسان انجام می‌دهد، انجام می‌دهند، بلکه می‌توانند عملکردهایی را انجام دهند که فراتر از توانایی‌های یک شخص واقعی است. آنها از نظر اندازه، وزن، سرعت و مقاومت و سایر ویژگی ها بهتر هستند.

انواع سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی

شرکت‌هایی که شروع به فرآیند اتوماسیون صنعتی را انتخاب می‌کنند، بسته به درجات مختلف پذیرش، محدوده محصول و حجم تولید، انواع مختلفی از اتوماسیون را در دسترس دارند.

محمدرضا پرویزی

اتوماسیون سخت یا اتوماسیون ثابت

به یک فرآیند اتوماسیون اشاره دارد که در آن ربات یا ماشین برای انجام یک کار خاص و بسیار تکراری و برای حجم تولید بسیار بالا طراحی شده است.

این فرآیندها ثابت هستند و هیچ تغییری نمی‌توانند داشته باشند، اما بسیار سریع، دقیق، ایمن و با نرخ تولید بالا هستند.

مزایایی که این نوع سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی برای صنعت به ارمغان می آورد برای فرآیندهایی با حجم بار بالا و تنوع کار کم است. این نوع اتوماسیون اقتصادی ترین نوع هوشمندسازی است.

اتوماسیون نرم

مربوط به آن دسته از تجهیزاتی است که برای انطباق با طیف گسترده‌ای از تنظیمات محصول طراحی شده‌اند.

این فرآیند توسط رایانه ای کنترل می شود که می‌تواند برای تنظیم عملکرد آن با محصولات مختلف برنامه‌ریزی شود. زمانی که یک صنعت اقلام مختلفی را تولید می‌کند که نیاز به پیکربندی‌های متفاوت و متنوعی دارند بسیار مفید است. این نوع هوشمندسازی هزینه بالاتری نسبت به اتوماسیون سخت دارد و با سرعت کمتری کار می‌کند. و کاربرد آن برای تأسیساتی که در تولید طیف محدودی از محصولات مشابه که به صورت دسته ای تولید می شوند، مناسب است.

اتوماسیون نرم را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی یا اتوماسیون انعطاف‌پذیر.

اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی

فرآیندهای صنعتی خودکار که در این دسته قرار می‌گیرند توسط برنامه‌ای شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های کدگذاری شده برای تفسیر سیستم کنترل می‌شوند.

در این فرآیندها می‌توان از نرم افزارها برای تولید محصولات جدید استفاده کرد، زیرا سیستم کاملاً انعطاف‌پذیر است. امکان پیکربندی و تنظیم مجدد تجهیزات در دو سطح نرم‌افزاری و سخت‌افزاری وجود دارد. استفاده از این نوع اتوماسیون در صنایع با تولید کم توصیه می‌شود، زیرا فرآیند برنامه‌ریزی مجدد دستگاه برای تطبیق آن با محصولات جدید پیچیده است و زمان خاصی را می‌طلبد. به همین دلیل، فرآیندها به صورت دسته‌ای انجام می‌شود.

اتوماسیون انعطاف‌پذیر

اتوماسیون انعطاف‌پذیر این امکان را فراهم می‌کند تا در مدت زمان کوتاهی یک ماشین را متناسب با یک محصول جدید پیکربندی کنید. به این ترتیب، عملاً هیچ زمانی برای تغییر پیکربندی از یک آیتم به آیتم دیگر تلف نمی‌شود.

از آنجایی که با این نوع اتوماسیون هیچ زمانی برای برنامه‌ریزی مجدد سیستم یا تغییر پیکربندی فیزیکی ماشین ها تلف نمی‌شود، نیازی به اجرای محصولات در دسته‌های جداگانه نیست. استفاده از این نوع اتوماسیون در تولیدات متوسط ​​توصیه می‌شود.

به لطف اجرای Flexible Automation، تولید مستمر بوده و می‌تواند با انواع مختلف محصولاتی که یک کارخانه صنعتی با آن مواجه است، سازگار شود.

محمدرضا پرویزی

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی

اتوماسیون نیاز به کار دستی یک کارخانه را از بین می‌برد، اما همچنان اپراتورها را ملزم به نظارت بر ماشین آلات و انجام تعمیر و نگهداری می کند. در مقابل، یک سیستم اتوماسیون صنعتی دیگر نیازی به دخالت انسان در این فرآیند ندارد. از این نظر، زمانی که یک شرکت چنین سیستمی را پیاده‌سازی می‌کند، اجازه می‌دهد تا کل فرآیند تولید از ابتدا تا انتها بدون کمک انسانی انجام شود.

محمدرضا پرویزی

محمدرضا پرویزی

سیستم های اتوماسیون صنعتی را می‌توان بر اساس عملکردهای مختلفی که باید توسعه داده شوند استفاده کرد:

• شبکه‌های عصبی مصنوعی، یک مدل ریاضی یا محاسباتی است که اتصالات عصبی را تقلید می‌کند و مانند این شبکه‌های بیولوژیکی، ساختار شبکه با تغییرات بسته به اطلاعات سازگار می‌شود. آنها برای طبقه‌بندی روابط و شناسایی الگوها در مجموعه داده‌ها استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای آنها فیلترهای هرزنامه ایمیل، سیستم‌های کنترل، تشخیص الگو در سیستم‌ها (رادار)، متن گفتاری یا نوشتاری و سیستم‌های معاملات مالی خودکار است.
• سیستم کنترل توزیع شده در این سیستم‌ها کنترل ها متمرکز نیستند و توسط سیستم گسترش می‌یابند. این کنترل‌ها با توجه به بخشی از سیستم که باید نظارت شود گسترش می‌یابد. آنها در سیستم‌های کنترل چراغ راهنمایی، پالایشگاه‌های نفت و نیروگاه‌ها استفاده می‌شوند.
• رابط انسان و ماشین این سیستم‌ها برای عملکرد به دخالت انسان بستگی دارند. رایانه‌ها و دستگاه‌های خودپرداز نمونه‌ای از سیستم‌های رابط انسان و ماشین هستند.
• سیستم کنترل نظارت و جمع آوری داده‌ها: این سیستم می‌تواند از سیستم‌های دیگری مانند رابط انسان و ماشین متصل به واحدهای پایانه راه دور، که برای تبدیل سیگنال‌های حسگر به داده‌های قابل درک کار می‌کنند، تشکیل شده باشد. این سیستمی است که به طور کامل محل تولید و حتی کارخانه‌های مختلف تولید را کنترل می‌کند. آنها بسیار شبیه به سیستم های کنترل توزیع شده هستند. تفاوت اصلی این است که در سیستم‌های اسکادا کنترل به صورت بلادرنگ انجام نمی‌شود. با این حال، خطی که بین این دو سیستم متفاوت است بسیار پراکنده است و اغلب در برنامه‌های مشابه استفاده می‌شود.
• کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی سیستم‌هایی هستند که در زمان واقعی کار می‌کنند و ماشین‌آلات را در یک خط تولید صنعتی کنترل می‌کنند. PLC ها کامپیوترهای کوچک قابل برنامه‌ریزی هستند که فرآیندها را در زمان واقعی کنترل و خودکار می‌کنند. آنها برای کنترل چندین سیگنال ورودی و خروجی طراحی شده‌اند. این سیستم‌ها کاربردهای متفاوتی دارند زیرا منطق عملکرد ماشین آلات، کارخانه‌ها و فرآیندهای صنعتی و غیره را کنترل می‌کنند.

برندهای تجاری معروف در زمینه اتوماسیون صنعتی و هوشمندسازی

اتوماسیون ساختمان چیست و چه عملکردی در هوشمندسازی آن دارد؟

سیستم مدیریت ساختمان (BMS ) یا سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS ) به سیستمی اطلاق می‌شود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجزای خود کنترل قسمت‌های مختلف ساختمان و نمایش خروجی های مناسب را برای کاربر امکان پذیر می‌سازد. قسمت‌های مختلف تحت کنترل معمولاً شامل تاسیسات مکانیکی و سیستم تهویه مطبوع (HVAC) و تجهیزات روشنایی بوده که می‌تواند به سیستم‌های ایمنی، آتش‌نشانی، تنظیم دسترسی، تامین برق اضطراری و … نیز تسری یابد. به طور کلی هدف از استفاده از سیستم های BMS در یک ساختمان تطبیق شرایط کارکرد اجزای مختلف با توجه به شرایط محیطی و نیاز ساختمان در آن زمان است.

هوشمندسازی خانه

امروزه سیستم‌های هوشمند وقت بیشتری به شما برای حضور در کنار خانواده خواهند داد. در خانه هوشمند، پدر خانواده نیازی به کنترل وضعیت چراغ ها و خاموش کردن کولر ندارد. مادر خانواده نیز از حضور فرزندان خود در اتاق هایشان موقع خواب و برگشت آنها از مدرسه با خبر می‌شود.
همچنین امکان شام خوردن کنار هم همراه با یک موسیقی دلنشین و فراخوان به تمام اتاق‌ها امکان پذیر خواهد بود. خروج از منزل برای اعضاء خانواده با کمترین زمان فراهم شده و دمای خانه براساس نوع خروج‌تان برای بازگشت شما مناسب خواهد ماند

محمدرضا پرویزی

معرفی BMS

BMS مخفف لغت Building Management System یا سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان می‌باشد. از طریق این سیستم ها می‌توان مواردی شامل روشنایی، اعلام و اطفاء حریق، دوربین‌های حفاظتی موجود و حتی کنترل تردد … به دست بگیرید.

نحوه عملکرد BMS :

سیستم BMS اطلاعات هر زون یا ناحیه را در یک سیستم جامع جمع‌آوری می‌کند و در اختیار یک سیستم مانیتورینگ و نظارتی قرار می‌دهد. هدف اصلی این سیستم کاهش مصرف انرژی، افزایش ایمنی در مواقع حوادث، خطرات احتمالی و همچنین افزایش حفاظت از ساختمان و افزایش امنیت ساکنین است.

معرفی  Home Automation

هوشمندسازی خانه بنا به تجهیزات و کارایی مختص یک فضای مجزاست و یکپارچه سازی بین تجهیزات یک فضا یا زون صورت می‌گیرد.

تفاوت BMS و Home Automation

1. انتخاب: BMS مناسب مراکزی همانند بیمارستان‌ها مراکز اداری، مجتمع های صنعتی و … می‌باشد. در صورتی که خانه هوشمند مناسب پروژه‌های مسکونی می‌باشد.
2. کارکرد: سیستم BMS نیازمند فردی است که در این زمینه تخصص داشته باشد و آموزش لازم را فرا گرفته باشد. اما خانه هوشمند مدیریت با مصرف کننده نهایی است که در نتیجه UI/UX و کاربری اپلیکیشن بسیار ساده‌تر می‌باشد.
3. پروتکل: در سیستم خانه‌های هوشمند پروتکل‌های بی‌سیم با سیم‌کشی محدود می‌باشد. در حالی که پروتکل‌های BMS همان پروتکل‌های استاندارد ساختمان از جمله BACnet ، LON و Modbus هستند.
4. یکپارچه‌سازی: در سیستم خانه‌های هوشمند شاهد یکپارچه سازی در محدوده همان خانه یا زون هستیم اما BMS گسترده‌تر بوده و مختص تمام فضاها، زون‌ها، طبقات و در مجموع سیستم جامع یک پروژه را شامل می‌گردد.
5. BMS ها نیازمند نقشه‌های مکانیکی است اما خانه‌های هوشمند دارای پیچیدگی نیستند.

مزایای هوشمندسازی ساختمان

1. مدیریت تمام دستگاه‌های منزل از یک مکان یا رابط کاربری که راحتی و آرامش خاطر به همراه دارد

2. کنترل از راه دور عملکرد خانه، قدرت کنترل کارکرد خانه خود و مشاهده وضعیت خانه را از راه دور دست‌کم نگیرید

3. امنیت حداکثری با حس‌گرهای حرکتی و مگنت، دوربین‌های مداربسته، قفل درب هوشمند در سرتاسر خانه برقرار می‌شود

4. انعطاف‌پذیری دستگاه‌های جدید برای یکپارچه شدن با خانه هوشمند، مهم نیست که لوازم شما چقدر به‌روز به نظر برسد

5. افزایش راندمان انرژی، بسته به نحوه استفاده شما از فناوری خانه هوشمند، امکان صرفه‌جویی در مصرف انرژی شما وجود دارد

6. بهبود عملکرد لوازم‌خانگی و تجهیزات، خانه‌های هوشمند می‌توانند در عملکرد بهتر لوازم خانه به شما کمک کنند. اتصال تجهیزات به سیستم هوشمند باعث بهبود کارایی دستگاه‌های خانه می‌شود و زندگی را بسیار ساده‌تر و لذت‌بخش‌تر خواهد کرد.

7. بینش‌های مدیریت خانه. از این بینش‌ها و تجربه‌ها ، شما می‌توانید عادات و رفتارهای روزمره خود را تجزیه‌وتحلیل کرده و تنظیماتی را برای سبک زندگی موردنظر خود انجام دهید.

محمدرضا پرویزی