ورود به دنیای اتوماسیون صنعتی

مقدمه

۱٫۱ شروع دوره FA

از شما بابت ثبت نام در این دوره تشکر می‌کنیم. این دوره درباره ادوات کنترلی پایه‌ای است.

این دوره برای افراد تازه وارد در حوزه اتوماسیون صنعتی Industrial Automation یا اتوماسیون کارخانه Factory Automation یا FA طراحی شده است.
برای گذراندن این دوره شما به هیچ پیش نیازی احتیاج ندارید.

امیدواریم که از این دوره لذت ببرید!

۱٫۲ مسیر و زمان یادگیری

این دوره در ۵ بخش زیر طراحی شده است:

  1. تور مجازی در یک کارخانه شبیه‌سازی شده
  2. وسایل ورودی پرکاربرد Input
  3. وسایل کنترلی پرکاربرد Control
  4. وسایل خروجی پرکاربرد Output
  5. مدارهای الکتریکی مقدماتی

سوالات مروری در انتهای هر بخش به منظور آماده سازی شما برای امتحان نهایی طراحی شده اند. بنابراین خودتون رو گرم کنید!
این دوره حدود ۱٫۵ ساعت به طول خواهد انجامید.

۱٫۳ نتایج حاصل از این دوره

بر اساس اطلاعاتی که در این دوره ارائه می‌شود و همچنین منابع پیشنهاد شده، آموزندگان بصورت صحیح می‌توانند که:

  1. ادوات کنترلی را بر اساس عملکرد و کارکرد آنها به گروه‌های مختلفی تقسیم بندی کنند.
  2. جایگاه‌های صحیح هر المان کنترلی را در یک سیستم اتوماسیون صنعتی مشخص نمایند.
  3. با مدارهای اصلی در کنترل صنعتی آشنا شده و طراحی آنها را بیاموزند. (مدارهایی مثل مدار AND ، مدار OR ، مدار خود نگه دار Self-holding )
  4. مطابق با مطالب ارائه شده در این درس، نیازهای اولیه‌ی یک کارخانه و سیستم کنترلی را شناسایی کنند.

۱٫۴ محتوای دوره در یک نگاه

در طول این دوره، با انواع وسایلی که در کارخانه اسفاده می‌شود، آشنا شده و وظیفه اصلی هریک را شرح می‌دهیم.

بخش اول: آشنایی با محیط کارخانه

۲٫۱ تور مجازی در یک کارخانه

ممکن است برای بسیاری از شما گذراندن دوره اتوماسیون کارخانه (FA) و آشنایی با ادوات کنترلی جدید باشد. در این بخش بصورت مجازی در یک کارخانه تولید مواد غذایی، گردش کرده و با بسیاری از المانهای کنترلی بکار رفته در کارخانه‌ها آشنا خواهیم شد. می‌آموزیم که هر المان در کجا مورد استفاده قرار خواهد گرفت و چه کارایی‌ای دارد.

زمان تقریبی بخش اول، ۱۰ دقیقه است.

۲٫۲ طرح کلی

در خط تولید مواد غذایی، ادوات کنترلی مختلفی استفاده می‌شود.

پرکردن و درب گذاری: وقتی یک بطری خالی در جای خود قرار می‌گیرد، ابتدا محتوای آن (مثلا آب یا آبمیوه) پر می‌شود و سپس ماشین درب گذاری درب آن را درجای خود می‌بندد.

چسباندن لیبل: در این قسمت بطری با یک پوشش تیوب مانند پوشانده می‌شود و با استفاده از هوای داغ این پوشش درجای خود کیپ می‌شود.

مهر زدن اطلاعات: یک پرینتر لیزری، زمان و تاریخ تولید را روی بطری‌ها چاپ می‌زند.

بسته بندی: تعداد مشخصی از بطری‌ها جمع شده و یک دستگاه حمل بار، آنها را به داخل کارتن منتقل می‌کند.

فرآیند پوشش: بسته‌بندی کارتن‌ها به منظور ارسال به بخش حمل و نقل، بازبینی و محکم می‌شود.

۲٫۳ نصب تجهیزات

تجهیزات کجا نصب می‌شوند؟

در یک خط تولید، پنل کنترل یکی از المانهای اصلی بشمار می‌آید.

چندین محل اصلی برای قرارگیری تجهیزات کنترلی وجود دارد:

روی پنل ON Panel
نصب بر رویِ پنل کنترل

داخل پنل IN Panel
نصب درون پنل کنترل

بیرون پنل – روی تجهیزات (Outside Panel (IN Machine
نصب خارج از پنل کنترل. عمدتاً روی تجهیزات و ادوات خط تولید

در تصاویر زیر به تعدادی از دستگاه‌ها و تجهیزات و محل قرارگیری آنها اشاره می‌کنیم.

عملکرد هر کدام را به مرور و در دوره‌های مختلف خواهیم آموخت.
در این درس، اسامی آنها و محل قرار گیری آنها را به دقت بیاموزید و در ذهن داشته باشید.

روی پنل ON Panel

نصب بر روی پنل کنترل

داخل پنل IN Panel

نصب درون پنل کنترل

بیرون پنل – روی تجهیزات (Outside Panel (IN Machine

نصب خارج از پنل کنترل. عمدتاً روی تجهیزات و ادوات خط تولید

۲٫۴ سایر قسمت های مرتبط

سایر قسمت‌های مرتبط:

در کارخانه، در کنار بخش تولید، بخش‌های مرتبط دیگری نیز وجود دارد و برخی از تجهیزات کنترلی علاوه بر طبقه تولید در طبقه مدیریت و طبقه بازرسی و ارسال نیز وجود دارند.

  • طبقه مدیریت Management
  • طبقه تولید Manufacturing
  • طبقه بازرسی و ارسال Inspection & Shipping

طبقه مدیریت Management:

در این طبقه، پیرامون تولید و کنترل کیفیت محصولات، برنامه‌ریزی می‌شود.

طبقه تولید Manufacturing:

در این طبقه، خط تولید و بخش اصلی کارخانه قرار دارد.

طبقه بازرسی و ارسال Inspection & Shipping:

در این طبقه، بخشهای زیادی از جمله، بازرسی نهایی، انبار و ارسال محصولات قرار دارد.

بخش دوم: تجهیزات ورودی

۳٫۱ تجهیزات ورودی پرکاربرد

درس دوم: تجهیزات ورودی پرکاربرد Typical Input Devices

در این بخش، با چندین وسیله‌ی کنترلی که به عنوان ورودی در یک سیستم کنترلی به‌کار برده می‌شوند، آشنا خواهیم شد.

تجهیزات ورودی را به عنوان اولین گروه از تجهیزات کنترلی، مورد بررسی قرار می‌دهیم.

تجهیزات ورودی، جریان(current) را در مدار الکتریکی قطع و وصل کرده

و از این طریق سیگنال‌ها و اطلاعات را به وسایل کنترلی انتقال می‌دهند.

سوئیج عملیاتی(Operation Switch) و سوئیچ تشخیصی(Detection Switch)

دو نمونه از رایج ترین تجهیزات ورودی مورد استفاده هستند.

سوئیچ های عملیاتی Operation Switches

سوئیچ‌های عملیاتی حداقل داری یک کنتاکت می باشند. در کارخانه، اپراتور با سوئیج‌های عملیاتی کار می‌کند.

بعضی از سوئیچ های عملیاتی دارای کنتاکت Normally Open) NO)(در حالت عادی باز) و برخی دیگر دارای کنتاکت Normally Closed) NC)(در حالت عادی بسته) می‌باشند. همچنین در برخی مواقع با توجه به کاربرد سوئیچ، از سوئیچ‌های دارای هر دو کنتاکت NC و NO استفاده می شود.

کنتاکت های NO: به صورت پیش فرض، باز هستند. هنگامی که کلید فشاری را بزنیم، مسیر جریان متصل شده و برق وصل می‌گردد.

کنتاکت های NC: به صورت پیش فرض بسته هستند و با عبور جریان، مسیر را تکمیل می‌کنند. پس از زدن سوئیچ، کنتاکت باز شده و جریان قطع می‌شود.

سوئیچ های تشخیصی Detection Switches

سوئیچ تشخیصی با مواد و تجهیزات موجود در خط تولید در ارتباط است.

از این مدل سوئیچ در نوار نقاله و ربات‌های کمک کننده در خط تولید، استفاده می‌کنند.

ویژگی منحصر به فرد این سوئیچ‌ها، وجود سوئیچ تغییر دهنده اتصال Changeover contact (اتصال متغیر) است.

برخی مواقع در کاتالوگ تجهیزات کنترلی، از واژه [SPDT [Single Pole Double Throw به جای Changeover contact استفاده می‌شود.

۱- Changeover Contacts حداقل یک کنتاکتِ کنترل کننده‌ی جریان دارند.

۲- Changeover Contacts هر دو نوع کنتاکت NC و NO را دارند.

۳٫۲ سنسورها Sensors

سنسورها زیر مجموعه‌ای از سوئیچ‌های تشخیصی هستند.

یک سنسور، وسیله‌ای است که جریان الکتریکی را با استفاده از یک وسیله کوچک الکتریکی مانند ترانزیستور عبور می‌دهد.

استفاده از ترانزیستور به جای تعدادی کنتاکت مکانیکی باعث می‌شود به تغیرات ورودی، سریع تر پاسخ داده شود و همچنین باعث افزایش طول عمر محصول می‌گردد.

در کارخانجات از سنسورهای متعددی برای ارزیابی مقادیر مختلفی استفاده می‌شود.

در اتوماسیون کارخانه معمولا از سنسورهای مجاورتی “Proximity” و سنسورهای نوری “Photoelectric” استفاده می‌شود.

  1. سنسورهای نوری متناسب با تغییرات میزان نور، اجسام را تشخیص می‌دهند.
  2. سنسورهای مجاورتی با بهره‌گیری از تغییرات میدان‌های الکتریکی و میدان‌های مغناطیسی، اجسام را تشخیص می‌دهند.

بخش سوم: تجهیزات کنترلی

۴٫۱ تجهیزات کنترلی پرکاربرد

درس سوم: تجهیزات کنترلی پرکاربرد Typical Control Devices

تجهیزات کنترلی به عنوان مغز متفکر خط تولید شناخته شده و با استفاده از آنها تجهیزات خروجی را کنترل می‌کنیم. رله‌ها(Relays) و تایمرها(Timers) از پرکاربردترین تجهیزات کنترلی می‌باشند.‌

این درس حدود ۱۵ دقیقه به طول خواهد انجامید.

۴٫۲ رله‌ها و تایمر‌ها مقدماتی

رله ها

در تجهیزات و ماشین‌های کارخانه، دستگاه‌های کنترلی، سیگنال را از تجهیزات ورودی دریافت کرده و با تحلیل داده‌ها، دستوراتی را به دستگاه‌های خروجی می‌دهند.

رله ها با استفاده از میدان الکترومغناطیسی، کنتاکت را روشن و خاموش می‌کنند.

  1. رله‌ها را می توان به عنوان رابط و ارتباط دهنده‌ی وسایل ورودی و خروجی دانست.
  2. رله ها از دو بخش سیم پیچ(coil) و تماس(contact) تشکیل می‌شوند. این دو بخش نسبت به هم عایق الکتریکی می‌باشند.
  3. بعضی از رله‌ها دارای چند نوع کنتاکت در بخش تماس هستند. قابلیت مهم رله‌ها این است که کنتاکت‌هایشان می توانند همزمان با هم کار کنند.

در ادامه ویژگی‌های منحصر به فرد رله‌ها را بررسی می‌کنیم:

  1. رله‌ها، می توانند با یک ورودی، چندین خروجی را کنترل کنند.
  2. رله ها، توانایی تبدیل جریان‌های کوچک و بزرگ را به یکدیگر دارند. (۱۰ ولت به ۲۲۰ ولت)
  3. رله‌ها، این قابلیت را دارند که سیگنال‌های الکتریکی مختلف را ارسال کنند؛ مثلا یک بارِ AC را می توان با ورودی DC سوئیچ کرد. (یعنی در ورودی رله، ولتاژ DC داشته باشیم و در خروجی رله با ولتاژ AC کار کنیم!)

تایمر

رله‌ها و تایمرها از پرکاربرد ترین وسایل کنترلی در صنعت هستند. تایمرها بسیار مشابه با رله‌ها می‌باشند.

  1. تایمر سیگنال ها را از وسایل ورودی دریافت کرده و پس از گذشتِ مدت زمانی که برای آنها مشخص شده است، فرمان ها یا اطلاعات را به وسایل خروجی ارسال می‌کنند.
  2. تایمرها از سه بخش تشکیل می‌شوند: واحد محاسبه گر زمان، سیم پیچ(coil)، تماس(contact)

تایمر ها، همچون رله‌ها، قابلیت‌های منحصر به فردی دارند:

  1. تایمرها، می توانند با یک ورودی، چندین خروجی را کنترل کنند.
  2. تایمرها، توانایی تبدیل ولتاژهای کوچ به ولتاژهای بزرگ و بلعکس را دارند.
  3. تایمرها این قابلیت را دارند که سیگنال‌های الکتریکی مختلف را ارسال کنند.

۴٫۳ چند دستگاه کنترلی دیگر

ترکیبی از رله‌ها و کنتاکتورها این امکان را برای ما فراهم می‌کنند تا متناسب با هدفی که داریم از آنها استفاده کرده و به مطلوبمان برسیم.

با این حال در کارهای پیچیده‌تر به وسایل کنترلی دیگری مانند شمارنده‌ها، کنترل‌کننده‌های دما و plcها نیاز داریم.

شمارنده‌ها (Counters) با شمارش سیگنال‌هایی که از تجهیزات ورودی‌ یا سنسورها دریافت می‌کنند، خروجی‌ها را کنترل‌ می‌نمایند.

کنترل‌کننده دما (Temperature Controller) دمای اجسام مختلف را اندازه‌گیری کرده و با مقدار مطلوب داده شده توسط کاربر، مقایسه می‌کند؛ سپس با کنترل خروجی، دما را کاهش یا افرایش می‌دهد.

Programmable Logic Controllers) PLC) سیگنال‌های دریافتی از تجهیزات ورودی را پردازش کرده و مطابق با برنامه‌ای که کاربر بر روی حافظه PLC بارگذاری کرده، تجهیزات خروجی را کنترل می‌کنند. با این روش، پروسسور PLC می‌تواند بدون سیم‌کشی‌های قدیمی و تغییرات اساسی، ورودی‌ها و خروجی‌ها را برای رسیدن به مطلوبمان، کنترل و تنظیم کند.

بخش چهارم: تجهیزات خروجی

۵٫۱ تجهیزات خروجی پرکاربرد

در این درس، با آخرین گروه از تجهیزات پرکاربرد در اتوماسیون کارخانه آشنا می‌شویم.

دستگاه‌های خروجی مطابق با دستوراتی که از تجهیزات کنترلی دریافت می کنند، تنظیم شده و خواسته‌های ما را انجام می‌دهند.

به عبارت دیگر، در یک فرآیند کنترلی، ابتدا سیگنال‌هایی از دستگاه‌های ورودی به تجهیزات کنترلی ارسال شده، آنگاه تجهیزات کنترلی، مطابق با سیگنال‌ها و پیام‌های دریافتی، دستگاه‌های خروجی را پردازش کرده و کنترل می‌کنند.
امروزه در اتوماسیون صنعتی و اتوماسیون کارخانه از تجهیزات متنوعی برای بهبود فرآیندها و رسیدن به نتایج بهتر استفاده می‌شود.

۵٫۲ تنوع تجهیزات خروجی

تنوع اطلاعات ارسالی از کنترل‌‌کننده‌ها و نیازمندی‌های بازار، منجر به تولید تجهیزات خروجی متنوعی شده است.

ابتدا نیازمندی‌های بازار را مطرح کرده، آنگاه دستگاه‌های برطرف کننده‌ی آن نیازها را معرفی می‌کنیم:

  1. اعلام فعال یا غیرفعال بودن سیستم و نشان دادن وضعیت‌های کاری یک سیستم
    از اندیکاتورها (ضاهری مشابه با شاستی‌های فشاری “pb” دراند) و خروجی‌های قابل برنامه‌ریزی مثل صفحه‌نمایش(HMI) استفاده می‌شود.
  2. نیاز به جابجایی، جا گذاری و چرخاندن محصولات با سرعت بالا
    از سروو موتورها و درایوها استفاده می شود.
  3. تغییر دما و گرمای سیستم
    از هیترها‍ و اینورترها استفاده می شود.

شما هم سعی کنید با بررسی نیازمندی‌های بازار، از مخترعین و پیشگامان در بهبود صنعت کشور باشید!

۵٫۳ ضمیمه: معرفی چند دستگاه

در تجهیزاتی که ما با آنها سر‌و‌کار داریم، تجهیزات کنترلی دیگری هم وجود دارد؛ هر کدام از این دستگاه‌ها کاربردهای خاص خود را در صنعت دارند.

برای نمونه:

سیستم‌های بینایی (Vision Systems)

سیستم‌های بینایی، شکل و ابعاد اجسام را اندازه‌گیری و بررسی کرده و با مقدارمطلوب مقایسه می‌کنند؛ سپس داده‌هایی را به تجهیزات کنترلی ارسال می‌کنند.

سیستم‌های ایمنی(Safety Systems)

سیستم‌های ایمنی، اپراتور و تجهیزات کارخانه را از خطرات و آسیب‌ها محافظت می‌کنند.

سیستم‌های شناسایی (Auto-ID Systems)

سیستم‌های شناسایی، اطلاعات شناسایی(بارکد) محصولات را با سرعت بالا ردیابی کرده و ثبت می‌کنند.

۵٫۴ دوره

در ادامه دوره‌ای جامع و مختصر بر روی تمامی دستگاه‌های ورودی ، خروجی و کنترلی می‌کنیم.

این فیلم را بادقت مشاهده کرده و مطالب را دوره کنید!

بخش پنجم: مدارهای الکتریکی اولیه‌

۶٫۱ مدارهای الکتریکی مقدماتی

در این بخش، عناصر اصلی تشکیل دهنده مدارهای الکتریکی را می‌آموزیم.

همچنین، مدارهای استفاده شده در سیستم‌های کنترلی کارخانه‌ها را بررسی می‌کنیم.

این بخش ۱۰ دقیقه به طول خواهد انجامید.

۶٫۲ عناصر مدارهای الکتریکی

عناصر اصلی تشکیل دهنده یک مدار الکتریکی عبارتند از: منبع تغذیه، کلید فشاری (pb) و مصرف کننده (Load).

  • منبع تغدیه، جریان را در مدار برقرار می‌کند.
  • از شاسی‌ها به منظور قطع و وصل کردن برق و باز و بسته کردن مدار استفاده می‌شود.
  • مصرف کننده یا بار، به وسایلی که مصرف کننده برق هستند، می‌گویند؛ لامپ، هیتر و موتور نمونه‌ای از مصرف‌‌کننده‌ها هستند.

۶٫۳ مدارهای پرکاربرد در سیستم‌های کنترلی

اکثر مدارهای پیچیده‌ای که با آنها سر و کار داریم، ترکیبی از مدارهای ساده می‌باشند.
مدارهای اصلی که از ترکیب آنها مدارهای پیچیده‌تر را طراحی می‌کنیم، عبارتند از: مدار AND، مدار OR و مدار NOT .

مدار AND: مداری که با قرارگرفتن همه ورودی‌ها در حالت روشن(ON) ، به خروجی جریان می‌دهد. در صورت روشن نبودن یکی از ورودی‌ها، جریان برقرار نمی‌شود.

مدار OR: مداری که با قرار گرفتن هر یک از ورودی‌ها در حالت ON، خروجی را برقدار می‌کند.

مدار NOT: در این مدار از شاسی‌ نرمالی اُپن(Normally Closed) (NC) استفاده می‌شود. با فشردن کلید، جریان مدار قطع شده و خروجی خاموش می‌شود.

۶٫۴ مدارهای خودنگهدار (Self-holding)

مدارهای القایی از جمله مدارهای پرکاربرد در صنعت اتوماسیون می‌باشند. در ادامه نحوه طراحی و ساخت این مدارها را گام‌به‌گام بررسی می‌کنیم.

۱- در مدارهای خودنگهدار، پس از فشردن شاسی، جریان در خروجی برقرار می‌شود.

۲- قابلیّتی که این مدارها را از مدارهای قبلی متمایز می‌کند، ماندگاری جریان خروجی حتی با برداشتن انگشت از روی شاسی(pb) ، می‌باشد.

۳- برای قطع کردن جریان خروجی، باید از شاسی rest (شاسیِ معرفی شده در مدار NOT) استفاده کنیم.

http://namatek.com/wp-content/uploads/2018/01/001-مدار-القایی_سه.mp4

توسط | ۱۳۹۷-۸-۱۰ ۰۱:۱۲:۱۷ +۰۳:۳۰ ۲۲ خرداد ۱۳۹۷|اتوماسیون صنعتی, دسته‌بندی نشده دسته بندی ها|۳ نظرات

در باره نویسنده :

ما یه هدف مشترک داریم و میخوایم مهارت هایی که توی صنعت لازمه رو به افراد آموزش بدیم تا روزی که کالای ایرانی در دنیا بهترین باشه. اگه شما هم هدفتون همینه، نماتکی بشید. (:

۳ ديدگاه

  1. محمد ۱۳۹۷/۰۴/۱۶ در ۱۷:۴۲ - پاسخ دادن

    ببخشید تو قسمت ۶/۳ مدار NOT نباید از کلید NC استفاده کرد؟

    • تیم نماتک ۱۳۹۷/۰۵/۰۶ در ۱۰:۵۵ - پاسخ دادن

      سلام
      ممنون از توجه و دقت شما محمد جان
      این قسمت را اصلاح کردیم.
      خوشحال میشویم که مطالب دیگر ما را هم مشاهده کنید.

  2. محمد رضایی ۱۳۹۷/۰۴/۱۴ در ۲۳:۲۴ - پاسخ دادن

    خیلی عالی بود ممنون از زحماتتون

ثبت ديدگاه

در کمتر از 20 ثانیه عضو شوید و بیش از 100 آموزش رایگان در اختیار شماست.
ویدئوها را برایم بفرست
ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی بیزاریم.
Close