اتوماسیون صنعتی زیمنس

اتوماسیون صنعتی زیمنس به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلاً کامپیوتر) به جای انسان به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه‌های تولید است. اتوماسیون صنعتی زیمنس به بهره‌گیری از سامانه‌های کنترل (مثل کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامه ریزی، و دیگر سیستم‌های کنترل صنعتی)، مکانیکی و الکترونیکی به کمک رایانه ها برای پایش (کنترل) خط تولید گفته می‌شود، که در آن هدف، کاهش نیاز به دخالت انسان است.

اتوماسیون صنعتی زیمنس از لحاظ لغوی به معنای “کنترل و هدایت دستگاهی بطور خودکار” میباشد. در صنعت امروزی هدف کنترل رسیدن به معنای کامل لغت اتوماسیون صنعتی زیمنس است ولی به دلایل متفاوت این هدف امکان پذیر نیست و دربیشتر مواقع یک سیستم نیمه خودکار داریم که بخشی از کنترل توسط اپراتور و بخشی از آن توسط سیستم کنترل تعبیه شده انجام میگیرد.

یکی از مهمترین ارکان تولید صنعتی، اتوماسیون صنعتی زیمنس است که تا قبل از پیدایش آن، از دستگاههای مختلفی برای کنترل خطوط تولید استفاده می کردند که هر یک به شکل مجزا عمل می کردند و در آنها محدودیت ها و مشکلات زیادی نیز وجود داشت. هدف از اتوماسیون صنعتی زیمنس و استفاده از روبات، افزایش کارایی تجهیزات صنعتی و تولیدی است. هماهنگی و تناسب میان دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک نظام تولید، نتیجه استفاده از تکنولوژی اتوماسیون می باشد.

سیستم صنعتی اتوماسیون صنعتی زیمنس مسئولیتی بیش از کنترل فرایند تولید را بر عهده دارد که توسط کارشناسان مربوطه تنظیم شده و عبارت است از:

1. تبادل اطلاعات بین قسمت های مختلف تولید
2. برقرار کردن استراتژی های کنترلی در کارخانه
3. ایجاد یک واسطه بین کاربر و مجموعه تحت کنترل

فرایندهای تولید سیستم های اتوماسیون زیمنس

سیستم صنعتی اتوماسیون صنعتی زیمنس دارای دو فرایند تولید می باشد که عبارت است از

1. فرایندهای پیوسته (واگرا) از قبیل پالایش، پتروشیمی، شیمیائی، غذائی و ...
2. فرایندهای گسسته (همگرا) از قبیل خودرو، الکترونیک، لوازم خانگی و ...

اتوماسیون صنعتی زیمنس فرایند تولید متناسب با نوع محصول مورد نظر به سه بخش تولید، بسته بندی و توزیع تقسیم می شود که مهمترین بخش فرایند ساخت همان تولید است. روباتهای جابه جا کننده و برش دهنده از سنجش کیفیت مواد اولیه، اتوماسیون صنعتی زیمنس انجام عملیات ابتدائی ساخت روی آنها تا فراوری محصول نهائی و آزمایش های پایانی کنترل محصول، پای ثابت این بخش در اکثر خطوط تولید می باشند.اتوماسیون صنعتی زیمنس  اما از آنجا که تمام فراورده ها و محصولات در پایان فرایند تولید نیاز به بسته بندی دارند و عواملی از قبیل سادگی حمل، مدت مصرف، مسائل بهداشتی اتوماسیون صنعتی زیمنس ، و.... در کیفیت محصول و توزیع فروش آن تأثیر گذارند، نیازمند نظارت نیروی انسانی است. زمان قرار گرفتن محصولات در خودروهای باربری تا عرضه محصول در فروشگاهها بخش توزیع انجام می شود. در این مرحله نیز استفاده از روباتهای ویژه بارگیری و خطوط حمل و نقل هوشمند، یکی از مهمترین دستاوردهای اتوماسیون صنعتی زیمنس در بخش توزیع است.اتوماسیون صنعتی زیمنس

سیستم صنعتی اتوماسیون صنعتی زیمنس حتی در سطوح مدیریتی تولید نیز نقش مهمی را ایفا می کند. این کار به وسیله واسط های ماشین انسان (HMI) صورت می گیرد زیرا علاوه بر کنترل سیستم، جمع آوری، هماهنگ سازی اطلاعات و نمایش آن در سطوح مختلف مدیریتی راحت تر انجام می شود. کنترل سیستم به کمک HMI از راه دور به سادگی امکانپذیر است.اتوماسیون صنعتی زیمنس

اجزاء کنترل در یک سیستم اتوماسیون صنعتی زیمنس

اتوماسیون صنعتی زیمنس (خودکاری) از سه قسمت اساسی تشکیل شده است که عبارتند از:

1. اتوماسیون صنعتی زیمنس اندازه‌گیرها
2. اتوماسیون صنعتی زیمنس کنترل کننده
3. اتوماسیون صنعتی زیمنس محرک‌ها که در ادامه هرکدام از این سه قسمت توضیح داده می‌شود.

1- اندازه‌گیرها: اندازه‌گیرها در واقع چشم سیستم‌های کنترل محسوب می‌شوند و با کمی سازی مقادیر فرایندی کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرایند و رسیدن به نقطه تنظیم مورد نظر ارسال می‌نماید. هر دستگاه اندازه‌گیری شامل سه جزء اساسی سنسور، اتوماسیون صنعتی زیمنس ترانسدیوسر و ترانسمیتر می‌باشد.

-سنسور Sensor)) سنسور قطعه‌ای است که به اتوماسیون صنعتی زیمنس پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت، حرارت، نور، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می‌دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.

- ترانسدیوسر Transducer)) ترانسدیوسر قطعه‌ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، اتوماسیون صنعتی زیمنس سنسور پارامتر مورد اندازه‌گیری را به ترانسدیوسر تحویل می‌دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می‌کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد.

- ترانسمیتر Transmitter)) ترانسمیتر وسیله‌ای است که یک سیگنال خروجی ترانسدیوسر را به سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می‌نماید. از معروفترین استانداردهای ترانسمیترها می‌توان به استاندارد ۴ تا ۲۰ میلی آمپر و ۰ تا ۱۰ ولت اشاره نمود.

۲-  کنترل کننده: قسمت دوم ابزاردقیق بخش کنترل می‌باشد. کنترل عبارتست از سوق و نگهداری اتوماسیون صنعتی زیمنس یک یا چند فرایند به وضعیت یا وضعیت‌های مطلوب یا مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می‌باشد که اهداف اساسی کنترل می‌باشند.

۳-  محرک‌ها: محرک‌ها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده گرفته و متناسب با این سیگنال‌ها عمل می‌کنند. اتوماسیون صنعتی زیمنس از عمده ادوات خروجی می‌توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه‌گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می‌شوند.

کاربرد اتوماسیون صنعتی زیمنس

امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی به وفور به چشم می خورد. کنترل پروسه اتوماسیون صنعتی زیمنس و سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بکار می آید نیازمند ابزارالات بسیار دقیق و حساس می باشند. پیشرفتهای تکنیکی اخیر در کنترل فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار ، دما ، جریان و غیره باعث افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینه های تولید گردیده است اتوماسیون صنعتی زیمنس .

به طور کلی برخی از مزایای اتوماسیون صنعتی زیمنس از این قبیل اند:

- تکرارپذیری فعالیتها و فرایندها

- افزایش کیفیت محصولات تولیدی

- افزایش سرعت تولید (کمیت تولید)

- کنترل کیفیت دقیقتر و سریعتر

- کاهش پسماندهای تولید (ضایعات)

- برهمکنش بهتر با سیستمهای بازرگانی

- افزایش بهره وری واحدهای صنعتی

- بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی و جسمی

مانیتورینگ اتوماسیون صنعتی زیمنس

اتوماسیون صنعتی زیمنس یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی زیمنس ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه کار خود نیستند . اتوماسیون صنعتی زیمنس مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل :

- 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 طریق برنامه مونیتورینگ

- ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان تولید ، میزان مواد  اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و ...

برق صنعتی چیست ؟ قسمت دوم

برق صنعتی چیست ؟ (قسمت دوم-سیستم های سه فاز)

مشخصه های سیستم های سه فاز بحثی است که در این مقاله به بررسی آن میپردازیم.در سیستم های سه فاز ما سه عدد فاز به جای یک عدد فاز داریم.البته این بدین معنی نیست که سه عدد فاز مثل همدیگر را کنار هم بگذاریم تا به ما سه فاز ارائه کند.

انواع فاز از نظر زاویه برداری( برق صنعتی چیست )

ما سه فاز مختلف از نظر زاویه برداری را کنار همدیگر استفاده می کنیم.یعنی فازهای ما نسبت به همدیگر اختلاف فاز دارند.

مثلا زمانی که یکی از فازها ۱۲۰ ولت است فاز دیگر ۲۹۵ ولت است و فاز سوم هم یک ولتاژ دیگر است و همین اختلاف فازها در این سه فاز باعث می شود بتوانیم از خطوط سه فاز در صنعت برای به حرکت درآوردن موتورها و تجهیزات صنعتی الکتریکی استفاده کنیم.

شکل موج تک فاز به صورت سیسنوسی است و این شکل موج را میتوانیم با یک دستگاه با نام اسیلوسکوپ ببینیم شکل موجهای سه فاز را هم میتوان با همین دستگاه دید.

شکلی که در دستگاه برق صنعتی مشاهده خواهیم کرد به این صورت است.

همانطوری که مشخص است شکل موجها عقب و جلو در برق صنعتی هستند.

پس تا اینجا در برق صنعتی مشخص شد ما سه خط فاز داریم.یک خط نول هم که برای مصارف تک فاز خواهیم داشت و یک خط زمین هم برای حفاظت الکتریکی. لذا ما ۵ خط خواهیم داشت.

حالا اگر یک ولتمتر برداریم و ولتاژ هر یک از فاز ها را نسبت به خط نول اندازه گیری کنیم مقدار ۲۲۰ ولت را خواهیم داشت.به این ولتاژ ، ولتاژ فازی یا  Vp گفته می شود  این همان ولتاژی است که در مصارف مسکونی استفاده می شود.البته در قسمتهایی از برق صنعتی هم کاربرد دارد.

مثلا زمانی که بخواهیم یک موتور تک فاز را روشن کنیم از یک خط نول و فاز به صورت شکل زیر استفاده می کنیم.

یک خط ارت هم به بدنه موتور متصل کرده ایم که فقط جهت حفاظت است.

حالا اگر ولتمتر را بین دو فاز از سه فاز قرار دهیم ولتاژ ۳۸۰ را خواهیم داشت. که به این ولتاژ ولتاژ خط یا  VL گفته می شود

از این ولتاژ هم میتوانیم به صورت شکل زیر استفاده کرده و یک موتور سه فاز را راه اندازی کنیم.

رابطه ای که بین ولتاژ خط و فاز برق صنعتی وجود دارد به این صورت است که ولتاژ فاز ضرب در رادیکال ۳ می شود.

برق صنعتی چیست ؟

برق صنعتی چیست ؟ - توسعه سیماتک ایرانیان

از نظر معنی لغت ها می توانیم بگوییم برق صنعتی یعنی برقی که در صنعت استفاده می شود و یا اینکه علم و تخصصی که به کاربرد برق در صنعت پرداخته است.

اما این تعریف نمیتواند همیشه درست باشد. در برخی موارد برق ساختمان ، ما ادوات و مدارهای برق صنعتی و حتی اتوماسیون صنعتی را میبینیم مثلا  پمپهای آب که موتورهای تک فاز یا سه فاز در آن استفاده شده است و یا آسانسور که در آن درایو های الکتریکی و موتورهای الکتریکی کاربرد دارند.

قسمتی از اتوماسیون صنعتی هم شامل برق صنعتی میشود زیراطبق تعریف اتوماسیون صنعتی که به معنی اتوماتیک کردن فرایندهای صنعتی به کمک کامپیوتر یا یکسری ادوات مخصوص است ، میتوان گفت در برق صنعتی هم  این خودکار سازی فرایندها را داریم.

اگر بخواهیم ساده به یکسری موارد در مورد برق صنعتی صحبت کنیم ، باید بگوییم:

برق صنعتی یعنی کنترل سه فازی که وارد یک کارخانه یا کارگاه صنعتی می شود.

این کنترل باعث می شود بتوانیم از برق سه فاز برای روشن و خاموش کردن یکسری تجهیزات صنعتی و رساندن توان مورد نیازشان استفاده کنیم.

این تجهیزات میتواند موارد زیر باشد:

·         موتورهای الکتریکی  تک فاز و سه فاز

·         دستگاه های برش و cnc

·         کوره های القایی یا عملیات حرارتی

·         نوارهای نقاله

·         هیتر های صنعتی

·         جرثقیلهای سقفی(دروازه ای)

·         انواع کمپرسورها

·         فن های هوا

·         پمپهای سیالات

·         دستگاه های پاشش رنگ

·         سنگ شکنها

·         دستگاه های نساجی

·         و………

سیستم های تک فاز در برق صنعتی

ابتدا از سیستم تک فاز خودمان که با آن آشنایی بیشتری داریم صحبت می کنیم.

در تک فاز که در ساختمانهای مسکونی هم استفاده می شود ما دو خط اصلی فاز و نول را داریم.

عملکرد سیستم تک فاز در برق صنعتی

اگر به کمک دستگاهی با نام اسیلوسکوپ که شکل موج ها را به ما نشان می دهد(مانند دستگاه نمایش سیگنالهای قلب) این سیگنال تک فاز را نمایش دهیم با یک شکل سینوسی مواجه خواهیم شد.

این شکل موج برای برق ایران ۵۰ هرتز است.یعنی ۵۰ بار در ثانیه این حرکت سیگنال به اوج مثبت و سپس اوج منفی اتفاق می افتد.

این شکل موج تک فاز دارای ولتاژ موثر ۲۲۰ ولت است یعنی وقتی با یک ولتمتر ولتاژ بین فاز و نول آن را اندازه گیری کنیم ولتاژی برابر ۲۲۰ ولت نمایش داده می شود.

این همان ولتاژی است که بر روی تمامی دستگاه های الکتریکی خانگی و یا موتورهای الکتریکی تک فاز یاد داشت شده است.

نتیجه

تا اینجای مقاله در مورد خطوط تک فاز صحبت کردیم و مطلب را با این مورد شروع کردیم زیرا همگی در منزل مسکونی این ولتاژ تک فاز را تا حدودی می شناسیم.

در صنعت برای خیلی از کاربردها،تک فاز جواب نمی دهد، یعنی در برخی کاربردها توان زیادی بایستی صرف شود تا کاری انجام شود و این توان زیاد نیاز به ولتاژ بالاتر و جریان زیادتری دارد و تک فاز به دلیل ولتاژ پایین تر و جریان کمتر جوابگوی ما نیست.

همینطور بایستی بدانیم که ژنراتورها در نیروگاه دراصل ولتاژ تک فاز تولید نمی کنند و ولتاژ سه فاز تحویل می دهند و این هم به خاطر ساختارشان است.

پس بایستی با ولتاژ سه فاز آشنا شویم زیرا بیشترین کاربرد را در صنعت و تجهیزات صنعت برق دارد.