خودکارسازی

روبات صنعتی شرکت کا یو کآ در صنایع غذایی
خودکارسازی (اتوماسیون) (automation)در زبان یونان باستان به معنی خود فرمان است. رباتیزه کردن یا اتوماسیون صنعتی(Industrial Automation) به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلا کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه‌های تولید است. اتوماسیون به بهره‌گیری از سامانه‌های کنترل (مثل کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامه‌ریزی، و دیگر سیستم‌های کنترل صنعتی)، مکانیکی، الکترونیکی به کمک رایانه‌ها CAM, CAD, CAX برای پایش (کنترل) خط تولید گفته می‌شود، که در آن هدف، کاهش نیاز به دخالت انسان است. خودکارسازی یک گام فراتر از مکانیزه کردن است. 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 رباتهای صنعتی هستند.
اتوماسیون بطور فزاینده، نقش مهمی را در اقتصاد جهانی و در آزمایش و تجربه روزانه ایفا می‌کند. مهندسان تلاش می‌کنند دستگاه‌های خودکار را با ابزار ریاضی و سازمانی ترکیب کنند، تا بوسیله ایجاد سیستم‌های پیچیده، پاسخ گوی نیازهای به سرعت در حال گسترشی از برنامه‌ها و فعالیت‌های انسانی باشند.
کامپیوتر مرکزی تخصیص یافته در کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLCها)، غالبا برای همزمان سازی پالس ورودی از حسگرها و اتفاقات (فیزیکی) با پالس خروجی به عملگرها و وقایع استفاده می‌شود. این اقدامات به عملکردهای به دقت کنترل شده منجر می‌شود، که کنترل دقیقی از تقریبا هر فرایند صنعتی را ایجاب می‌کند.
اتوماسیون تا به حال تاثیر قابل توجهی فراتر از تصور انسان، در طیف وسیعی از صنایع داشته‌است. اپراتورهای تلفن موجود، تا حد زیادی توسط برد انتخاب خودکار تلفن و دستگاه‌های پاسخ خودکار جایگزین شده‌است. فرایندهای پزشکی مانند غربالگری اولیه در الکتروکاردیوگرافی و رادیوگرافی و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی از ژن‌های انسانی، سرم، سلول و بافت، با سرعت و دقت بسیار بیشتری توسط سیستم خودکار به اجرا درمی‌آید.
دستگاه‌های خودپرداز، نیاز به مراجعه به بانک برای به دست آوردن پول و انجام معاملات را کاهش می‌دهد. به طور کلی، اتوماسیون عامل اصلی انتقال در اقتصاد جهانی از کشاورزی به صنعتی در قرن نوزدهم و از صنعتی به خدماتی در قرن بیستم بود.
منتقدان ادعا می‌کنند که افزایش اتوماسیون صنعتی باعث افزایش نرخ بیکاری می‌شود، این نگرانی از فشاری بود که در طول سال ۱۹۸۰ ایجاد شد. یک استدلال این است که این موضوع بطور ناملموسی در سال‌های اخیر اتفاق افتاده‌است، بطوریکه واقعیت به این صورت است که بسیاری از مشاغل تولیدی در ایالات متحده که در اوایل سال ۱۹۹۰ بود، توسط افزایش عظیم شغل در مدیریت و فناوری اطلاعات جبران شد.
معایب
جای‌گزینی انسان با دستگاه
کاهش نیروی کار و افزایش بی‌کاری
کاهش قدرت خرید به دلیل افزایش بی‌کاری
هزینه‌های اولیه بالا
مزایا
افزایش تولید
کاهش هزینه اپراتوری
رفع مشکل کمبود نیروی متخصص
انتقال نیروی کار به سمت کارهای خدماتی
بهبود ایمنی: جایگزین شدن با انسان‌ها در انجام کارهایی است که باید در محیط‌های خطرناک انجام شود (یعنی آتش، فضا، آتشفشان، تاسیسات هسته‌ای، زیر آب، و غیره)
افزایش کیفیت کالا
کاهش زمان تولید
کاهش انبارهای موقت
تکرارپذیری
کنترل کیفیت دقیق‌تر
کاهش پسماندها (ضایعات)
برهمکنش به‌تر با سامانه‌های بازرگانی
بهره‌وری بالا و کاهش فشار کار
جایگزینی اپراتورهای انسانی در انجام وظایف خسته کننده.
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.
اجزاء کنترل در یک سیستم اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون (خودکاری) از سه قسمت اساسی تشکیل شده‌است که عبارتند از:
اندازه‌گیرها
کنترل‌کننده
محرک‌ها
که در ادامه هرکدام از این سه قسمت توضیح داده می‌شود
۱- اندازه‌گیرها:
اندازه‌گیرها در واقع چشم سیستم‌های کنترل محسوب می‌شوند و با کمی سازی مقادیر فرایندی کنترل‌کننده را از وضعیت موجود در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل‌کننده 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، ترانسدیوسر و ترانسمیتر می‌باشد
الف) سنسور (Sensor)
سنسور قطعه‌ای است که به 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.
ب) ترانسدیوسر (Transducer)
ترانسدیوسر قطعه‌ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، 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.
ج) 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 میلی‌آمپر و ۰ تا ۱۰ ولت اشاره نمود.
۲- کنترل‌کننده:
قسمت دوم ابزاردقیق بخش کنترل می‌باشد. کنترل عبارتست از سوق و نگهداری 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 کنترل‌کننده گرفته و متناسب با این سیگنال‌ها عمل می‌کنند. 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.
این بخش برگرفته از متن اصلی مقاله در سایت تدبیر فرایند هوشمند می‌باشد
انواع مختلف ابزارهای اتوماسیون
ANN- شبکه عصبی مصنوعی
HMI – رابط انسان و ماشین
DCS- سیستم کنترل توزیع‌شده
SCADA - سامانه‌های کنترل سرپرستی و گردآوری اطلاعات
PLC- کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی
PAC - کنترل‌کننده خودکار قابل برنامه‌ریزی
machine vision - image processing-سیستم‌های مبتنی بر بینایی ماشین و پردازش تصویر
ابزار دقیق
کنترل حرکت
رباتیک