در عصر مدرن، فرآیندهای صنعتی به دلیل پیشرفت تکنولوژی به طور قابل توجهی تکامل یافته‌اند. یکی از این پیشرفت‌ها، پیاده‌سازی سیستم کنترلرهای صنعتی می‌باشد که روند کاری کارخانه‌ها را متحول کرده است. امروزه سیستم کنترلرهای صنعتی اجزای ضروری تولید هستند، زیرا فرآیندها را خودکار کرده و باعث بالا رفتن کارآمدی تولید می‌گردند.
هدف از این مقاله ارائه یک نمای کلی از چیستی سیستم کنترلرهای صنعتی، اهمیت آنها در تولید و نحوه عملکرد آنها است.
سیستم کنترلرهای صنعتی چیست؟
سیستم کنترلرهای صنعتی دستگاه های کامپیوتری هستند که وظیفه کنترل و تنظیم فرآیندهای مختلف در کارخانه های تولیدی را بر عهده دارند. این کنترلرها سیگنال های ورودی را از حسگرها و سایر دستگاه ها دریافت، اطلاعات را پردازش و سپس سیگنال های خروجی را برای کنترل عملکرد تجهیزات مختلف ارسال می کنند.
انواع مختلفی از سیستم کنترلرهای صنعتی، از جمله کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)، سیستم‌های کنترل توزیع‌شده (DCS) و سیستم‌های کنترل نظارت و جمع‌آوری داده‌ها (SCADA) وجود دارد.
PLC ها رایج‌ترین سیستم کنترلرهای صنعتی در کارخانه های تولیدی هستند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که بادوام و قادر به کار در محیط های سخت باشند. PLC ها برای کنترل ماشین های مختلف مانند موتورها، شیرها و پمپ ها استفاده می شوند و برای انجام وظایف خاص برنامه ریزی می گردند.
از سوی دیگر، DCS در کارخانه های بزرگتر استفاده می شود و برای کنترل فرآیندهای پیچیده طراحی شده است. آنها از چندین کنترل کننده تشکیل شده اند که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و برای کنترل قسمت‌های مختلف یک فرآیند صنعتی استفاده می‌شوند.
سیستم های SCADA برای نظارت و کنترل کل کارخانه استفاده می‌گردند. آنها داده‌ها را از حسگرها و سایر دستگاه‌ها جمع‌آوری می‌کنند و یک رابط گرافیکی برای تجسم عملکرد کارخانه در اختیار اپراتورها قرار می‌دهند. سیستم های SCADA اغلب در کارخانه‌هایی با مکان های دور استفاده می شوند، زیرا می توان آنها را از یک مکان مرکزی کنترل کرد.
اهمیت سیستم کنترلرهای صنعتی در تولید
سیستم کنترلرهای صنعتی اجزای ضروری تولید هستند، زیرا عملکرد کارآمد و ایمن تجهیزات را ممکن می‌سازند. آنها به بهبود کیفیت کلی محصولات و کاهش هزینه‌های تولید کمک می کنند.
یکی از مزایای قابل توجه سیستم کنترلرهای صنعتی توانایی آنها در کاهش خطر خطای انسانی است. خطای انسانی یکی از علل شایع حوادث در فرآیندهای تولیدی می‌باشد و می تواند منجر به توقف پرهزینه در خط تولید کارخانه‌ها شود. سیستم کنترلرهای صنعتی می‌توانند کارهای تکراری را با دقت بالایی انجام دهند، خطر خطا را کاهش داده و ایمنی در محل کار بهبود بخشند.
سیستم کنترلرهای صنعتی همچنین امکان استفاده کارآمد از منابع، مانند انرژی و مواد خام را فراهم می‌کنند. آنها را می توان برای بهینه سازی فرآیندها و کاهش ضایعات برنامه ریزی کرد که منجر به صرفه جویی در هزینه و فرآیند تولید پایدارتر می شود.
یکی دیگر از مزایای سیستم کنترلرهای صنعتی، توانایی آنها در ارائه داده‌های بلادرنگ (Real Tim) در مورد عملکرد تجهیزات است. این اطلاعات را می توان برای شناسایی مسائل قبل از تبدیل شدن به مشکلات بزرگ مورد استفاده قرار داد و امکان تعمیر و نگهداری و کاهش زمان خرابی را فراهم می کند.
کنترلرهای سیستم صنعتی چگونه کار می کنند؟
سیستم کنترلرهای صنعتی با دریافت سیگنال‌های ورودی از سنسورها و سایر دستگاه‌ها، پردازش اطلاعات و سپس ارسال سیگنال‌های خروجی برای کنترل عملکرد تجهیزات مختلف کار می‌کنند.
سیگنال های ورودی توسط سنسورهایی مانند سنسورهای دما، سنسورهای فشار و سنسورهای جریان تولید می شوند که در سراسر خط تولید نصب هستند. این حسگرها اطلاعاتی در مورد وضعیت تجهیزات و فرآیندهای مختلف مانند دمای کوره یا فشار سیال در خط لوله ارائه می دهند.
سیستم کنترلرهای صنعتی این سیگنال های ورودی را دریافت کرده و اطلاعات را با استفاده از برنامه‌نویسی خود پردازش می‌کند. برنامه‌نویسی تعیین می کند که کنترل کننده بر اساس سیگنال‌های ورودی دریافتی چه اقداماتی را انجام دهد. به عنوان مثال، اگر دمای یک کوره از حد معینی بیشتر شود، کنترل کننده ممکن است سیگنالی برای کاهش گرمای ورودی به کوره ارسال کند.
سیگنال های خروجی از سیستم کنترلرهای صنعتی به قطعات مختلف تجهیزات مانند موتورها، شیرها و پمپ ها ارسال می شود تا عملکرد آنها را کنترل کند. به عنوان مثال، سیستم کنترلر صنعتی ممکن است سیگنالی برای باز کردن یک شیر برای افزایش سرعت جریان سیال در یک خط لوله ارسال کند.
سیستم کنترلرهای صنعتی اجزای ضروری فرآیندهای تولید مدرن هستند. آنها عملکرد کارآمد و ایمن تجهیزات را امکان پذیر می کنند، کیفیت محصولات را بهبود می بخشند و هزینه های تولید را کاهش می دهند.