اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون لجستیک
مقاله اصلی: اتوماسیون لجستیک
اتوماسیون لجستیک کاربرد نرم افزار کامپیوتری یا ماشین آلات خودکار برای بهبود کارایی عملیات لجستیک است. به طور معمول این به عملیات در یک انبار یا مرکز توزیع اشاره دارد که وظایف گسترده‌تری توسط سیستم‌های مهندسی زنجیره تامین و سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی انجام می‌شود.

اتوماسیون صنعتی
همچنین ببینید: اتوماسیون ساختمان و اتوماسیون آزمایشگاهی
اتوماسیون صنعتی در درجه اول با اتوماسیون فرآیندهای تولید، کنترل کیفیت و جابجایی مواد سروکار دارد. کنترل‌کننده‌های همه منظوره برای فرآیندهای صنعتی شامل کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی، ماژول‌های ورودی/خروجی مستقل و رایانه‌ها هستند. اتوماسیون صنعتی جایگزینی کنش انسانی و فعالیت‌های فرمان-پاسخ دستی با استفاده از تجهیزات مکانیزه و دستورات برنامه‌نویسی منطقی است. یک روند افزایش استفاده از بینایی ماشین[104] برای ارائه عملکردهای بازرسی خودکار و هدایت ربات است، دیگری افزایش مداوم استفاده از روبات‌ها است. اتوماسیون صنعتی به سادگی در صنایع مورد نیاز است.

بهره وری انرژی در فرآیندهای صنعتی به اولویت بالاتری تبدیل شده است. شرکت های نیمه هادی مانند Infineon Technologies برنامه های میکروکنترلر 8 بیتی را ارائه می دهند که به عنوان مثال در کنترل های موتور، پمپ های عمومی، فن ها و دوچرخه ها یافت می شود تا مصرف انرژی را کاهش داده و در نتیجه راندمان را افزایش دهند.

اتوماسیون صنعتی و صنعت 4.0
همچنین ببینید: Work 4.0
ظهور اتوماسیون صنعتی مستقیماً با "انقلاب صنعتی چهارم" مرتبط است که اکنون به عنوان صنعت 4.0 شناخته می شود. Industry 4.0 که از آلمان سرچشمه می گیرد، دستگاه ها، مفاهیم و ماشین های متعددی را در بر می گیرد، [105] و همچنین پیشرفت اینترنت صنعتی اشیا (IIoT). یک "اینترنت اشیا یکپارچه سازی یکپارچه از اشیاء فیزیکی متنوع در اینترنت از طریق یک نمایش مجازی است." [106] این پیشرفت های انقلابی جدید توجه را به دنیای اتوماسیون در نوری کاملاً جدید جلب کرده و راه هایی را برای رشد آن نشان داده است. افزایش بهره وری و بهره وری در ماشین آلات و تاسیسات تولیدی. Industry 4.0 با IIoT و نرم‌افزار/سخت‌افزار برای اتصال به روشی کار می‌کند که (از طریق فناوری‌های ارتباطی) پیشرفت‌ها را اضافه کرده و فرآیندهای تولید را بهبود می‌بخشد. اکنون با این فناوری‌های جدید می‌توان تولیدی هوشمندتر، ایمن‌تر و پیشرفته‌تر ایجاد کرد. این یک پلت فرم تولیدی را باز می کند که قابل اعتمادتر، سازگارتر و کارآمدتر از قبل است. پیاده سازی سیستم هایی مانند اسکادا نمونه ای از نرم افزارهایی است که امروزه در اتوماسیون صنعتی صورت می گیرد. SCADA یک نرم افزار جمع آوری داده های نظارتی است که تنها یکی از بسیاری از نرم افزارهایی است که در اتوماسیون صنعتی استفاده می شود.[107] Industry 4.0 به طور گسترده ای بسیاری از حوزه های تولید را پوشش می دهد و با گذشت زمان به این کار ادامه خواهد داد.[105]

رباتیک صنعتی
ماشین‌های فرز خودکار بزرگ در یک اتاق آزمایشگاهی بزرگ به سبک انبار
ماشین های فرز خودکار
رباتیک صنعتی زیرشاخه ای در اتوماسیون صنعتی است که به فرآیندهای مختلف تولید کمک می کند. چنین فرآیندهای تولیدی شامل ماشین‌کاری، جوشکاری، رنگ‌آمیزی، مونتاژ و جابجایی مواد می‌شود.[108] ربات‌های صنعتی از سیستم‌های مختلف مکانیکی، الکتریکی و همچنین نرم‌افزاری استفاده می‌کنند تا دقت، دقت و سرعت بالایی را که بسیار فراتر از عملکرد انسانی است، فراهم کنند. تولد روبات‌های صنعتی اندکی پس از جنگ جهانی دوم اتفاق افتاد، زیرا ایالات متحده نیاز به روشی سریع‌تر برای تولید کالاهای صنعتی و مصرفی را دید.[109] سرووها، منطق دیجیتال و الکترونیک حالت جامد به مهندسان امکان ساخت سیستم‌های بهتر و سریع‌تری را می‌داد و با گذشت زمان این سیستم‌ها تا حدی بهبود یافتند که یک ربات قادر به کار 24 ساعته بدون تعمیر و نگهداری است. در سال 1997، 700000 ربات صنعتی در حال استفاده بود که این تعداد در سال 2017 به 1.8 میلیون رسیده است[110] در سال‌های اخیر، هوش مصنوعی (AI) با روباتیک نیز در ایجاد راه‌حل برچسب‌گذاری خودکار، با استفاده از بازوهای رباتیک به عنوان خودکار استفاده می‌شود. اعمال کننده برچسب، و هوش مصنوعی برای یادگیری و شناسایی محصولاتی که باید برچسب گذاری شوند.[111]

کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی
اتوماسیون صنعتی از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی در فرآیند تولید استفاده می کند. کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) از یک سیستم پردازشی استفاده می‌کنند که امکان تغییر در کنترل‌های ورودی و خروجی را با استفاده از برنامه‌نویسی ساده فراهم می‌کند. PLC ها از حافظه قابل برنامه ریزی استفاده می کنند، دستورالعمل ها و عملکردهایی مانند منطق، توالی، زمان بندی، شمارش و غیره را ذخیره می کنند. با استفاده از یک زبان مبتنی بر منطق، PLC می تواند ورودی های مختلفی را دریافت کند و خروجی های منطقی مختلفی را برگرداند، که دستگاه های ورودی حسگر هستند. و دستگاه های خروجی موتور، سوپاپ و غیره هستند. PLC ها مشابه کامپیوترها هستند، با این حال، در حالی که کامپیوترها برای محاسبات بهینه شده اند، PLC ها برای کارهای کنترلی و استفاده در محیط های صنعتی بهینه شده اند. آنها به گونه ای ساخته شده اند که فقط به دانش اولیه برنامه نویسی مبتنی بر منطق و کنترل ارتعاشات، دماهای بالا، رطوبت و نویز نیاز است. در

بزرگترین مزیت PLC ها انعطاف پذیری آنهاست. با همان کنترل‌کننده‌های اولیه، یک PLC می‌تواند طیف وسیعی از سیستم‌های کنترلی مختلف را راه‌اندازی کند. PLC ها سیم کشی مجدد یک سیستم را برای تغییر سیستم کنترل غیر ضروری می کنند. این انعطاف‌پذیری منجر به یک سیستم مقرون‌به‌صرفه برای سیستم‌های کنترل پیچیده و متنوع می‌شود.[112]

PLC ها می توانند از دستگاه های کوچک "ساختمان آجری" با ده ها ورودی/خروجی در محفظه یکپارچه پردازنده گرفته تا دستگاه های مدولار بزرگ رک با تعداد هزاران ورودی/خروجی، که اغلب به PLC های دیگر و شبکه متصل می شوند، باشد. سیستم های اسکادا

آنها را می توان برای آرایش های متعدد ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ (I/O)، دامنه دمایی گسترده، مصونیت در برابر نویز الکتریکی و مقاومت در برابر لرزش و ضربه طراحی کرد. برنامه های کنترل عملکرد ماشین معمولاً در حافظه باطری یا غیر فرار ذخیره می شوند.

PLC از صنعت خودروسازی در ایالات متحده آمریکا متولد شد. قبل از PLC، منطق اینترلاک کنترل، توالی و ایمنی برای تولید خودروها عمدتاً از رله ها، تایمرهای بادامک، ترتیب سنج درام و کنترلرهای حلقه بسته اختصاصی تشکیل شده بود. از آنجایی که تعداد آنها می تواند به صدها یا حتی هزاران برسد، فرآیند به روز رسانی چنین امکاناتی برای تغییر مدل سالانه بسیار زمان بر و پرهزینه بود، زیرا برقکاران باید به طور جداگانه رله ها را سیم کشی کنند تا ویژگی های عملیاتی آنها را تغییر دهند.

هنگامی که کامپیوترهای دیجیتال در دسترس قرار گرفتند، به عنوان دستگاه های قابل برنامه ریزی همه منظوره، به زودی برای کنترل منطق ترتیبی و ترکیبی در فرآیندهای صنعتی به کار رفتند. با این حال، این کامپیوترهای اولیه به برنامه نویسان متخصص و کنترل محیطی سختگیرانه برای دما، تمیزی و کیفیت برق نیاز داشتند. برای مقابله با این چالش ها، PLC با چندین ویژگی کلیدی توسعه داده شد. محیط طبقه مغازه را تحمل می کند، ورودی و خروجی گسسته (بیتی شکل) را به روشی به راحتی قابل توسعه پشتیبانی می کند، استفاده از آن به سال ها آموزش نیاز ندارد و اجازه می دهد عملکرد آن نظارت شود. از آنجایی که بسیاری از فرآیندهای صنعتی دارای مقیاس‌های زمانی هستند که به راحتی با زمان‌های پاسخ میلی‌ثانیه‌ای قابل بررسی است، الکترونیک مدرن (سریع، کوچک، قابل اعتماد) تا حد زیادی ساخت کنترل‌کننده‌های قابل اعتماد را تسهیل می‌کند و عملکرد را می‌توان با قابلیت اطمینان جایگزین کرد.[113]