اتوماسیون صنعتی /پروژه های پناپ(pnap)

پروژه های اتوماسیون صنعتی (Industrial automation projects)

یکی از پایه های اساسی پیاده سازی پروژه های اتوماسیون صنعتی در یک کارخانه ، پیاده سازی مانیتورینگ استاندارد و یکپارچه می باشد. در پیاده سازی SCADA ، به غیر از دانش مهارتی لازم ، تجربه و سلیقه نیز بسیار دخیل می باشد. یک مانیتورینگ صنعتی استاندارد می تواند کاربر را در عکس العمل صحیح و سریع نسبت به وقایعی که در فرآیند اتفاق می افتد یاری رساند.

خلاصه برخی از خدمات واحد فنی و مهندسی پناپ

هر ماشین یا دستگاه به عنوان جزئی از یک فرآیند صنعتی ، وظیفه ای را بر دوش دارد. عملکرد صحیح آن ماشین می تواند سرعت و کیفیت تولید را بالا ببرد. بنابراین هر ماشین به طور مجزا نیاز به اتوماسیون دارد. کاهش حجم تابلوی کنترل یک ماشین یا دستگاه ، استفاده از تجهیزاتی که در شرایط محیطی آلوده و پر مخاطره بتواند به طور صحیح عمل نماید ، انتخاب قطعاتی که امکان برقراری ارتباط با سیستم کنترل بالادست را داشته باشد و … از مواردی است که در اتوماسیون ماشین آلات می بایست رعایت گردد.

نصب و مونتاژ تابلوهای برق استاندارد شامل سخت افزار کنترلی و نیز تجهیزات قدرت ، برقراری ارتباط صحیح میان نرم افزار کنترلی/مانیتورینگ با تابلوهای کنترلی و نیز ارتباط آن دو با ماشین آلات فرآیند از مهمترین فعالیت های نصب و راه اندازی سیستم کنترل در پروژه های اتوماسیون صنعتی می باشد.

یک کارخانه در طی سالیان عملکرد خود ، نیاز به بهینه سازی تولید ، ارتقا سیستم کنترل بر اساس تجهیزات به روز ، افزایش سرعت و کیفیت تولید می باشد. بروزرسانی سیستم کنترل و برنامه نویسی PLC به مراتب فعالیتی تخصصی تر و سخت تر نسبت به راه اندازی سیستم کنترل می باشد. بروز رسانی شامل تعویض یا اصلاح سخت افزار کنترلی و نیز ارتقا نرم افزار کنترلی می باشد.

با توجه به تجربه فنی و فراوان شرکت پناپ در طراحی ، نصب و راه اندازی سیستم های کنترل و نیز استفاده از تجهیزات و قطعات مختلف از برندهای مطرح دنیا ، یکی از فعالیت های ما مشاوره در طراحی و انتخاب سیستم کنترل و نیز خدمات تخصصی در حوزه ی تعمیر و نگهداری تجهیزات می باشد.

در پیاده سازی اتوماسیون صنعتی بر روی یک خط تولید ، طراحی سیستم کنترل می باشد بدین معنا که با توجه به نیاز آن فرآیند و خواسته های کارفرما می بایست سخت افزار و نرم افزار مورد نیاز برآورد شده و ارتباط بین آن ها طراحی گردد.

تابلو کنترل استاندارد ، محلی برای نصب تجهیزات کنترلی از جمله PLC ، HMI ، POWER SUPPLY و… می باشد. انتخاب صحیح متریال مناسب برای تابلوها ، نحوه ی مونتاژ استاندارد قطعات ، رعایت نکات مربوط به شرایط محیط صنعتی ، در نظر گرفتن تهویه مناسب ، رعایت سیستم ارت و اتصال به زمین ، نحوه ی صحیح وایرینگ ، لیبل گذاری و شماره گذاری صحیح و استاندارد و… از مواردی است که در تولید تابلوهای کنترلی می بایست رعایت گردد.

کنترل کننده منطقی برنامه پذیر یا همان پی ال سی PLC به عنوان مغز پردازشگر یک فرآیند صنعتی یا یک کارخانه می بایست توسط نیروی متخصص و باتجربه برنامه نویسی شود. هر گونه حالت طبیعی یا خاص که در یک فرآیند صنعتی رخ می دهد می بایست در عملیات برنامه نویسی PLC در پروژه های اتوماسیون صنعتی پیش بینی شود. تجربه و تخصص فنی کارشناسان شرکت پناپ این امکان را فراهم میکند که هر گونه پی ال سی PLC معتبر دنیا را بتوان برنامه نویسی و راه اندازی نمود.

برخی پروژه های اتوماسیون صنعتی انجام شده

جایگاه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در خطوط تولید

سیستم اتوماسیون یکپارچه، یک کارخانه را مجهز به آخرین تکنولوژی روز دنیا نموده و این ساختار یکپارچه سبب افزایش راندمان تولید، افزایش کیفیت محصول، کاهش قیمت تمام شده و همچنین کاهش مصرف انرژی می‌شود. این سیستم شامل مجموعه‌ای از نرم‌افزارها، سخت‌افزارها، ادوات ابزار دقیق و تجهیزاتی است که در کنار هم مجتمع گردیده و متناسب با ماشین‌آلات کارخانه، سیستم کنترل جامعی را برای فرآیند تولید فراهم می‌ کند.
به زبان ساده اگر بخواهیم بیان کنیم، اتوماسیون صنعتی در حکم روح و جانی است که در جسم و کالبد کارخانه دمیده می‌شود. ماشین‌آلات، تجهیزات و دستگاه‌های کارخانه به خودی خود قابلیت عملکرد را ندارد بنابراین نیازمند سیستمی ‌می‌باشند که تمام اجزای آن را کنترل و هدایت نماید.

مزایای اتوماسیون صنعتی در خطوط تولید

  • پایین آوردن هزینه های تولید

اتوماسیون صنعتی مزایای بی شماری دارد به عنوان مثال هزینه های نیروی کار را کاهش داده و باعث افزایش بهره وری تولید و کاهش خطاهای انسانی می شود.

  • افزایش بهره وری در تولید

بطور کلی بسیاری از کارخانجات، صدها نیروی کار را برای بالا بردن تولید خود استخدام میکنند که به صورت چند شیفت مشغول به کار هستند و برنامه این است که کارخانه تعطیلی نداشته باشد. با این وجود به دلیل تعطیلات یا خرابی خط کارخانه تعطیل می شود اما با پای کار آمدن سیستم های اتوماسیون صنعتی ، تولیدات بدون تعطیلی و 24 ساعته و 7 روز هفته 365 روز از سال به صورت خودکار انجام شده و این امر باعث افزایش بهره وری شرکت می شود.

  • افزایش کیفیت تولید

“انسان جایز الخطاست” این ضرب المثل بیانگر این است که نیروی انسانی همیشه احتمال خطا دارد و این امر اجتناب ناپذیر است در صوتی که خطای کامپیوتر نزدیک به صفر است که موجب افزایش کیفیت و تولید محصولات می شود.

  • افزایش انعطاف پذیری

اضافه کردن مراحل مختلف در خط تولید نیازمند آموزش یا استخدام نیروی کار متخصص است، اما در اتوماسیون صنعتی برخلاف نیروی کار انسانی نیاز به آموزش و استخدام ندارد.

  • افزایش دقت در اطلاعات مانیتورینگ

اضافه کردن سیستم های جمع آوری اتوماتیک دیتا از خط تولید موجب می شود دقت و صحت اطلاعات دریافتی بالا برود و خطای احتمالی در اطلاعات کاهش یابد و همچنین هزینه های جمع اطلاعات نیز به شدت کاهش می باید. این عوامل به شما کمک میکند تا هدر رفت خط تولید را کاهش داده و در نتیجه سود نهایی کارخانه را افزایش دهید.

  • افزایش امنیت حین انجام کار

اتوماسیون صنعتی می تواند باعث افزایش امنیت حین کار برای نیروی کار در خط تولید کارخانه شود.

پروژه های اتوماسیون صنعتی

معرفی 36 گام تا اجرای پروژه های اتوماسیون صنعتی

لیست قیمت لوگو !۸ زیمنس و ماژول های افزاینده
لیست قیمت لوگو !۸ زیمنس و ماژول های افزاینده

مراحل اجرای پروژه های اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی در یک کارخانه یا یک فرآیند صنعتی می تواند شامل مراحل مختلفی باشد. از جمله طراحی ، تامین کالا ، برنامه نویسی ، راه اندازی و …

در این مقاله میخواهیم تجربه 15 ساله خودمون رو در زمینه انجام پروژه های اتوماسیون صنعتی به اشتراک بگذاریم. جامعه هدف اتوماسیون صنعتی تمامی صنایع هستند و نمی توان صنعتی را نام برد که نیازمند اتوماسیون صنعتی نباشد. در واقع بقا و ثبات یک صنعت نیازمند پیاده سازی و ارتقا سیستم های اتوماسیون صنعتی در آن کارخانه می باشد.

پروژه های اتوماسیون صنعتی از صفر تا صد شامل 36 مرحله است. سعی کرده ایم این 36 مرحله با دیدگاه کاملا عملیاتی و منطبق بر استاندارد های روز تبیین نماییم. مراحلی که نتیجه طراحی و اجرای چند صد پروژه اتوماسیون صنعتی میباشد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

1) دریافت درخواست مشتری

اولین مرحله در انجام پروژه های اتوماسیون صنعتی، دریافت درخواست مشتری است. چرا که نیاز باید وجود داشته باشد تا بتوان با راه حل مناسب مهندسی آن نیاز را مرتفع ساخت. قبل از این مرحله، مراحل بازاریابی و جذب مشتری وجود دارد که با توجه به اینکه تمرکز این مقاله بر روی خدمات فنی و مهندسی می باشد لذا از ذکر مرحله بازاریابی صرف نظر شده است.

بگذارید ابتدا گستره مشتریان را با هم بررسی کنیم. میدانیم که تمامی صنایع نیازمند اتوماسیون صنعتی هستند. اما اگر بخواهیم تعدادی از آن ها را نام ببریم می توانیم به لیست ذیل اشاره داشته باشیم:

مشتری (کارفرما) درخواست خود را به شرکت های ارائه دهنده خدمات اتوماسیون صنعتی (پیمانکار) ارائه می دهد که با روش های مختلفی امکان پذیر است.

  • تماس تلفنی

  • شرکت در نمایشگاه

  • ثبت درخواست در سایت

  • جلسه حضوری

  • اعلام مناقصات

2) مشاوره و ارزیابی های اولیه

در این مرحله کارفرما و پیمانکار با هم لینک شده اند و می بایست یک سری اطلاعات اولیه از پروژه مد نظر کارفرما به دست پیمانکار برسد. پیمانکار نیز بر اساس دانش و تجربه خود سعی میکند که کارفرما را برای رسیدن به هدف خود راهنمایی کند.

فرض کنید که یک کارخانه نخریسی نیازمند سیستمی است که بتواند کشش نخ را رول های کششی خود کنترل نماید.

هدف کارفرما چیست؟ من نیازمند تولید نخ با کیفیت هستم. من نیازمند کاهش حداکثری ضایعات و پاره شدگی نخ هستم. من نیازمند حداقل یک تن نخ در روز هستم. من نیازمند سیستمی هستم که انرژی مصرفی کارخانه من را تا حد امکان کاهش دهد.

مشاوره و راهنمایی پیمانکار چیست؟ شما می بایست برای حرکت رول های کششی از سروموتور استفاده کنید. شما می بایست یک سیستم کنترل مرکزی توسط PLC ها داشته باشید. شما میبایست سیستم مانیتورینگ از طریق یک کامپیوتر صنعتی به عنوان سرور و 3 عدد HMI داشته باشید.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

در قالب مثال فوق ملاحظه گردید یک پیمانکار باتجربه می تواند ابزارهای نرم افزاری و سخت افزاری به کارفرمای خود پیشنهاد کند تا دغدغه ها و نیازهای فرآیندی کارفرما را مرتفع سازد. در راس این ابزارها، دانش و تجربه مهندسی در طراحی یک سیستم کنترل یکپارچه و کارآمد است که نیاز نهایی کارفرما را پوشش می دهد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

البته قبل از اینکه پیمانکار اتوماسیون صنعتی بتواند مشاوره دقیقی را ارائه دهد می بایست اطلاعات مفیدی را از فرآیند یا کارخانه در دست داشته باشد. این اطلاعات را می بایست کارفرما قبل از مشاوره و برآوردی به پیمانکار تحویل دهد. مستندات و مدارک اولیه پروژه همین اطلاعات نام برده هستند که در ذیل بخشی از آن ها معرفی شده اند:

  • نقشه فلو پروسه Flow Diagram (PFD)

  • نقشه های P&ID

  • لیست موتورها

  • لیست سنسورها و ابزاردقیق

  • لیست شیرها و عملگرها

  • و …

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

3) بازدید حضوری

پس از آن که اطلاعات و مستندات اولیه از فرآیند به دست پیمانکار رسید نوبت آن است که پیمانکار به صورت حضوری از خط تولید و ماشین آلات بازدید داشته باشد. چرا که هر چقدر مستندات به صورت مرتب و شفاف باشد و نیز هر چقدر که کارفرما توانسته باشد نیاز خود را توصیف کرده باشد.

ولی باز هم پیمانکار قبل از هر اقدام عملی برای انجام پروژه می بایست کارشناسان فنی خود را به محل کارخانه اعزام کرده و بازدید به عمل می‌آورد و اطلاعات میدانی را جمع آوری کند. چراکه یک پیمانکار اتوماسیون صنعتی بر حسب تجربه ، زاویه دید خاص خودش را خواهد داشت.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

4) طراحی معماری سیستم کنترل و ارائه پیشنهاد فنی

در این مرحله به نقطه ای رسیده‌ایم که اطلاعات کافی فنی و محیطی از فرآیند و کارخانه را داریم. بنابراین پیمانکار (شرکت فنی و مهندسی) می تواند یک پیشنهاد فنی مناسب با نیاز کارفرما ارائه کند. پارامترهایی که در انتخاب قطعات و معماری سیستم کنترل موثر است:

  • نوع فرآیند و روند کاری آن

  • درخواست و نیاز کارفرما

  • تجربه فنی پیمانکار

  • موجودی بازار داخلی

  • امکان واردات قطعات

  • و …

معماری سیستم کنترل بیانگر نوع و تعداد قطعات اتوماسیون صنعتی ، نحوه ارتباط آن ها با هم ، نوع و تعداد شبکه های صنعتی و … می باشد. در پیشنهاد فنی مد نظر به غیر از معماری سیستم کنترل ، نحوه ی ارتباط سیستم کنترل با عملگرهای فرآیند مثل موتورها ، ولوها ، ابزاردقیق نیز ذکر می گردد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

کارفرما با مطالعه پیشنهاد فنی می تواند دیدگاه بهتری نسبت به سیستم اتوماسیون مورد نیاز خود بدست آورد. با نظر کارفرما می تواند این پیشنهاد فنی مورد ویرایش قرار بگیرد و یا اینکه نسخه اولیه آن به تایید ایشان برسد و می توان به مرحله بعدی قدم گذاشت. لذا تایید کارفرما در این مرحله می بایست لحاظ گردد.

5) ارائه برنامه زمان‌بندی و پیشنهاد مالی

تعامل بین کارفرما و پیمانکار در این مرحله بدین صورت خواهد بود که بر حسب ضرورت کارفرما و نیز میزان مشغله پیمانکار ، یک برنامه زمانی مشخص و دقیق جهت شروع پروژه و برنامه ریزی مراحل بعدی پروژه مورد تصویب طرفین قرار میگیرد. اما قبل از آن می بایست طرفین بر روی مسائل مالی پروژه توافق کنند. مبلغ پروژه های اتوماسیون صنعتی شامل موارد ذیل می باشد:

  • هزینه قطعات مثل : PLC ، ماژول ها ، تابلو کنترل و قدرت ، قطعات low voltage ، لوازم مونتاژ تابلو ، درایو و سافت استارت ، HMI و …

  • هزینه برنامه نویسی سیستم کنترل و مانیتورینگ

  • هزینه مونتاژ تابلوهای کنترل و قدرت (MCC ، Incoming و…)

  • هزینه طراحی و مستندسازی

  • هزینه حمل و نقل

  • هزینه آموزش

  • هزینه FAT

  • هزینه SAT

  • هزینه راه اندازی پروژه های اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

6) عقد قرارداد و دریافت پیش پرداخت

قرارداد میان کارفرما و پیمانکار بیانگر تمام جزییات فنی و نیز حقوقی است که از شروع پروژه تا پایان آن می بایست ملاک عمل طرفین قرار گیرد. ار مهمترین مواردی که در یک قرارداد پروژه ذکر می گردد موارد ذیل می باشد :

  • مشخصات کامل طرفین معامله

  • مبلغ پروژه

  • نحوه ی پرداخت

  • تضمین هایی که پیمانکار می بایست نزد کارفرما بگذارد

  • شرح وظایف طرفین

  • شرح و مفاد پروژه

  • نحوه‌ی داوری در زمان ایجاد اختلاف

  • شرایط فسخ قرارداد

  • تاریخ شروع و پایان پروژه

  • و …

پرداخت پیش پرداخت توافق شده توسط کارفرما به منزله شروع رسمی قرارداد خواهد بود و از آن پس عملیات اجرایی پروژه آغاز خواهد شد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

7) دریافت لاجیک سیستم کنترل از کارفرما

هر فرآیندی برای اینکه روند خود را به درستی انجام دهد نیازمند منطق و قانونی برای اجرا می باشد. این منطق مشخص کننده نقطه شروع و نقطه پایان فرآیند است. مشخص کننده عملکرد هر کدام از عملگرها می باشد. فیدبک سنسورها چگونه بر روی عمل موتورها ، ولوها ، بازوهای هیدرولیک و پنیوماتیک و … اثر میگذارد تا اینکه فرآیند مد نظر به خوبی و به درستی کار خود را انجام دهد.

به مجموعه شرح وظایف اجزای فرآیند و نیز ارتباطات آن ها که در انتها روند صفر تا صد پروسه را تبیین می کند، لاجیک یا منطق سیستم کنترل گفته می شود.

معمولا کارفرما در مجموعه خود مهندسین مسلط به فرآیند خود را دارد که بتوانند لاجیک مدنظر را بنویسند. و یا اینکه پیمانکار ماشین ساز به عنوان سازنده دستگاه ها و ماشین آلات فرآیند، لاجیک را در اختیار کارفرما قرار می دهد. حالت سومی نیز وجود دارد بدین صورت که پیمانکار اتوماسیون با توجه به تجربه خود در زمینه راه اندزای و اتوماسیون فرآیندهای مشابه، کارفرما را در نوشتن متن لاجیک کمک میکند. البته لازم به ذکر است نوشتن لاجیک در شرح وظایف پیمانکار نمی باشد و تایید کارفرما بر لاجیک استخراج شده به منظور ادامه اجرای پروژه توسط پیمانکار، الزامی می باشد.

لاجیک فرآیند را چه کسی تهیه می کند؟

  • کارفرما و مهندسین وی

  • پیمانکار ماشین ساز

  • پیمانکار اتوماسیون (در وظیفه اش نیست)

8) طراحی و ارائه طرح تفصیلی سیستم کنترل

پس از تهیه لاجیک و تایید کارفرما ، نوبت آن می رسد که پیمانکار طرح پیشنهادی سیستم کنترل را با توجه به تمام جزییات جمع آوری شده، تکمیل کند و به تفصیل، طرح نهایی را تکمیل کرده و مبنای اجرای پروژه قرار دهد.

9) تهیه و طراحی مستندات پروژه

قبل از هر اقدامی می بایست مستندات پروژه به طور دقیق طراحی و تهیه گردد. این مستندات مبنای تمامی طراحی های بعدی خواهد بود. در واقع در این مرحله یک پل ارتباطی میان اطلاعات و مستندات تحویلی کارفرما با تمامی طراحی های بعدی پیمانکار برقرار خواهد شد. مستندات مد نظر شامل اطلاعات استخراج شده از مستندات کارفرما می باشد که به صورت منظم و استاندارد جمع آوری می گردد. از جمله این مستندات می توان به موارد ذیل اشاره نمود.

  • لیست ورودی خروجی های پروسه IO List

  • لیست موتورها Motor List

  • لیست ولوها Valve List

  • لیست کابل ها Cable List

  • منطق فرآیند Process Logic

  • لیست تجهیزات ابزادقیق Instrument List

  • لیست قطعات مورد نیاز پروژه MTO

مبنای تمامی طراحی های این مرحله و تهیه مستندات، نقشه فلو پروسه (PFD) می باشد که در مرحله 2 توسط کارفرما به پیمانکار تحویل شده است.

10) طراحی تابلوهای مورد نیاز پروژه

تابلوهای برق به عنوان مرکز پویا و قلب تپنده برق یک کارخانه محسوب میشود. همانطور که میدانیم تابلوهای برق برای یک کارخانه شامل چند دسته و مدل می شوند. از برق ورودی بعد از ترانس 20 کیلو ولت گرفته تا ترمینال های 24 ولت تغذیه سنسورها همگی جزو طراحی تابلوهای برق فرآیند قرار می گیرند.

دسته بندی انواع تابلوهای برق یک کارخانه

  • تابلوهای ورودی برق Incoming Panels

  • تابلوهای کنترل PLC Panels

  • تابلوهای مارشالینگ Marshaling Panels

  • تابلوهای توزیع مصرف کننده های سه فاز و تکفاز Distributer Panels

  • تابلوهای اصلاح ضریب توان یا بانک خازن Capacitor Panels

  • تابلوهای توزیع روشنایی Lighting Panels

  • تابلوهای قدرت موتورها MCC Panels

  • و …

بر اساس مستندات بند قبلی، می بایست نقشه الکتریکی فرآیند طراحی گردد. نقشه های الکتریکی تابلو برق ها در بردارنده تمام ارتباطات و مدارهای الکتریکی از صفرتا صد یک کارخانه می باشد. به عنوان مثال نحوه‌ی ارتباط الکتریکی سنسورها با ماژول های ورودی دیجیتال و آنالوگ، و یا نحوه ی تامین تغذیه سه فاز موتورهای الکتریکی از شینه های سه فاز گرفته تا سر تخته کلم موتور. این نقشه ها از طریق نرم‌افزارهای eplan، AutoCad و یا AutoCad Electrical طراحی میشود.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

در این مرحله می بایست تابلوهای مورد نیاز پروسه را طراحی نماییم. این تابلو ها در دو نوع سلولی ایستاده و دیواری معمولا استفاده می شوند که البته مدل دیواری فقط در پروسه های کوچک استفاده می گردد. طراحی تابلوها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است چراکه یک طراحی صحیح و مهندسی می تواند از افزایش ایمنی تابلوها و نیز طول عمر آن ها نقش بسزایی داشته باشد. طراحی چیدمان و layout تابلوهای برق معمولا بوسیله نرم افزار AutoCad انجام میشود.

طراحی تابلو کنترل (Panel Layout) شامل چه مواردی است

  • چیدمان قطعات اتوماسیون

  • چیدمان قطعات قدرت

  • جانمایی مقره ها و شین ها

  • چیدمان و اندازه داکت کشی ها

  • چیدمان ترمینال های فرمان و قدرت

  • چیدمان دقیق سینی ها و درب تابلو

  • و …

11) تامین قطعات مورد نیاز پروژه

در این مرحله می بایست  بر اساس MTO جمع آوری شده در مرحله 9،  اقدام به تامین قطعات مورد نیاز پروژه شود. از آنجاییکه اقلام اصلی پروژه های اتوماسیون صنعتی ساخت کمپانی های خارجی می باشد لذا تامین این کالاها یا از منابع داخلی و یا از از منابع خارجی در قالب واردات انجام خواهد شد. اقلامی مثل PLC و ماژول هایش، درایو و سافت استارت، منابع تغذیه، کلید های اتومات و هوایی و … از این دست می باشند. همچنین اقلامی چون فریم تابلوها، شینه های مسی، داکت و ریل، ترمینال و … از دسته اقلامی هستند که تولید کنندگان قدرتمند ایرانی این ها را تولید می کنند.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

12) ساخت فریم تابلوها

فریم تابلوها بر اساس نوع سولی و یا دیواری و نیز بر اساس اندازه و فضای اتاق برق کارخانه، همچنین طراحی های انجام شده در بخش 10، سفارش و ساخته خواهد شد. معمولا یک شرکت اتوماسیون صنعتی که به طور حرفه ای بر روی این موضوع تمرکز دارد؛ فریم تابلوهای خود را برون سپاری کرده و از سازنده های تابلو برق داخلی و گاها کمپانی های معتبر خارجی تهیه و تامین خواهد شد.

13) مونتاژ تابلوها

حال نوبت به آن می رسد که اولین قدم عملیاتی برای اجرای اتوماسیون صنعتی برداشته شود. بر اساس نقشه های طراحی شده در مرحله 10، عملیات ساخت، مونتاژ و وایرینگ تابلوها در این مرحله انجام خواهد شد.

مراحل مونتاژ تابلوها

  • حمل و تحویل فریم تابلوها در محل کارگاه پیمانکار اتوماسیون

  • اندازه گذاری سینی و درب تابلو بر اساس نقشه Layout

  • برش و نصب داکت ها و ریل ها

  • نصب تمامی قطعات سینی ها و درب تابلو

  • وایرینگ قدرت

  • وایرینگ فرمان

  • مرتب سازی و فرم کاری ها

اتوماسیون صنعتی /مقالات پناپ(pnap)

14) برنامه نویسی سیستم کنترل و مانیتورینگ

در این مرحله تیم برنامه نویسی پیمانکار اقدام به برنامه نویسی PLC و نیز برنامه نویسی مانیتورینگ خواهند کرد. همان طور که میدانیم هر کمپانی تولید کننده قطعات اتوماسیون صنعتی دارای یک نرم افزار خاص خود نیز میباشد. جدیدترین نرم افزار کمپانی زیمنس برای انجام این کار نرم افزار تیاپورتال می باشد که شامل دو بخش اصلی برای PLC و برای مانیتورینگ می باشد.

بر اساس مستندات مراحل قبل عملیات برنامه نویسی انجام میشود. مهم ترین مراحل برنامه نویسی PLC به صورت ذیل می باشد:

  • تعریف و پیکربندی سخت افزار

  • تعریف و پیکربندی ارتباطات شبکه

  • تعریف سمبل ها و Tagها

  • نوشتن زیرتوابع برای عملکرد قسمت های مختلف پروسه

  • نوشتن توابع اصلی

  • برقراری ارتباط صحیح میان توابع

  • لحاظ کردن شرایط خاص و اضطراری پروسه در برنامه

  • تست و شبیه سازی برنامه در محیط Simulation

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

مهم ترین مراحل برنامه نویسی مانیتورینگ

  • تعریف و پیکربندی سخت افزار

  • تعریف ارتباطات شبکه میان HMI/PC با PLC

  • طراحی اجزای گرافیکی پروسه

  • تعریف Tag های واسط با PLC و دیگر تجهیزات تحت شبکه

  • تعریف سطح دسترسی ها

  • تعریف و طراحی آلارم های پروسه

  • تست و شبیه سازی برنامه در محیط Simulation

15) تست FAT

همانطور که از نام این مرحله مشخص است قرار است که یک سری تست هایی را بر روی پروژه انجام دهیم. FAT یا Factory Acceptance Test اشاره به تست هایی دارد که قبل از حضور در محل کارفرما و کارخانه می بایست بر روی سیستم کنترل انجام گردد. بدین صورت که با حضور نماینده فنی کارفرما در محل پیمانکار، تابلو کنترل و قدرت و نیز نرم افزار PLC و مانیتورینگ به صورت شبه واقعی مورد تست و آزمایش عملکرد قرار می گیرند.

چک کردن آدرس ورودی و خروجی ها، شماتیک مانیتورینگ، عملکرد حالت دستی و اتومات برنامه از جمله مواردی است که در آزمون FAT انجام می‌شود. در پایان این آزمون اگر نقطه نظرات اصلاحی مد نظر کارفرما بود به پیمانکار اعلام میشود و تیم برنامه نویسی، این اصلاحیات را در برنامه لحاظ خواهند نمود.

اگر در همین جلسه کارفرما برنامه ها را تایید نمود که کتبا به پیمانکار اعلام میکند وگرنه در جلسه ای دیگر که اصلاحات مدنظر ایشان انجام میشود، دوباره آزمون FAT انجام شده و سپس کارفرما تایید کتبی انجام می دهد و سپس مرحله بعدی پروژه می تواند انجام گردد.

16) حمل تابلو به محل مشتری

تابلوهای پروژه به عنوان سخت افزار پروژه اتوماسیون صنعتی محسوب میشود. لذا پس از اطمینان از صحت آن و تست های سخت افزاری و نرم افزاری برنامه، می بایست این تابلوها به محل سایت (کارخانه) حمل شوند.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

17) نصب فیزیکی تابلوها

محل نصب تابلوهای برق در هر کارخانه در محل اتاق برق می باشد. قبل از انتقال تابلوها به کارخانه می بایست طبق استاندارد و نیز نظر پیمانکار اتوماسیون، اتاق برق در بهترین و در دسترس ترین نقطه در کارخانه تعبیه گردد. تابلوها در اتاق برق قرار گرفته و در محل نصب جانمایی می شوند.

اتوماسیون صنعتی /مقالات پناپ(pnap)

18) نصب تجهیزات ابزاردقیق

تجهیزات ابزاردقیق پروژه مثل سنسورهای دیجیتال، ترانسمیترها، اندازه گیرها، ایندیکیتورها و دتکتورها و … می بایست در محل مخصوص خود بر اساس نقشه PFD و نیز P&ID در کازخانه نصب گردند.

از جمله قطعات ابزاردقیق

  • سنسورهای مجاورتی (خازنی ، القایی ، میکروسوئیچ و …)

  • ترانسمیترهای سطح LT

  • ترانسمیترهای فشار PT

  • ترانسمیترهای دبی FT

  • ترانسمیترهای دما TT

  • گیج ها

  • محرک های I to P شیرهای تناسبی

  • و …

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

19) اجرای سینی کشی ، لوله کاندوئیت و کابل کشی

نوبت آن می رسد که مسیرهای کابل کشی مشخص گردند. سینی ها و لوله های کاندوئیت و فلکسی نصب شوند و کابل های فرمان و قدرت کشیده شوند.

کابل ها به عنوان انتقال دهنده سیگنال های ابزاردقیق، تغذیه قطعات، پاور موتورها و عملگرها و … مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین عدم انتخاب صحیح کابل ها، عدم نصب صحیح در سینی های کابل، عدم هدایت صحیح کابل از لوله کاندوئیت و لوله فلکسی و عدم رعایت تمام نکات و جزییات کابل کشی صنعتی، می تواند در طولانی مدت منجر به خسارت های شدیدی بر روی تجهیزات و نیز خسارت های جانی به پرسنل گردد.

عملیات کابل کشی بر اساس مستندات Cable List انجام میشود.

20) عملیات تست صحت کابل ها

پس از پایان عملیات کابل کشی و قبل از اتصال قطعی کابل ها (سربندی) به زیر ترمینال های تابلو و نیز سربندی به تجهیزات پروسس، می بایست صحت کابل ها چک گردد. چراکه اگر ایرادی در کابل ها وجود داشته باشد؛ پس از برقدار کردن کابل ها، منجر به خسارتهای شدیدی خواهد شد.

از مهمترین تست هایی که بر روی کابل ها انجام میشود :

  • Loop Check
  • Phone Check
  • Megger Test

21) سربندی تابلوها و ادوات ابزاردقیق

حال زمان آن رسیده که اتصال کابل ها از هر دو طرف انجام شود. طرف اول زیر ترمینال های تابلوها و طرف دوم اتصال به تجهیزات عملگر و ابزاردقیق می باشد. نحوه ی سرسیم زدن صحیح، تگ گذاری و لیبل گذاری صحیح، عدم مجروح کردن کابل، استفاده از گلندهای مناسب، اندازه گذاری صحیح کابل جهت برش، اتصال محکم سیم ها به ترمینال و اتصالات الکتریکی و … از مهمترین پارامترهای قابل ملاحظه در عملیات سربندی کابل ها می باشد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

22) کالیبراسیون تجهیزات ابزاردقیق

در این مرحله می بایست تنظیمات اولیه ترانسیمترها و عملگرها انجام شود؛ همچنین بوسیله تجهیزات کالیبراتور، عملیات کالیبراسیون آن ها صورت پذیرد تا اینکه تجهیزات ابزاردقیق در واقع با سیال و محصول فرآیند هماهنگ شده و نقاط هدف پروسه در تجهیزات ابزاردقیق تنظیم گردد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

23) برقدار کردن سیستم و تابلوها

حال زمان آن میرسد که برق اصلی تابلو Incoming وصل گردد. سپس ON شدن کلید اتومات و یا کلید هوایی اصلی تابلو، تابلوهای دیگر نیز برقدار میشوند. به نوبت کلید های اتومات تابلوهای دیگر نیز ON میشود و میتوان تجهیزات مختلف مثل منابع تغذیه، HMI ،PLC، کلیدهای حرارتی و … را روشن نمود.

articles-stages-industrial-automation-projects-run-pnap

24) نصب سرورها| سیستم های مانیتورینگ| انتقال برنامه به PLC و SCADA

کامپیوترهای صنعتی که به عنوان سرور و کلاینت مجموعه اتوماسیون صنعتی هستند می بایست در محل مناسب خود داخل رک نصب شود. رک سرورها باید داخل اتاق کنترل و مانیتورینگ نصب گردد.

میز مانیتورینگ مجهیز به مانیتورهای مربوطه میشود و محل استقرار اپراتورهای فرآیند مشخص می گردد. تیم مهندسی پیمانکار نیز در موقتا دراتاق مانیتورینگ مستقر می شوند و سیستم های کامپیوتری مرتبط با پروژه اتوماسیون را نصب و راه اندازی میکنند.

از دیگر فعالیت های این مرحله بارگذاری برنامه کنترل و مانیتورینگ بر روی PLC و سیستم های مانیتورینگ (HMI/PC) می باشد.

همانطور که می دانیم پروژه های اتوماسیون صنعتی شامل دو قسمت نرم افزاری و سخت افزاری است. قسمت سخت افزاری در مرحله 17 انجام شده است و نصب و راه‌اندازی قسمت نرم افزاری نیز در این مرحله انجام میشود.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

25) تست سرد خط تولید

به مرحله ای رسیدیم که اول فرمان ها به پروسه کارخانه اعمال می شود. تست سرد به معنای راه اندازی تک تک هر کدام از ادوات و قطعات اتوماسیون صنعتی در حالت بدون بار می باشد.

فرض کنید یک میکسر در پروسه داریم که یک موتور سه فاز وظیفه به حرکت در آوردن آن را دارد. تست سرد این میکسر چگونه است؟

  • ابتدا می بایست کلید های قدرت این موتور را OFF کنیم

  • سپس از طریق PLC به خروجی مربوط به موتور فرمان دهیم

  • اگر کنتاکتور و یا درایو مربوطه فرمان گرفت بدین معناست که مسیر فرمان صحیح است

  • سپس از بی بار بودن میکسر اطمینان حاصل میکنیم 

  • حال می بایست کلیدهای قدرت سر راه این موتور را روی حالت ON بگذاریم (فیوز ، کلید اتومات ، کلید حرارتی و …)

  • سپس دوباره از طریق PLC به خروجی مربوط به موتور فرمان دهیم

  • حال باید موتور روشن شود

  • اگر جهت دور موتور برعکس بود ، مدار برقی را برای جهت دور صحیح اصلاح میکنیم

  • بدین صورت تست سرد موتور میکسر انجام شده است.

همچنین برای شیربرقی ها ، ترانسمیترها ، سنسورها ، جک ها و … نیز این تست سرد انجام میشود و چک لیست آن تکمیل می گردد.

نتیجه تست سرد، اطمینان از کابل کشی، اطمینان از وایرینگ داخلی تابلو، اطمینان از آدرس دهی صحیح PLC و اطمینان از صحت عملکرد سنسورها و عملگرها میباشد.

در نگاهی دیگر صحت نتایج تست سرد به معنای صحت هماهنگی و سنکرون شدن نرم افزار و سخت افزار پروژه اتوماسیون می باشد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

26) لوپ تیونینگ و تنظیمات اولیه

بعد اینکه از هماهنگی کامل سخت افزار و نرم افزار پروژه اطمینان حاصل کردیم می توان تنظیمات اولیه پروسه را انجام داد. اهم این تنظیمات عبارتند از :

  • تنظیم set point لوپ های PID

  • تنظیم set point و هیسترزیس لوپ های دیجیتال

  • عملیات Auto Tuning برای لوپ های PID

  • تنظیم مقادیر P ، I و  D

  • تنظیمات جریان کلید های حرارتی ، اتومات ، هوایی و …

  • تنظیمات درایوها و سافت استارت ها

  • وارد کردن تنظیمات زمان و مقدار پروسه به سیستم مانیتورینگ

  • و …

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

27) تست گرم بدون محصول

فرآیند اتوماتیک در مرحله تست گرم مورد تست و اجرا قرار میگیرد. معمولا برنامه های کنترلی یک پروژه اتوماسیون صنعتی به دو قسمت Manual و Automatic تقسیم بندی می شود. قسمت Manual پروژه در مرحله 25 مورد ارزیابی قرار گرفته است. و قسمت Automatic در این مرحله تست می شود.

تست گرم بدون محصول بدین معناست که برنامه کنترلی از صفر تا صد اجرا میگردد. اما در خط تولید هیچ سیال یا محصولی وجود ندارد. البته می توان به جای سیال اصلی از آب در خط تولید استفاده کرد که شرایط واقعی تر لحاظ گردد و سنسورها بتوانند فیدبک های نزدیک به واقعیت را ارسال کنند.

در این مرحله می توان ایرادات برنامه اتومات را شناسایی نمود و اصلاحیه های آن را در برنامه لحاظ کرد. همچنین می توان عملکرد ماشین‌آلات و دستگاه های خط تولید را مشاهده کرده و و ایرادات و اصلاحیات مکانیکی و الکتریکی را مشخص نموده و اقدام به رفع این ایرادات نماییم.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

28) تست گرم با محصول

در این مرحله می توان با خیال راحت تری پروسه اتومات را در شرایط واقعی راه اندازی نمود. شرایط واقعی بدین معنا که محصول واقعی در فرآیند جاری می شود. تولید را می توان انجام داد. البته که با نظارت دقیق و آمادگی برای هر واکنش سریع.

این واقعیت را باید بپذیریم که اصلاحات در برنامه کنترلی و مانیتورینگ تا لحظه آخری که تیم پیمانکار اتوماسیون از درب کارخانه خارج می شوند، وجود دارد. چراکه هنگامیکه در شرایط کاملا واقعی و با حضور محصول واقعی می خواهیم پروسه را مورد اجرا قرار دهیم، حتما نکاتی جهت بهبود، اصلاح و رفع عیب موارد جزیی یا کلی وجود دارد که می بایست بر روی برنامه عمل گردد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

29) تست SAT (تحویل موقت)

هنگامیکه عملکرد کامل و صحیح سیستم کنترل برای پیمانکار محرز گردید وقت آن است که سیستم کنترل را به کارفرما تحویل نماییم. آزمون SAT (Site Acceptance Test) بدین معناست که سیستم کنترل نهایی را بعد از آن که در کارخانه (سایت) نصب گردید و راه اندازی شد؛ به کارفرما تحویل داده شود.

در این مرحله کارفرما خواسته های خود از سیستم کنترل را به طور دقیق بررسی میکند. و محصول نهایی خط را نیز مشاهده و ارزیابی میکند. اگر مورد رضایت کامل باشد؛  تاییدیه نهایی را به پیمانکار می دهد. وگرنه به طور مکتوب نقطه نظرات خود را به پیمانکار اعلام میکند تا اینکه اصلاحیات نهایی انجام شود.

30) آموزش پرسنل

پرسنل و نیروی فنی کارفرما می بایست سیستم کنترل را از پیمانکار تحویل بگیرند؛ لذا می بایست آشنایی و آموزش لازم جهت بهره برداری از سیستم را کسب کنند.

این آموزش اولیه توسط پیمانکار صورت خواهد پذیرفت. پرسنل کارفرما با توجه به سطح تخصص و تحصیلات خود و نیز میزان درگیر بودن با پروسه تولید، مورد آموزش عملیاتی قرار خواهند گرفت.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

31) دوماه تولید آزمایشی

به طور معمول هنگامیکه پروژه اتوماسیون به پایان برسد (انتهای مرحله 30)؛ کار و وظیفه پیمانکار اتوماسیون نیز تمام شده است. اما بعضی از شرکت های ارائه دهنده خدمات اتوماسیون، این وظیفه را بر خود می دانند که بیش از وظیفه تعریف شده خود برای کارفرما کار نمایند. بنابراین کارفرما را طی دو ماه اول تولید تنها نگذاشته و تیم فنی خود را در محل کارهانه کارفرما مستقر می کنند. بدین صورت فکر و دغدغه کارفرما کاملا برطرف شده و می تواند با خیالی راحت به عملیات تولید خود بپردازد. در حین این دو ماه هر گونه ایراد احتمالی که بوجود بیاید توسط تیم فنی پیمانکار رفع می گردد. آموزش پرسنل کارفرما تکمیل تر شده و در کل کارخانه نوپا با نظارت دقیق پیمانکار شروع به گام برداشتن میکند.

32) تهیه و طراحی مستندات AS-BUILT پروژه و ارائه به کارفرما

در پایان هر پروژه ای، اصطلاحی وجود دارد به نام As-Built کردن نقشه ها و مستندات. دقت داشته باشید که مستندات و نقشه ها پیش از مراحل راه اندازی و تحویل نهایی تهیه و طراحی شده بودند. ناگزیر در هر پروژه ای و در زمان راه اندازی و بهره برداری، اصلاحاتی در نقشه ها و مستندات صورت می گیرد که به طور عملی در تابلوهای برق، پروسه، کابل کشی، محل نصب قطعات ، تنظیمات برنامه و … لحاظ می شود ولی در طراحی اولیه لحاظ نشده است.

As-Built کردن نقشه ها بدین معناست که اصلاحات فوق را که به طور دستی بر روی نقشه ها اعمال کرده بودیم، پس از اتمام پروژه ، توسط نرم افزارهای مربوطه در مستندات و نقشه ها نیز لحاظ کنیم و اصطلاحا نقشه ها را Final و یا As-Built نماییم. نقشه های As-Built شده، همان مستندات و نقشه های نهایی می باشند که در انتهای پروژه تحویل کارفرما می شوند.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

33) تحویل نهایی سیستم (قطعی)

در این مرحله پیمانکار سیستم کنترل را به طور قطعی و نهایی و طی تشریفات خاص خود تحویل کارفرما می نماید. که حال می توان درصد باقیمانده مبلغ قرارداد آزاد گردد و برای پیمانکار واریز گردد.

34) دوره گارانتی

دوره گارانتی پروژه های اتوماسیون می تواند بین بازه زمانی 6 ماه الی 2 سال باشد. و هر پیمانکاری بسته به نوع پروژه یک بازه زمانی را جهت گارانتی محصول خود به کارفرما متعهد می شود.

در دوره گارانتی پیمانکار به منظور اصلاحات و رفع عیب مشکلات نرم افزاری و نیز تعویض و یا تعمیر قطعات سخت افزاری متعهد می‌گردد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

35) دوره خدمات پس از فروش پروژه های اتوماسیون صنعتی

خدمات پس از فروش پروژه های اتوماسیون صنعتی نیز بازه ای بین 2 تا 10 سال دارد. پیمانکار در این بازه متعهد می گردد که خدمات عیب یابی و رفع عیب سیستم کنترل را انجام دهد. تمامی هزینه های خدمات پس از فروش بر عهده کارفرما می باشد.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)

36) دوره تعمیر و نگهداری دوره ای

هر صنعت و کارخانه ای نیازمند تیم تعمیر و نگهداری می باشد. عملیات نت یا PM خط تولید می تواند توسط دو گروه اجرا شود. گروهی که پرسنل کارفرما هستند و یا گروهی که به صورت پیمانکاری و از بیرون مجموعه کارفرما این مهم را بر عهده می گیرند. از آنجاییکه پیمانکار اجرا کننده سیستم کنترل و اتوماسیون بسیار مشرف به سیستم خود می باشد؛ بهترین گزینه برای تعمیر و نگهداری می باشد. البته با توجه به مشغله شرکت های پیمانکار اتوماسیون صنعتی در طراحی و اجرای پروژه ها، معمولا پروژه های PM را قبول نمی‌کنند؛ لیکن اگر توافقی بین کارفرما و پیمانکار در این زمینه حاصل گردد سود و منفعت اصلی متوجه کارفرما خواهد بود.

اتوماسیون صنعتی / مقالات پناپ(pnap)