औद्योगिक स्वचालन क्या है? प्रकार, स्तर, लाभ

इस लेख में, हम औद्योगिक स्वचालन का एक सिंहावलोकन देखेंगे, औद्योगिक स्वचालन के नुकसान के क्या फायदे हैं, विभिन्न प्रकार की स्वचालन प्रणाली, एक विशिष्ट औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोग में विभिन्न स्तर और कई अन्य। रूपरेखा परिचय औद्योगिक स्वचालन क्या है? उदाहरण समझने के लिए औद्योगिक स्वचालन के लिए औद्योगिक स्वचालन के लिए प्रेरणाऔद्योगिक स्वचालन प्रक्रिया के स्तरपर्यवेक्षक स्तरनियंत्रण स्तरक्षेत्र स्तरऔद्योगिक स्वचालन प्रणाली के प्रकारफिक्स्ड ऑटोमेशन सिस्टमप्रोग्रामेबल ऑटोमेशन सिस्टमलचीला स्वचालन प्रणालीएकीकृत स्वचालन प्रणालीऔद्योगिक स्वचालन के लाभ और नुकसान औद्योगिक क्रांति के फायदे और नुकसान ब्रिटेन में जटिल तकनीकों के विकास में हमेशा महत्वपूर्ण प्रयास रहा है। उत्पादन के विभिन्न कार्यों में लोगों की मदद करने के लिए। एक औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया में मशीनों की श्रृंखला होती है, जिसके माध्यम से कच्चे माल का संयोजन होता है। के माध्यम से और अंतिम उत्पाद में बदलना। यहां, "मशीन" शब्द मोटर, ड्रिल, कन्वेयर बेल्ट इत्यादि जैसा कुछ भी हो सकता है। जो विद्युत यांत्रिक उपकरणों या रासायनिक मशीनों जैसे ओवन, ड्रायर, रासायनिक दहन प्रणाली आदि के अंतर्गत आते हैं। आज, औद्योगिक स्वचालन ने उद्योगों में उत्पादन प्रक्रिया को संभाल लिया है और स्वचालन प्रणाली के बिना उत्पादन लाइन की कल्पना करना बहुत मुश्किल है। ऐसे कई कारक हैं जो औद्योगिक उत्पादन में स्वचालन प्रणाली के कार्यान्वयन की ओर ले जाते हैं जैसे उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों की आवश्यकता, उत्पाद विश्वसनीयता में उच्च अपेक्षाएं, उच्च मात्रा में उत्पादन इत्यादि। औद्योगिक स्वचालन क्या है? औद्योगिक स्वचालन ऑपरेटिंग मशीनों और अन्य की एक प्रक्रिया है डिजिटल लॉजिकल प्रोग्रामिंग की मदद से औद्योगिक उपकरण और मशीनीकृत उपकरणों की मदद से निर्णय लेने और मैनुअल कमांड प्रक्रिया में मानवीय हस्तक्षेप को कम करना। उपरोक्त परिभाषा निश्चित रूप से समझने में आसान नहीं है, लेकिन आइए यह समझने की कोशिश करें कि औद्योगिक स्वचालन क्या है एक छोटे से उदाहरण की मदद से। उदाहरण औद्योगिक स्वचालन को समझने के लिए एक मैनुअल औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया पर विचार करें, जहां एक ऑपरेटर ओवन के तापमान का निरीक्षण कर रहा है। मान लें कि कार्य एक निश्चित तापमान तक पहुंचना है और उस तापमान को लगभग 30 मिनट तक बनाए रखना है। इसलिए, तापमान को वांछित मात्रा तक बढ़ाने के लिए ऑपरेटर को पहले एक वाल्व को नियंत्रित करके ओवन में ईंधन की मात्रा को समायोजित करना होगा। एक बार आवश्यक तापमान प्राप्त करने के बाद, इसे लगातार वाल्व को समायोजित करके बनाए रखना पड़ता है अर्थात अगले 30 मिनट के लिए तापमान के आधार पर ईंधन को बढ़ाएं या घटाएं। अब, औद्योगिक स्वचालन के साथ, एक ऑपरेटर की मदद के बिना पूरी प्रक्रिया का ध्यान रखा जाता है। सबसे पहले, ओवन के पास एक तापमान संवेदक रखा जाता है जो कंप्यूटर को तापमान की रिपोर्ट करता है। अब, मोटर चालित वाल्व है, जिसे कंप्यूटर द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है, ताकि ओवन को ईंधन की आपूर्ति की जा सके। सेंसर से तापमान रीडिंग के आधार पर, कंप्यूटर शुरुआत में अधिक ईंधन की अनुमति देने के लिए वाल्व खोलेगा। एक बार वांछित तापमान प्राप्त करने के बाद, वाल्व बंद हो जाता है। लेकिन कंप्यूटर तापमान रीडिंग के आधार पर, वाल्व को खोल या बंद कर सकता है, यहां तक ​​कि ईंधन की सबसे छोटी मात्रा को प्रवाहित करने की अनुमति भी दे सकता है। कंप्यूटर में टाइमर 30 मिनट के बाद संकेत देगा और कंप्यूटर पूरी तरह से सिस्टम को बंद कर सकता है। उपरोक्त उदाहरण अस्पष्ट लग सकता है लेकिन यह समझने में मदद करता है कि एक विशिष्ट औद्योगिक स्वचालन प्रणाली कैसे लागू की जा सकती है। उपरोक्त उदाहरण में, बिल्कुल शून्य मानव हस्तक्षेप हैं और पूरा कार्य पूरी तरह से स्वचालन प्रणाली द्वारा किया जाता है। औद्योगिक स्वचालन के लिए प्रेरणाशब्द स्वचालन फोर्ड मोटर कंपनी के एक इंजीनियर द्वारा गढ़ा गया है, जो औद्योगिक स्वचालन और विनिर्माण असेंबली लाइन में अग्रणी थे। . शुरुआत में, औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया आधुनिक समय के सेंसर, एक्चुएटर और कंप्यूटर के विपरीत, एक कार्यकर्ता की आंखों, हाथों और मस्तिष्क पर आधारित होती है। मूल रूप से, उत्पादन प्रक्रिया में स्वचालन का कार्यान्वयन एक मानव कार्यकर्ता को बदलने पर केंद्रित होता है। एक स्वतंत्र मशीन। प्रारंभ में, इन स्वतंत्र मशीनों को एक सुचारू उत्पादन प्रक्रिया के लिए एक मानव पर्यवेक्षक द्वारा समन्वित किया जाना था। लेकिन एनालॉग और डिजिटल कंट्रोल सिस्टम, माइक्रोप्रोसेसर और पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) और विभिन्न सेंसर में तकनीकी विकास के साथ, कई को सिंक्रनाइज़ करना बहुत आसान हो गया है। स्वतंत्र मशीनों और प्रक्रियाओं और सच्चे औद्योगिक स्वचालन को प्राप्त करते हैं। औद्योगिक अर्थव्यवस्था में वृद्धि के साथ, औद्योगिक स्वचालन के लिए व्यावसायिक रणनीतियाँ भी समय के साथ बदल गई हैं। आजकल, औद्योगिक स्वचालन को लागू करने के लिए मौलिक प्रेरणाएँ हैं: उत्पादन में वृद्धि लागत को कम करना, विशेष रूप से, मानव-संबंधित लागत उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार कच्चे माल का कुशल उपयोग ऊर्जा की खपत को कम करना व्यावसायिक लाभ में वृद्धि औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया में स्वचालन का उपयोग करने के लिए कुछ माध्यमिक प्रेरणाएँ हैं जैसे ऑपरेटर के लिए एक सुरक्षित वातावरण प्रदान करना, पर्यावरण प्रदूषण को कम करना, आदि। औद्योगिक स्वचालन प्रक्रिया के स्तर एक औद्योगिक स्वचालन प्रक्रिया के स्तरों का वर्णन करने के कई तरीके हैं, लेकिन सबसे सरल निम्नलिखित तीन स्तर के प्रतिनिधित्व का पदानुक्रमित त्रिकोण है। ठेठ औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोग। पर्यवेक्षक स्तर पदानुक्रम के शीर्ष पर बैठे, पर्यवेक्षक स्तर में आमतौर पर एक औद्योगिक पीसी होता है, जो आमतौर पर डेस्कटॉप पीसी या पैनल पीसी या रैक-माउंटेड पीसी के रूप में उपलब्ध होता है। ये पीसी एक विशेष सॉफ्टवेयर के साथ मानक ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलते हैं, जो आमतौर पर औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण के लिए आपूर्तिकर्ता द्वारा प्रदान किया जाता है। सॉफ्टवेयर का मुख्य उद्देश्य प्रक्रिया विज़ुअलाइज़ेशन और पैरामीटरकरण है। संचार के लिए एक विशेष औद्योगिक ईथरनेट का उपयोग किया जाता है, जो गीगाबिट लैन या कोई वायरलेस टोपोलॉजी (डब्लूएलएएन) हो सकता है। नियंत्रण स्तर पदानुक्रम में नियंत्रण स्तर मध्य-स्तर है और यह वह स्तर है जहां सभी स्वचालन संबंधी कार्यक्रमों को निष्पादित किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए, आम तौर पर प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर या पीएलसी का उपयोग किया जाता है, जो रीयल-टाइम कंप्यूटिंग क्षमता प्रदान करते हैं। पीएलसी आमतौर पर 16-बिट या 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है और रीयल-टाइम आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मालिकाना ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलता है। पीएलसी कई I / O उपकरणों के साथ इंटरफेस करने में भी सक्षम हैं और CAN जैसे विभिन्न संचार प्रोटोकॉल के माध्यम से संचार कर सकते हैं। फील्ड स्तर सेंसर और एक्ट्यूएटर जैसे टर्मिनल उपकरण पदानुक्रम में फील्ड स्तर में वर्गीकृत किए गए हैं। सेंसर जैसे तापमान, ऑप्टिकल, दबाव आदि। और एक्चुएटर्स जैसे मोटर, वाल्व, स्विच आदि। एक फील्ड बस के माध्यम से एक पीएलसी में इंटरफेस किया जाता है और फील्ड लेवल डिवाइस और इसके संबंधित पीएलसी के बीच संचार आमतौर पर पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन पर आधारित होता है। दोनों वायर्ड और वायरलेस नेटवर्क संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं और इस संचार का उपयोग करते हुए, पीएलसी कर सकता है विभिन्न घटकों का निदान और मानकीकरण भी करता है। इसके अतिरिक्त, एक औद्योगिक स्वचालन प्रक्रिया प्रणाली को भी दो प्रमुख प्रणालियों की आवश्यकता होती है। वे हैं:औद्योगिक बिजली आपूर्तिसुरक्षा और संरक्षणपदानुक्रम के विभिन्न स्तरों में विभिन्न प्रणालियों की बिजली की आवश्यकताएं अत्यंत भिन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, पीएलसी आमतौर पर 24 वी डीसी पर चलते हैं, जबकि भारी मोटर या तो 1-चरण या 3-चरण एसी पर चलते हैं। इसलिए, परेशानी से मुक्त संचालन के लिए उचित इनपुट बिजली की आपूर्ति की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, पीएलसी को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जा रहे सॉफ़्टवेयर के लिए सुरक्षा होनी चाहिए क्योंकि इसे आसानी से संशोधित या दूषित किया जा सकता है। उपरोक्त सभी स्तरों और उनके संबंधित घटकों को ध्यान में रखते हुए, एक विशिष्ट औद्योगिक स्वचालन प्रणाली में निम्नलिखित संरचना होगी। के प्रकार औद्योगिक स्वचालन प्रणाली अब जबकि हमने एक विशिष्ट औद्योगिक स्वचालन प्रणाली के लेआउट के बारे में थोड़ा सा देखा है, आइए हम विभिन्न प्रकार के औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों की चर्चा के साथ आगे बढ़ते हैं। औद्योगिक स्वचालन प्रणाली को आमतौर पर चार प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। फिक्स्ड ऑटोमेशन सिस्टम प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन सिस्टम फ्लेक्सिबल ऑटोमेशन सिस्टम इंटीग्रेटेड ऑटोमेशन सिस्टम फिक्स्ड ऑटोमेशन सिस्टम एक निश्चित ऑटोमेशन सिस्टम में, उत्पादन उपकरण संचालन या कार्यों के एक निश्चित सेट के साथ तय किया जाता है और इन कार्यों में शायद ही कोई बदलाव होता है। फिक्स्ड ऑटोमेशन सिस्टम आमतौर पर कन्वेयर और मास प्रोडक्शन सिस्टम जैसी निरंतर प्रवाह प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन सिस्टम प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन सिस्टम में, संचालन के क्रम के साथ-साथ मशीनरी के कॉन्फ़िगरेशन को इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणों का उपयोग करके बदला जा सकता है। इस प्रणाली को मशीनों को पुन: प्रोग्राम करने के लिए काफी समय और प्रयास की आवश्यकता होती है और आमतौर पर बैच प्रक्रिया उत्पादन में उपयोग किया जाता है। लचीला स्वचालन प्रणाली एक लचीली स्वचालन प्रणाली आमतौर पर हमेशा कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित होती है और अक्सर इसे लागू किया जाता है जहां उत्पाद अक्सर बदलता रहता है। सीएनसी मशीनें इस प्रणाली के लिए सबसे अच्छा उदाहरण हैं। ऑपरेटर द्वारा कंप्यूटर को दिया गया कोड एक विशेष कार्य के लिए अद्वितीय होता है और कोड के आधार पर, मशीन उत्पादन के लिए आवश्यक उपकरण और उपकरण प्राप्त करती है। एकीकृत स्वचालन प्रणालीएक एकीकृत स्वचालन प्रणाली स्वतंत्र मशीनों, प्रक्रियाओं और डेटा का एक सेट है, सभी एक उत्पादन प्रक्रिया की एक स्वचालन प्रणाली को लागू करने के लिए एकल नियंत्रण प्रणाली की कमान के तहत समकालिक रूप से काम कर रहे हैं। सीएडी (कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन), सीएएम (कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग), कंप्यूटर नियंत्रित उपकरण और मशीन, रोबोट, क्रेन और कन्वेयर सभी जटिल शेड्यूलिंग और उत्पादन नियंत्रण का उपयोग करके एकीकृत हैं। औद्योगिक स्वचालन के लाभ और नुकसान काम को आसानी से बदला जा सकता है। मानव ऑपरेटर अत्यधिक तापमान, प्रदूषण, नशीले तत्वों या रेडियो-सक्रिय पदार्थों के साथ खतरनाक उत्पादन वातावरण में काम करने से बच सकते हैं। एक सामान्य मानव ऑपरेटर के लिए जो कार्य कठिन होते हैं उन्हें आसानी से किया जा सकता है। इन कार्यों में भारी और बड़े भार उठाना, अत्यंत छोटी वस्तुओं के साथ काम करना आदि शामिल हैं। उत्पादन हमेशा तेज होता है और उत्पाद की लागत काफी कम होती है (जब उसी उत्पाद की तुलना में मैन्युअल ऑपरेशन के साथ उत्पादित किया जाता है)। कई गुणवत्ता नियंत्रण जांच हो सकती है स्थिरता और एकरूपता प्रदान करने के लिए उत्पादन प्रक्रिया में एकीकृत। उद्योग की अर्थव्यवस्था में काफी सुधार किया जा सकता है, जिसका सीधा प्रभाव जीवन स्तर पर पड़ता है। नौकरियों का नुकसान। चूंकि, अधिकांश काम मशीनों द्वारा किया जाता है, शारीरिक श्रम की आवश्यकता बहुत कम होती है। सभी वांछित कार्यों को वर्तमान तकनीक का उपयोग करके स्वचालित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अनियमित आकार और आकार वाले उत्पादों को मैनुअल असेंबली के लिए सबसे अच्छा छोड़ दिया जाता है। (यह प्रवृत्ति उन्नत कंप्यूटर और एल्गोरिदम के साथ बदलती हुई प्रतीत होती है)। कुछ प्रक्रिया के लिए स्वचालन का उपयोग करना संभव है अर्थात

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