تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تُعدُّ الأتمتة الصناعية أمراً بالغ الأهمية في الصناعات، مثل: صناعة السيارات، والأدوية، والأغذية، والمشروبات، والأسمنت، وغيرها من الصناعات، فهي تزيد الكفاءة التشغيلية وجودة المنتج، وتساهم في تحسين الأمان في مكان العمل خصوصاً خلال أتمتة المهام الخطيرة. تعدُّ الأجهزة الدقيقة (Instrumentations) مهمةً جداً في الأتمتة الصناعية.

وهي تشمل الأنظمة والأجهزة المُصمّمة لقياس الكميات الفيزيائية، والتحكُّم فيها لضمان الأداء الأمثل والسلام، حيث تساعد في توفير المعلومات، مثل: درجة الحرارة، والضغط، والتدفُّق بشكلٍ آني لاتخاذ القرارات، وإبقاء الأمور تحت السيطرة للحفاظ على معايير التشغيل العالية، كما أنها تُمكّن من تحليل الأداء وتحسينه، مما يُقلّل من تكاليف الصيانة، ووقت التوقف الطارئ، مما يساعد في زيادة الإنتاجية. ^[1]

الأجهزة الدقيقة في الأتمتة الصناعية؟

تستخدم الأجهزة الدقيقة في الأتمتة الصناعية الحسّاسات لمراقبة البارامترات، مثل: درجة الحرارة، والضغط، ومعدلات التدفُّق في بيئة التصنيع المُصمّمة خصيصًا لمتطلبات التشغيل. تتضمن الأجهزة الدقيقة أجهزة، مثل: محوّلات الإشارة، ووحدات التحكُّم التناسبية، والتفاضلية، والتكاملية (PID controller)، وأجهزة التحكُّم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، والمحركات، إضافةً إلى مُتحكّمات العملية الصناعية.

تعمل هذه المكونات معًا لقياس وتعديل مُتغيّرات العملية، مثل: المستوى، والضغط، والتدفُّق، مما يضمن الموثوقية والامتثال لمعايير السلامة. تفسّر المُتحكّمات وأجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) القيم القادمة من الحسّاسات ومحولات الإشارة لإجراء التعديلات اللازمة، والحفاظ على العملية ضمن القيم المناسبة.

تُستخدم برامج جنباً إلى جنب مع هذه الأجهزة الدقيقة لتحسين تحليل ومراقبة مُتغيّرات العملية الصناعية، وتوفر البيانات التي يتمُّ جمعها بواسطة الأجهزة الدقيقة نظرةً شاملةً ودقيقةً عن أداء المعدات الصناعية والعمليات، وتسمح هذه البيانات باتخاذ القرارات المناسبة بشكلٍ سريعٍ من قبل كلٍّ من المُشغّلين وأنظمة التحكم.

من خلال مراقبة المُتغيّرات المهمّة باستمرار، تساعد الأجهزة الدقيقة في الصيانة الاستباقية، واستكشاف المشكلات وإصلاحها قبل تفاقمها، وبالتالي تؤدي الأجهزة الدقيقة في الأتمتة الصناعية إلى عملياتٍ أكثر سلاسةً وكفاءةً وجودةً في البيئات الصناعية.

سواءً كنت فنياً ميكانيكياً، أو مُشغّلًا، أو فني أجهزة دقيقة، أو مهندساً، يمكنك أخذ دورةٍ في الأجهزة الدقيقة، والتحكُّم لفهم الأجهزة المرتبطة بأنظمتك الصناعية بشكلٍ أفضل. ^[1]

المكونات الرئيسية للأجهزة الدقيقة؟

تشير الأجهزة الدقيقة إلى الأجهزة والأنظمة المُستخدمة للقياس، والمراقبة، والتحكم في العديد من العمليات في البيئات الصناعي، وتؤمن هذه الأجهزة كفاءة العمليات الصناعية، وسلامتها، وجودتها، وتشمل الأجهزة الصناعية الدقيقة مجموعةً واسعةً من المعدات والتقنيات، مثل: ^[1]

1- أجهزة القياس (Measurement Devices)

يتمُّ استخدام أجهزة، مثل: موازين الحرارة، ومقاييس الضغط، وأجهزة قياس التدفُّق، وحسّاسات المستوى والأنكودرات (مشفّرات الموضع) لقياس المعلومات الفيزيائية المختلفة داخل العمليات الصناعية بدقة.

2- الحسّاسات ومحوّلات نوع الإشارة (Sensors and Transducers)

تُعتبر الحسّاسات بمثابة عيون وآذان أنظمة التحكم، حيث تقوم هذه الأجهزة بتحويل المعلومات المُقاسة من أداة القياس الفيزيائية، مثل: درجة الحرارة، والمستوى، والموقع، والضغط، ومعدل التدفُّق إلى إشاراتٍ كهربائية يمكن قياسها ومعالجتها بواسطة أنظمة التحكم. يؤثر اختيار تقنية الحسّاس على دقة وموثوقية ونطاق القياس، مما يجعل من الضروري اختيار الحسّاس المناسب لمراقبة متغيرات العمليات الصناعية.

3- مُعالجات الإشارة (Signal Conditioning)

تعمل أجهزة مُعالجة الإشارة على مُعالجة الإشارات الكهربائية القادمة من أجهزة الاستشعار وتعديلها، لتحسين الدقة، والاستقرار، والتوافق مع أنظمة التحكُّم.

4- أنظمة التحكُّم

تُعتبر أنظمة التحكُّم مكوناتٍ أساسيةً للأتمتة الصناعية، حيث تستخدم التغذية الراجعة (Feedback) القادمة من أجهزة الحسّاسات كقيم مراقبة لتنظيم العمليات وأتمتته، ومن الأمثلة على أنظمة التحكُّم أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة  (PLC) التي تدير عمليات التصنيع باستخدام خوارزميات قابلة للبرمجة، بينما تنسّق أنظمة التحكُم الموزعة (DCS) العمليات الصناعية المُعقّدة.

5- أنظمة جمع البيانات (Data Acquisition Systems)

تعمل هذه الأنظمة على جمع وتخزين البيانات من الحسّاسات والأدوات المختلفة بهدف المراقبة، والتحليل، والتحكم، وغالباً ما تتكامل مع أنظمة التحكم لتوفير نظرةٍ آنيةٍ للعمليات الصناعية.

6- أجهزة المُعايرة (Calibration Equipment)

تعدُّ أجهزة المُعايرة أداةً أساسيةً في ضمان دقة وموثوقية أجهزة القياس المُستخدمة في البيئات الصناعية، وهي تشمل أدوات دقيقة ومعايير مرجعية يمكن إرجاعها وفقاً للمعايير الوطنية أو الدولية، وتتضمن إجراءات المعايرة تعديلاتٍ لقياسات الأجهزة الدقيقة مع قيم المعايير المرجعية، وتتم غالبًا بواسطة برامج.

تستخدم أجهزة المُعايرة لمعايرة مجموعةٍ كبيرةٍ من الأدوات، مثل: مقاييس الضغط، وحسّاسات درجة الحرارة، وأجهزة قياس التردُّد، وتقدم مختبرات المعايرة المُعتمدة خدماتٍ معتمدة، مما يضمن الامتثال لمعايير الجودة.

7- واجهات التحكُّم والمراقبة (HMI)

تُعتبر أدواتٍ أساسيةً في البيئات الصناعية، حيث تسمح للمُشغّلين بالتفاعل التحكم بالماكينات والعمليات، وتتميز واجهات التحكم والمراقبة عادةً بشاشاتٍ رسوميةٍ وشاشاتٍ تعمل باللمس ولوحات تحكم، وتؤمّن واجهاتٍ تفاعليةٍ بديهيةٍ للمراقبة، وضبط الإعدادات، والاستجابة للإنذارات والتنبيهات، وهي تعمل على إظهار البيانات المُقاسة من البيئة الصناعية آنياً، وتساعد في تسهيل التحكُّم بشكلٍ كبير.

8- أنظمة الأمان والسلامة الأوتوماتيكية (SIS)

تُستعمل هذه الأنظمة لمنع أو تخفيف الأحداث الخطرة في العمليات الصناعية، وتستعمل إجراءاتٍ تصحيحيةً تلقائيةً مناسبةً للظروف غير الطبيعية التي تحدث في العمل الصناعي، فهي تساعد في مراقبة العمليات، وتؤمن سلامة الأجهزة والعمال، مما يؤدي إلى تحسين الجودة، والإنتاجية، والسلامة.

تطبيقات الأجهزة الدقيقة في الأتمتة الصناعية

تعمل الأجهزة الدقيقة المُستخدمة في الأتمتة الصناعية على تمكين الشركات من الاستفادة من التقنيات المتقدّمة، والنظرة القائمة على تحليل البيانات للبقاء قادرةً على المنافسة في المجال الصناعي، حيث تستخدم في: ^[2]

1- التحكُّم في العمليات الصناعية

تُعتبر الأجهزة الدقيقة أداةً مهمّةً في التحكُّم في العمليات، حيث تقوم بمراقبة وتنظيم المتغيرات، مثل: درجة الحرارة، والضغط، والتدفُّق للحفاظ على الظروف المثالية، وضمان جودة المنتج.

2- تقدير الصيانة التنبُّؤية

من خلال المراقبة المستمرّة لقيم حالة الآلات، مثل: الاهتزاز، ودرجة الحرارة، ومستويات مواد التشحيم، تمكّن الأجهزة من وضع استراتيجيات الصيانة التنبُّؤية، ويُتيح الكشف المبكّر عن التشوّهات أو الانهيار، جدولة أنشطة الصيانة بشكلٍ استباقي، مما يقلّل من وقت التوقف عن العمل، ويمنع أعطال المعدات المكلفة.

3- ضمان الجودة

في مجال التصنيع، تُستخدم الأجهزة الدقيقة لمراقبة معايير جودة المنتج، مثل: الأبعاد، والمكونات، والمظهر، مما يضمن الالتزام بالمواصفات والمعايير، ويمكن تنفيذ حلقات التحكّم في التغذية الراجعة (feedback) لضبط متغيّرات العملية بشكلٍ آني للحفاظ على الاتساق والتوحيد في جودة المنتج.

4- إدارة استهلاك الطاقة

يتمُّ استخدام الأجهزة الدقيقة في أنظمة إدارة الطاقة لمراقبة وتحسين استهلاك الطاقة في المنشآت الصناعية. من خلال قياس قيم، مثل: استهلاك الكهرباء، والغاز، والمياه، يمكن تحديد العمليات ذات الاستهلاك الكبير للطاقة، وتحسينها لتقليل الهدر وكفاءة الطاقة بشكلٍ عام.

5- المراقبة البيئية والسلامة

تلعب الأجهزة الدقيقة دورًا حيوياً في ضمان سلامة وأمان مكان العمل، والامتثال للنظام البيئي للسلامة من خلال قياس ومراقبة قيم، مثل: تركيز الغازات، وجودة الهواء المُنبعث، ومستويات الإشعاع، ويمكن تشغيل أجهزة الإنذار وأقفال الأمان تلقائياً في حالة وجود ظروف خطرة، مما يحمي الموظفين، ويخفّف من المخاطر البيئية.