Tự động hóa là gì?

Tự động hóa là gì? Tự động hóa ngày nay đang là xu hướng dẫn đầu đối với các ngành nghề và lĩnh vực khác nhau. Vậy hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé.

1. Tự động hóa là gì?

Tự động hóa là gì?
Tự động hóa là gì?

Tự động hóa hay con hay còn gọi là điều khiển tự động, đây là từ dùng để mô tả một loạt các công nghệ hoạt động làm giảm bớt đi sự can thiệp của con người vào trong các quy trình. Tự động hóa sẽ bao gồm các hệ thống điều khiển khác nhau dùng để vận hành các thiết bị máy móc, quy trình nhà máy, chuyển đổi mạng xã hội, lái tàu thủy, lái máy bay,… và các ứng dụng và phương tiện hoạt động dưới sự can thiệp của con người.

Thuật ngữ “tự động hóa” không được phổ biến và đề cập đến nhiều ở những năm trước 1947. Nhưng ngay sau đó khi Ford thành lập bộ phận tự động hóa, từ đó nhiều ngành công nghiệp cũng đã áp dụng theo và trở nên phổ biến hơn.

Tự động hóa đã đặt được bằng nhiều phương tiện khác nhau gồm các thiết bị cơ khí, thủy lực, khí nén, điện, điện tử, máy tính,… kết hợp với nhau. Các hệ thống phức tạp như các nhà máy hiện đại, máy bay, tàu thủy,… Tự động hóa đã mang lại nhiều lợi ích bao gồm tiết kiệm chi phí, lao động, giảm lãng phí, tiết kiệm được điện và các chi phí vật liệu. Nhờ vào đó mà sản phẩm cũng được cải tiến hơn rất nhiều.

2. Các bộ điều khiển dùng trong tự động hóa

Bộ điều khiển gián đoạn (on/off)

Đây là bộ điều khiển đơn giản nhất dùng để điều khiển trình tự theo một chuỗi lập trình của riêng của các hoạt động. Những hoạt động được dựa trên logic và liên quan đến trạng thái của hệ thống. Các loại tiên tiến của tự động hóa, cách mạng hóa sản xuất, thông tin liên lạc,… là điều khiển phản hồi liên tục và liên quan đến việc lây số đo bằng cách sử dụng cảm biến và điều chỉnh tính toán để cảm biến có thể đo lường trong phạm vi bộ.

Ví dụ: Các thiết bị trong gia đình như nồi cơm điện cần có rơ le nhiệt để đóng và ngắt điện. Thì ở trong rơ le nhiệt sẽ tồn tại một lò xo đàn hồi, lò xo sẽ bị giãn nở khi nhiệt độ tăng lên dựa vào đó mà tạo ra một chức năng đóng ngắt dòng điện khi độ nóng đạt đến ngưỡng cho phép.

Loại điều khiển này có thể thuộc 1 trong 2 kiểu điều khiển vòng lặp mở và điều khiển vòng lặp kín.

Bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển PID ( Proportional Integral Derivative ) hay còn gọi là bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ. Đây là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển tổng quát sử dụng phổ biến trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. Là bộ điều khiển ưa chuộng nhất trong các bộ điều khiển phản hồi. PID sẽ tính giá trị “sai số”, thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào.

Trong trường hợp không có mô hình toán học và hệ thống điều khiển thì hệ thống PID là lựa chọn tốt nhất. Để một hệ thống PID đạt được kết quả tốt nhất thì các thông số PID sử dụng phải được điều chỉnh theo tính chất của hê thống và phụ thuộc vào đặc thù của hệ thống.

Bộ điều khiển tuần tự logic

Điều khiển tuần tự là một chuỗi cố định hay một logic sẽ thực hiện các hành động khác nhau tùy thuộc vào trạng thái của hệ thống khác nhau. Các hoạt động được diễn ra theo một trình tự hoặc kịch bản của hệ thống.

Ví dụ: Thang máy sử dụng logic tuần tự dựa trên các hệ thống nhà nước để thực hiện các hành động đáp ứng với trạng thái và hành đầu vào của nó. Khi nhà điều hành nhấn nút “n” tầng hệ thống sẽ đáp ứng tùy thuộc vào việc các thang máy dừng lại hay di chuyển, đi lên hay đi xuống hay đang trong trạng thái mở của hay đóng cửa,…

Bộ điều khiển dùng máy tính

Máy tính có thể thực hiện cùng lúc cả hai điều khiển liên tục và kiểm soát thông tin phản hồi. Mà một máy tính duy nhất sẽ làm việc đó. Bộ điều khiển logic khả trình PLC là một loại vi xử lý thay thế cho nhiều phần cứng và trình tự trống. Máy tính sẽ điều khiển quá trình có thể xử lý dữ liệu từ một mạng lưới các PLC, dụng cụ và các bộ điều khiển nhằm kiểm soát nhiều biến số cá nhân và các trường hợp xảy ra.

Ví dụ: Kiểm soát quá trình rút tiền tại 1 ATM, máy tính sẽ thực huện một logic bắt nguồn đáp ứng với một sự lựa chọn của người dùng trên thông tin từ cơ sở dữ liệu. Qúa trình ATM có điểm tương đồng với các quy trình giao dịch trực tuyến, các câu trả lời khác gọi được gọi là kịch bản.

Hệ thống PLC được dùng ở đâu? Vai trò của hệ thống PLC

3. Ưu điểm và nhược điểm của tự động hóa

Ưu điểm:

  • Tự động hóa giúp cho năng suất tăng cao, cải thiện được chất lượng của sản phẩm và tăng khả năng dự báo về chất lượng.
  • Sản phẩm và quy trình sản xuất được cải thiện mạnh mẽ và thống nhất.
  • Tăng tính nhất quán của đầu ra.
  • Các chi phí về nhân công trực tiếp và nhân lực được cắt giảm đáng kể.

Một số phương pháp thường được áp dụng để nâng cao năng chất và chất lượng như:

  • Cài đặt tự động hóa trong các giai đoạn để giảm được thời gian ở mỗi chu kỳ.
  • Thay thế cho con người ở những công việc liên quan đến thể chất đơn điệu hoặc công việc ở những môi trường nguy hiểm, những công việc vượt quá khả năng và sức lao động của con người.
  • Giảm đi thời gian hoạt động và xử lý công việc.
  • Giải phóng người lao động để có thể tham gia với vai trò khác, cung cấp những công việc cấp cao hơn.

Nhược điểm:

  • Dễ gây ra tổn thương và tạo ra các mối đe dọa về an ninh. Chúng có trí thông minh ở một giới hạn được cài đặt nhất định, nên khi có những sự cố ngoài phạm vi thì chúng dễ xảy ra lỗi.
  • Không đưa ra dự đoán trong tương lại và chi phí phát triển vượt mức: các công nghệ không ngừng thay đổi, các nghiên cứu và phát triển chi phí của tự động hóa là một quá trình.
  • Chi phí ban đầu cao: ban đầu sẽ phải đầu tư rất lớn so với chi phí đơn vị sản phẩm.

4. Các ứng dụng tự động hóa gần đây

Bán lẻ tự động

  • Đồ ăn thức uống: Các mô hình bán lẻ tự động ngày nay không còn xa lạ gì nữa. Khách hàng có thể xem menu và đặt hàng qua các màn hình như máy tính, điện thoại, máy tính bảng,… và có thể thanh toán tự động thông qua các ứng dụng. Một số nhà hàng còn sử dụng hệ thống băng tải để vận chuyển, sử dụng robot để thay thế các nhân viên chờ đợi.
  • Cửa hàng: nhiều siêu thị và cửa hàng đã đưa checkout vào trong việc bán hàng để giải quyết vấn đề nhân sự. Ngoài ra bạn cũng có thể mua sắm trực tuyến và thanh toán qua giao dịch trực tuyến tại hệ thống.

Khai thác tự động

Các ngành công nghiệp khai thác đang trong quá trình chuyển đổi theo hướng tự động hóa nhằm loại bỏ các lao động của con người trong quá trình khai thác. Tuy nhiên chúng vẫn chưa hoàn toàn triệt để mà vẫn cần một nguồn lực lớn từ con người.

Camera giám sát tự động

Hệ thống giám sát tự động là một nỗ lực lớn trong lĩnh vực này. Video giám sát tự động giám sát người và phương tiện trong thời gian thực trong một môi trường bận rộn. Hệ thống sẽ dựa trên các môi trường cần thiết kế để quan sát như nhà ở, ngoài trời, trong không khí,… lượng cảm biến mà các hệ thống tự động có thể xử lý và tính di động của cảm biến.

Hệ thống đường cao tốc tự động

Điều khiển tự động hóa giúp hoàn toàn tự động lái, cho phép khoảng cách xa gần hơn và tốc độ cao hơn. Điều khiển tự động tăng cường an toàn giao thông bằng cách giảm các cơ hội cho các lỗi lái xe, cải thiện chất lượng không khí, tiết kiệm nhiên liệu và spin off công nghệ được tạo ra trong quá trình nghiên cứu và phát triển liên quan đến hệ thống đường cao tốc tự động.

Quản lý chất thải tự động

Xe tải thu rác có thể gom tự động giảm bớt sự can thiệp của người lao động, mức độ lao động cần thiết để cung cấp dịch vụ cũng giảm theo.

Tự động hóa công nghiệp

Có thể tự động hóa sản xuất, kiểm soát chất lượng và quy trình xử lý vật liệu. Đây là xu hướng đang thịnh hành hiện nay, sử dụng máy tầm nhìn để cung cấp các chức năng kiểm tra và hướng dẫn robot tự động.

.

.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

.
.
.
.