نقش اتوماسیون در صرفه‌جویی انرژی

اتوماسیون یکی از دستاوردهای بزرگ و مهم فناوری بوده که به نوبه خود نقش حائز اهمیتی در پیشرفت فناوری‌های نوین ایفا نموده است. در جهان امروز، اتوماسیون عرصه‌های مختلفی را تحت پوشش قرار می‌دهد. زندگی در خانه‌ها، رفت و آمد، ارتباطات، کار و پیشه و خلاصه بسیاری از بخش‌های زندگی انفرادی و اجتماعی انسان، تحت تأثیر اتوماسیون است. ایمنی، سهولت کار، آسایش و توسعه‌یافتگی نیروی انسانی، از دستاوردهای مفید اتوماسیون بوده‌اند. در دهه‌های اخیر، عرصه محیط‌زیست و منابع تجدید‌ناپذیر نیز از نفوذ اتوماسیون به دور نمانده است. صرفه‌جویی در مصرف انرژی، به عنوان یکی از اهداف مهم و ضروری اتوماسیون تلقی می‌شود. ژان ‌ژاک روسو در اهمیت موضوع گفته است: « صرفه‌جویی خود یک نوع درآمد است».
● نقش انسان در مصرف نامطلوب انرژی
انسان به طور مستقیم و یا غیرمستقیم در مصرف نامطلوب و بی‌رویه انرژی تأثیر دارد. این اثر می‌تواند به طور آگاهانه و یا ناآگاهانه باشد، ولی در هر حال عامل مهمی در این زمینه است. انسان در شرایط مصرف‌گرایی، به استفاده بیش از حد از اشیای پیرامون خود تمایل دارد و گاهی بدون اندیشیدن به سرانجام منابع در اختیار خود و اغلب بدون تفکر در خصوص عواقب استفاده بیش از اندازه، آنها را مصرف می‌کند. انرژی و منابع آن یکی از مواهبی است که از گزند مصرف‌گرایی انسان به دور نبوده است. امروزه منابع انرژی سهل‌الوصول و تجدید‌ناپذیر رو به اتمام گذاشته‌اند. از سوی دیگر، مصرف بی‌رویه آنها زیان‌هایی را متوجه محیط‌زیست ساخته است. به همین دلیل در دهه‌های اخیر، زنگ خطر این مصرف‌گرایی به صدا درآمد تا جایی که بحث انرژی و محیط‌زیست به مهمترین دغدغه بشریت تبدیل شده است.
اما شرایطی نیز وجود دارد که باعث مصرف نامطلوب انرژی به طور ناآگاهانه و غیرمستقیم می‌شود. در واقع، در کنار کنترل عوامل مستقیم و آگاهانه و پیگیری آن، باید تلاش‌هایی نیز در زمینه حذف عوامل ناآگاهانه، به طور جدی انجام گیرد. از یاد نبریم که سرمنشأی تمام این عوامل به خود انسان بر می‌گردد و در واقع، برخی از ضعف‌های انسان باعث بروز چنین عواملی می‌شود.
در صنعت امروز جهان (و حتی در زندگی روزمره)، فناوری‌های پیشرفته‌ای برای انجام وظایف پیچیده به کار گرفته می‌شوند. این پیچیدگی‌ها سبب شده‌اند که شاخص‌های گوناگون و متعددی در رویه‌های کنترل سیستم‌ها دخیل باشند تا جایی که نظارت انسانی توانایی بررسی و هدایت آنها را ندارد. در واقع، ضعف‌هایی مانند دقت پایین، سرعت کم، خستگی‌پذیری و عواملی از این دست، قدرت انسان را برای شاخص‌های متنوع، محدود ساخته است. از طرفی، کارهای سخت و تکراری، علاوه بر اینکه مورد قبول انسان توسعه‌یافته نیست، عاملی در تقویت ضعف‌های او نیز به شمار می‌رود.
با توجه به کاستی‌ها و ضعف‌های مذکور، کنترل بهینه یک سیستم مصرف‌کننده انرژی از توان انسان خارج است. در واقع، در شرایط و زمان‌های خاصی لازم است تا مصرف انرژی سیستم، قطع شده و یا به حداقل ممکن برسد. در چنین حالاتی، نظارت بر سیستم با در نظر گرفتن نیازهای کنترلی آن، احتیاج به روش‌های نوینی بدون دخالت انسان دارد.
● نقش اتوماسیون
اتوماسیون می‌تواند در بسیاری از روندهای کنترلی به کار برده شود. نظارت، اندازه‌گیری و جمع‌آوری اطلاعات و از همه مهمتر، کنترل یک سیستم یا فرایند، از جمله فعالیت‌هایی هستند که به نحو احسن از عهده روش‌ها و عناصر اتوماسیون برمی‌آیند. در یک رویه کنترلی، اطلاعات کار توسط عناصر اتوماسیون مانند حس‌کننده‌ها و مبدل‌ها جمع‌آوری می‌شوند. کنترل‌کننده اتوماتیک با تکیه بر برنامه از پیش تعیین شده، اطلاعات را پردازش می‌کند و در نهایت، اجزای عمل‌کننده، فرامین دریافت شده از کنترل‌کننده را به فعالیت اجرایی تبدیل می‌نمایند. به کمک اتوماسیون، تمام این مراحل در سریعترین مدت و با بیشترین دقت انجام می‌گیرند و فاصله زمانی بین مشاهده شرایط کار تا انجام تغییرات به حداقل ممکن می‌رسد. در این بین اگر منطق کنترل، به طور مناسب و بهینه طراحی شده باشد، بهینه‌ترین نتایج از بیشترین داده‌ها حاصل خواهد آمد. همان گونه که مشاهده می‌شود، اگر این رویه کنترل به طور دائمی انجام گیرد، بسیاری از زمان‌های مصرف نامطلوب انرژی حذف شده و یا به حداقل می‌رسد. ضمن اینکه در صورت استفاده از انسان برای این قبیل کارهای تکراری و خسته‌کننده، اثر روانی آن امکان خطای انسانی را افزایش می‌دهد.
مثال‌های فراوانی در زمینه مزایای اتوماسیون در حذف عوامل مؤثر بر مصرف نامطلوب انرژی وجود دارد. نظارت بر دمای یک دیگ بخار، گیربکس اتوماتیک یک خودرو، کنترل روشنایی معابر یک شهر متناسب با میزان نور موجود، فرایند‌های پتروشیمی و مانند آن، از نمونه‌های متداول این موضوع هستند. به عنوان نمونه، الکتروموتور سه‌فاز یکی از پرمصرف‌ترین عناصری است که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و عامل اصلی مصرف انرژی الکتریکی است. معمولاً این موتورها در ساعات زیادی از شبانه‌روز مشغول کار هستند. بنابراین کنترل مصرف انرژی این عناصر الکتریکی، تأثیر به سزایی در صرفه‌جویی انرژی دارد. امروزه تابلوهای هوشمند می‌توانند به کمک روش‌های خودکار، صرفه‌جویی‌های قابل ملاحظه‌ای (۵% تا ۵۰%) را در مصرف انرژی این موتورها به وجود آورند. از یاد نبردیم چنین کنترل‌هایی بدون استفاده از اتوماسیون امکان‌پذیر نیست.
● نتیجه
اتوماسیون توانسته بسیاری از مشکلات ناشی از صنعتی ‌شدن و زندگی ماشینی را برطرف کند؛ کارهای سخت و تکراری را به حداقل برساند؛ هزینه‌ها و آلودگی‌های حاصل از مصرف نامطلوب انرژی را تحت کنترل درآورد و خلاصه مزایای فراوانی که از حوصله این مقاله خارج است. آلبرت آینشتاین در مورد اتوماسیون گفته است:« هر گاه ما با امید به شکل اشیای آینده بنگریم، می‌توانیم اتوماسیون را همچون بزرگترین موهبتی که بشر تاکنون شناخته ‌است، در نظر آوریم».
یک نکته را در انتها باید مد‌نظر قرار داد: استفاده از اتوماسیون باید متناسب با کاربرد مورد نظر انجام گیرد. باید تمام شرایط را در هنگام انتخاب روش و عناصر اتوماسیون به حساب آورد. گاهی پیش می‌آید که به کارگیری بیش از اندازه روش‌های اتوماتیک، خود عاملی در افزایش مصرف انرژی است. بنابراین خوب است در استفاده از اتوماسیون حالت بهینه را در نظر بگیریم.

منبع : سایت تخصصی مهندسین صنایع ایران