Technologinių procesų automatizavimas

Gamybos procesų automatizavimas yra pagrindinė kryptis, kuria šiuo metu pasaulyje juda gamyba. Viskas, ką anksčiau atliko pats žmogus, jo funkcijos, ne tik fizinės, bet ir intelektualinės, pamažu pereina į technologijas, kurios pati atlieka technologinius ciklus ir juos kontroliuoja. Tai dabar yra pagrindinė šiuolaikinių technologijų kryptis. Žmogaus vaidmuo daugelyje pramonės šakų dabar yra sumažintas iki tiesiog valdiklio, o ne automatinio valdiklio.

Bendruoju atveju sąvoka „proceso valdymas“ suprantama kaip visuma operacijų, reikalingų procesui pradėti, sustabdyti, taip pat palaikyti ar pakeisti reikiama kryptimi fizikinius dydžius (proceso rodiklius). Atskiros mašinos, mazgai, įrenginiai, įrenginiai, mašinų kompleksai ir įrenginiai, kuriuos reikia valdyti, kurie atlieka technologinius procesus, automatikoje vadinami valdymo objektais arba valdomais objektais. Tvarkomi objektai yra labai įvairios paskirties.

Technologinių procesų automatizavimas - žmogaus fizinio darbo, praleisto mechanizmų ir mašinų valdymui, pakeitimas naudojant specialius prietaisus, kurie užtikrina šią kontrolę (įvairių parametrų reguliavimas, tam tikro produkto našumo ir kokybės pasiekimas be žmogaus įsikišimo). .

Gamybos procesų automatizavimas leidžia kelis kartus padidinti darbo našumą, pagerinti jo saugą, ekologiškumą, pagerinti gaminių kokybę ir efektyviau panaudoti gamybos išteklius, įskaitant žmogiškąjį potencialą.

Technologinių procesų ir gamybos automatizavimas nereiškia, kad šie procesai įmanomi be žmogaus darbo. Žmogaus darbas šiandien išlieka gamybos pagrindu, keičiasi tik jo prigimtis ir turinys. Automatinių įrenginių projektavimo, periodinio jų derinimo, programų kūrimo ir įdiegimo funkcijos tenka pačiam žmogui, o tam reikalingi aukštos kvalifikacijos specialistai ir apskritai žmonių darbas apsunkėja.

Kiekvienas technologinis procesas kuriamas ir įgyvendinamas turint konkretų tikslą. Galutinio produkto gamyba arba tarpinis rezultatas. Taigi automatizuotos gamybos tikslas gali būti prekės rūšiavimas, transportavimas, pakavimas. Gamybos automatizavimas gali būti pilnas, sudėtingas ir dalinis.

Dalinis automatizavimas įvyksta, kai operacija arba atskiras gamybos ciklas vykdomas automatiniu režimu. Šiuo atveju leidžiamas ribotas asmens dalyvavimas joje.Dažniausiai dalinė automatizacija vyksta tada, kai procesas vyksta per greitai, kad pats žmogus galėtų pilnai jame dalyvauti, o su juo puikiai susidoroja gana primityvūs mechaniniai įrenginiai, varomi elektros įrangos.

Dalinė automatizacija, kaip taisyklė, naudojama jau veikiančioje įrangoje, tai yra jos priedas. Tačiau didžiausią efektyvumą jis parodo, kai nuo pat pradžių įtrauktas į bendrą automatikos sistemą – iš karto kuriama, pagaminama ir montuojama kaip neatskiriama dalis.

Kompleksinė automatika turėtų apimti atskirą didelį gamybos plotą, tai gali būti atskiras cechas, elektrinė. Tokiu atveju visa gamyba dirba vieno tarpusavyje sujungto automatizuoto komplekso režimu. Ne visada patartina visiškai automatizuoti gamybos procesus. Jo taikymo sritis – moderni labai išvystyta gamyba, kurioje naudojama itin patikima įranga.

Sugedus vienai iš mašinų ar agregatų, iš karto sustabdomas visas gamybos ciklas. Tokia gamyba turi turėti savireguliaciją ir saviorganizaciją, kuri vykdoma pagal anksčiau sukurtą programą. Tuo pačiu metu asmuo gamybos procese dalyvauja tik kaip nuolatinis kontrolierius, stebi visos sistemos ir atskirų jos dalių būklę, įsikiša į gamybos paleidimą ir paleidimą bei avarinių situacijų atveju arba su tokio įvykio grėsmė.

Aukščiausias gamybos procesų automatizavimo lygis — pilna automatizacija... Joje pati sistema atlieka ne tik gamybos procesą, bet ir visišką jo kontrolę, kurią atlieka automatinės valdymo sistemos.Visiškas automatizavimas yra prasmingas ekonomiškai efektyvioje, tvarioje gamyboje su nusistovėjusiais technologiniais procesais ir pastoviu veikimo režimu.

Visi galimi nukrypimai nuo normos turi būti numatyti iš anksto ir sukurtos apsaugos nuo jų sistemos. Taip pat visiška automatizacija reikalinga darbams, kurie gali kelti pavojų žmogaus gyvybei, sveikatai arba atliekami jam nepasiekiamose vietose – po vandeniu, agresyvioje aplinkoje, erdvėje.

Kiekviena sistema susideda iš komponentų, kurie atlieka tam tikras funkcijas. Automatizuotoje sistemoje jutikliai ima rodmenis ir juos perduoda, kad priimtų sprendimą, kaip valdyti sistemą, komandą įrenginys jau įvykdo. Dažniausiai tai yra elektros įranga, nes elektros srovės pagalba tikslingiau vykdyti komandas.

Būtina atskirti automatizuotą valdymo sistemą ir automatinę. Automatizuotoje valdymo sistemoje jutikliai perduoda rodmenis į operatoriaus valdymo pultą, o jis, priėmęs sprendimą, perduoda komandą vykdomajai įrangai. Automatinėje sistemoje – signalą analizuoja elektroniniai prietaisai, jie, priėmę sprendimą, duoda komandą vykdantiems įrenginiams.

Žmogaus dalyvavimas automatinėse sistemose yra būtinas, nors ir kaip valdiklis. Jis turi galimybę bet kada įsikišti į technologinį procesą, jį pataisyti ar sustabdyti.

Taigi temperatūros jutiklis gali sugesti ir pateikti neteisingus rodmenis. Tokiu atveju elektronika savo duomenis suvoks kaip patikimus, jų neabejodama.

Žmogaus protas daug kartų pranoksta elektroninių prietaisų galimybes, nors reakcijos greičiu ir nusileidžia jiems. Operatorius gali atpažinti jutiklio gedimą, įvertinti riziką ir tiesiog jį išjungti nenutraukdamas proceso. Tuo pačiu metu jis turi būti visiškai tikras, kad tai nesukels avarijos. Patirtis ir intuicija, kurios nėra prieinamos mašinoms, padeda jam apsispręsti.

Toks kryptingas įsikišimas į automatines sistemas nekelia rimto pavojaus, jei sprendimą priima profesionalas. Visos automatikos išjungimas ir sistemos perkėlimas į rankinio valdymo režimą yra kupinas rimtų pasekmių dėl to, kad žmogus negali greitai reaguoti į situacijos pasikeitimą.

Klasikinis pavyzdys – avarija Černobylio atominėje elektrinėje, kuri tapo didžiausia praėjusio amžiaus žmogaus sukelta katastrofa. Taip atsitiko būtent dėl ​​automatinio režimo išjungimo, kai jau sukurtos avarijų prevencijos programos negalėjo turėti įtakos situacijos stoties reaktoriuje raidai.

Atskirų procesų automatizavimas pramonėje prasidėjo dar XIX a. Užtenka prisiminti Watt sukurtą automatinį išcentrinį reguliatorių garo varikliams. Tačiau tik prasidėjus pramoniniam elektros naudojimui, tapo įmanoma platesnė ne atskirų procesų, o ištisų technologinių ciklų automatizacija – taip yra dėl to, kad anksčiau mechaninė galia į metalo pjovimo stakles buvo perduodama transmisijų pagalba ir diskai.

Centralizuota elektros gamyba ir jos naudojimas pramonėje apskritai prasidėjo tik XX amžiuje – prieš Pirmąjį pasaulinį karą, kai kiekviena mašina buvo aprūpinta savo elektros varikliu. Būtent ši aplinkybė leido mechanizuoti ne tik pačios mašinos gamybos procesą, bet ir mechanizuoti jos valdymą. Tai buvo pirmas žingsnis kuriant automatines mašinas... Pirmieji jų pavyzdžiai pasirodė XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pradžioje. Tada atsirado pats terminas „automatizuota gamyba“.

Rusijoje, paskui SSRS, pirmieji žingsniai šia kryptimi buvo padaryti XX amžiaus trečiajame ir ketvirtajame dešimtmetyje. Pirmą kartą guolių dalių gamyboje naudojamos automatinės metalo pjovimo staklės. Tada prasidėjo pirmoji pasaulyje visiškai automatizuota traktorių variklių stūmoklių gamyba.

Technologiniai ciklai buvo sujungti į vieną automatizuotą procesą, pradedant žaliavų pakrovimu ir baigiant gatavų detalių pakavimu. Tai tapo įmanoma dėl to meto plačiai paplitusios modernios elektros įrangos, įvairių relių, nuotolinių jungiklių ir, žinoma, pavarų.

Ir tik pirmųjų elektroninių kompiuterių atsiradimas leido pasiekti naują automatizavimo lygį. Dabar technologinis procesas nebelaikomas tik atskirų operacijų visuma, kurią reikia atlikti tam tikra seka, kad būtų gautas rezultatas. Dabar visas procesas tapo vienu.

Šiuo metu automatinės valdymo sistemos ne tik vykdo gamybos procesą, bet ir jį kontroliuoja, stebi avarinių ir avarinių situacijų atsiradimą.Jie paleidžia ir sustabdo technologinę įrangą, stebi perkrovas ir praktikuoja veiksmus nelaimingų atsitikimų atveju.

Pastaruoju metu automatinės valdymo sistemos leidžia lengviau perstatyti įrangą, kad būtų galima gaminti naujus produktus. Tai jau visa sistema, susidedanti iš atskirų automatinių kelių režimų sistemų, sujungtų su centriniu kompiuteriu, kuris sujungia jas į vieną tinklą ir išduoda vykdyti užduotis.

Kiekviena posistemė yra atskiras kompiuteris su savo programine įranga, skirta atlikti savo užduotis. Tai jau lankstūs gamybos moduliai. Jos vadinamos lanksčiomis, nes jas galima perkonfigūruoti prie kitų technologinių procesų ir taip plėsti gamybą, ją paįvairinti.

Automatizuotos gamybos viršūnė yra pramoniniai robotai… Automatika persmelkė gamybą iš viršaus į apačią. Transporto linija žaliavų gamybai tiekimui veikia automatiškai. Valdymas ir projektavimas yra automatizuoti. Žmogaus patirtis ir intelektas naudojami tik ten, kur elektronika jų negali pakeisti.