Tehnoloģisko procesu automatizācija

Ražošanas procesu automatizācija ir galvenais virziens, kurā šobrīd visā pasaulē virzās ražošana. Viss, ko iepriekš veica pats cilvēks, viņa funkcijas, ne tikai fiziskās, bet arī intelektuālās, pamazām pāriet tehnoloģijā, kas pati veic tehnoloģiskos ciklus un kontrolē tos. Tā tagad ir mūsdienu tehnoloģiju galvenā virziens. Cilvēka loma daudzās nozarēs tagad ir samazināta līdz tikai kontrolierim pār automātisko kontrolieri.

Vispārīgā gadījumā ar jēdzienu "procesa vadība" saprot darbību kopumu, kas nepieciešams procesa uzsākšanai, apturēšanai, kā arī fizisko lielumu (procesa indikatoru) uzturēšanai vai maiņai vajadzīgajā virzienā. Atsevišķas mašīnas, mezglus, ierīces, ierīces, mašīnu kompleksus un iekārtas, kuras nepieciešams vadīt, kas veic tehnoloģiskos procesus, automatikā sauc par vadības objektiem vai vadāmiem objektiem. Apsaimniekotie objekti ir ļoti dažādi pēc mērķa.

Tehnoloģisko procesu automatizācija - cilvēka fiziskā darba aizstāšana, kas pavadīta mehānismu un mašīnu vadīšanai, izmantojot īpašas ierīces, kas nodrošina šo kontroli (dažādu parametru regulēšana, noteiktas produktivitātes un produkta kvalitātes sasniegšana bez cilvēka iejaukšanās) .

Ražošanas procesu automatizācija ļauj vairākkārt palielināt darba ražīgumu, uzlabot tā drošību, draudzīgumu videi, uzlabot produkcijas kvalitāti un efektīvāk izmantot ražošanas resursus, tai skaitā cilvēkpotenciālu.

Tehnoloģisko procesu un ražošanas automatizācija nenozīmē, ka šie procesi ir iespējami bez cilvēka darbaspēka. Cilvēku darbs mūsdienās paliek ražošanas pamats, mainās tikai tā būtība un saturs. Automātisko ierīču projektēšanas funkcijas, to periodiskā regulēšana, programmu izstrāde un ieviešana ir cilvēka ziņā, kam nepieciešami augsti kvalificēti speciālisti un kopumā cilvēku darbs kļūst sarežģītāks.

Katrs tehnoloģiskais process tiek veidots un ieviests ar noteiktu mērķi. Galaprodukta ražošana vai starprezultāta iegūšana. Tātad automatizētās ražošanas mērķis var būt preces šķirošana, transportēšana, iepakošana. Ražošanas automatizācija var būt pilnīga, sarežģīta un daļēja.

Daļēja automatizācija notiek, ja operācija vai atsevišķs ražošanas cikls tiek veikts automātiskajā režīmā. Šajā gadījumā ir pieļaujama ierobežota personas dalība tajā.Visbiežāk daļēja automatizācija notiek tad, kad process norit pārāk ātri, lai tajā pilnvērtīgi varētu piedalīties pats cilvēks, savukārt ar to lieliski tiek galā visai primitīvas mehāniskas ierīces, ko darbina elektroiekārtas.

Daļēja automatizācija, kā likums, tiek izmantota jau strādājošām iekārtām, tā ir tās papildinājums. Taču vislielāko efektivitāti tas parāda, kad tas jau no paša sākuma ir iekļauts kopējā automatizācijas sistēmā — tiek uzreiz izstrādāts, izgatavots un uzstādīts kā neatņemama sastāvdaļa.

Kompleksajai automatizācijai jāaptver atsevišķa liela ražošanas zona, tā var būt atsevišķa cehs, spēkstacija. Šajā gadījumā visa ražošana darbojas viena savstarpēji savienota automatizēta kompleksa režīmā. Pilnīga ražošanas procesu automatizācija ne vienmēr ir ieteicama. Tās pielietojuma joma ir mūsdienīga augsti attīstīta ražošana, kurā tiek izmantotas īpaši uzticamas iekārtas.

Kādas mašīnas vai agregāta atteice nekavējoties aptur visu ražošanas ciklu. Šādai ražošanai ir jābūt pašregulācijai un pašorganizācijai, kas tiek veikta saskaņā ar iepriekš izveidotu programmu. Tajā pašā laikā persona piedalās ražošanas procesā tikai kā pastāvīgs kontrolieris, uzrauga visas sistēmas un tās atsevišķu daļu stāvokli, iejaucas ražošanas palaišanā un palaišanā un avārijas situācijās vai ar šāda notikuma draudus.

Augstākais ražošanas procesu automatizācijas līmenis — pilna automatizācija... Tajā pati sistēma realizē ne tikai ražošanas procesu, bet arī pilnu kontroli pār to, ko veic automātiskās vadības sistēmas.Pilnīgai automatizācijai ir jēga rentablā, ilgtspējīgā ražošanā ar izveidotiem tehnoloģiskiem procesiem ar nemainīgu darbības režīmu.

Visas iespējamās novirzes no normas ir iepriekš jāparedz un jāizstrādā sistēmas aizsardzībai pret tām. Tāpat pilna automatizācija nepieciešama darbiem, kas var apdraudēt cilvēka dzīvību, veselību vai tiek veikti viņam nepieejamās vietās - zem ūdens, agresīvā vidē, kosmosā.

Katra sistēma sastāv no komponentiem, kas veic noteiktas funkcijas. Automatizētā sistēmā sensori ņem rādījumus un pārraida tos, lai pieņemtu lēmumu par sistēmas darbināšanu, komanda jau ir izpildīta ar ierīci. Visbiežāk tas ir elektroiekārtas, jo ar elektriskās strāvas palīdzību ir lietderīgāk izpildīt komandas.

Nepieciešams nodalīt automatizēto vadības sistēmu un automātiku. Automatizētā vadības sistēmā sensori nosūta rādījumus uz operatora vadības paneli, un viņš, pieņemot lēmumu, pārraida komandu uz izpildierīci. Automātiskajā sistēmā signālu analizē elektroniskās ierīces, tās, pieņemot lēmumu, dod komandu izpildierīcēm.

Cilvēka iesaistīšanās automātiskajās sistēmās ir nepieciešama, kaut arī kā kontrolieris. Viņam ir iespēja jebkurā brīdī iejaukties tehnoloģiskajā procesā, to labot vai apturēt.

Tādējādi temperatūras sensors var tikt bojāts un sniegt nepareizus rādījumus. Šajā gadījumā elektronika uztvers savus datus kā uzticamus, tos neapšaubot.

Cilvēka prāts daudzkārt pārspēj elektronisko ierīču iespējas, lai gan reakcijas ātruma ziņā tas ir zemāks par tiem. Operators var atpazīt, ka sensors ir bojāts, novērtēt riskus un vienkārši to izslēgt, nepārtraucot procesu. Tajā pašā laikā viņam jābūt pilnīgi pārliecinātam, ka tas nenovedīs pie negadījuma. Pieredze un intuīcija, kas mašīnām nav pieejama, palīdz viņam pieņemt lēmumu.

Šāda mērķtiecīga iejaukšanās automātiskajās sistēmās nerada nopietnu risku, ja lēmumu pieņem profesionālis. Visas automatizācijas izslēgšana un sistēmas pārsūtīšana uz manuālās vadības režīmu ir saistīta ar nopietnām sekām, jo ​​cilvēks nevar ātri reaģēt uz situācijas izmaiņām.

Klasisks piemērs ir avārija Černobiļas atomelektrostacijā, kas kļuva par pagājušā gadsimta lielāko cilvēka izraisīto katastrofu. Tas noticis tieši automātiskā režīma izslēgšanas dēļ, kad jau izstrādātās avārijas novēršanas programmas nevarēja ietekmēt situācijas attīstību stacijas reaktorā.

Atsevišķu procesu automatizācija rūpniecībā sākās jau 19. gadsimtā. Pietiek atgādināt automātisko centrbēdzes regulatoru tvaika dzinējiem, ko izstrādājis Watt. Taču, tikai sākoties rūpnieciskai elektroenerģijas izmantošanai, kļuva iespējama plašāka nevis atsevišķu procesu, bet gan veselu tehnoloģisko ciklu automatizācija, kas ir saistīts ar to, ka agrāk mehāniskā jauda tika nodota metāla griešanas mašīnām ar transmisiju un transmisijas palīdzību. diskus.

Centralizēta elektroenerģijas ražošana un tās izmantošana rūpniecībā kopumā sākās tikai divdesmitajā gadsimtā – pirms Pirmā pasaules kara, kad katra mašīna bija aprīkota ar savu elektromotoru. Tieši šis apstāklis ​​ļāva mehanizēt ne tikai pašas mašīnas ražošanas procesu, bet arī mehanizēt tās vadību. Tas bija pirmais solis ceļā uz automātisko mašīnu radīšanu... Pirmie to paraugi parādījās 30. gadu sākumā. Tad radās pats termins "automatizētā ražošana".

Krievijā, pēc tam PSRS, pirmie soļi šajā virzienā tika sperti pagājušā gadsimta 30. un 40. gados. Pirmo reizi gultņu detaļu ražošanā tiek izmantotas automātiskās metāla griešanas mašīnas. Pēc tam sākās pasaulē pirmā pilnībā automatizētā traktoru dzinēju virzuļu ražošana.

Tehnoloģiskie cikli tika apvienoti vienā automatizētā procesā, sākot ar izejvielu iekraušanu un beidzot ar gatavo detaļu iepakošanu. Tas kļuva iespējams, pateicoties tolaik plaši izplatītajām modernajām elektroiekārtām, dažādiem relejiem, tālvadības slēdžiem un, protams, piedziņām.

Un tikai pirmo elektronisko datoru parādīšanās ļāva sasniegt jaunu automatizācijas līmeni. Tagad tehnoloģiskais process vairs netiek uzskatīts tikai par atsevišķu darbību kopumu, kas jāveic noteiktā secībā, lai iegūtu rezultātu. Tagad viss process ir kļuvis par vienu.

Šobrīd automātiskās vadības sistēmas ne tikai vada ražošanas procesu, bet arī kontrolē to, uzrauga avārijas un avārijas situāciju rašanos.Tie iedarbina un aptur tehnoloģiskās iekārtas, uzrauga pārslodzes un praktizē rīcību negadījumu gadījumā.

Pēdējā laikā automātiskās vadības sistēmas atvieglo iekārtu pārbūvi jaunu produktu ražošanai. Šī jau ir vesela sistēma, kas sastāv no atsevišķām automātiskām vairāku režīmu sistēmām, kas savienotas ar centrālo datoru, kas savieno tās vienā tīklā un izdod izpildei uzdevumus.

Katra apakšsistēma ir atsevišķs dators ar savu programmatūru, kas paredzēta savu uzdevumu veikšanai. Tie jau ir elastīgi ražošanas moduļi. Tos sauc par elastīgiem, jo ​​tos var pārkonfigurēt citiem tehnoloģiskiem procesiem un tādējādi paplašināt ražošanu, dažādot to.

Automatizētās ražošanas virsotne ir industriālie roboti… Automatizācija ir caurstrāvojusi ražošanu no augšas uz leju. Transporta līnija izejvielu piegādei ražošanai darbojas automātiski. Vadība un dizains ir automatizēti. Cilvēka pieredze un intelekts tiek izmantoti tikai tur, kur elektronika tos nevar aizstāt.