Avtomatizacija tehnoloških procesov

Avtomatizacija proizvodnih procesov je glavna smer, v katero se trenutno premika proizvodnja po vsem svetu. Vse, kar je prej opravljal človek sam, njegove funkcije, ne le fizične, ampak tudi intelektualne, postopoma prehajajo v tehnologijo, ki sama izvaja tehnološke cikle in jih nadzoruje. To je zdaj glavni tok sodobne tehnologije. Vloga človeka v mnogih panogah je zdaj zmanjšana le na krmilnika nad avtomatskim krmilnikom.

V splošnem se izraz "kontrola procesa" razume kot niz operacij, potrebnih za zagon, zaustavitev procesa, pa tudi za vzdrževanje ali spreminjanje fizičnih količin (kazalcev procesa) v zahtevani smeri. Posamezni stroji, vozlišča, naprave, naprave, kompleksi strojev in naprav, ki jih je treba krmiliti, ki izvajajo tehnološke procese, se v avtomatizaciji imenujejo krmilni objekti ali nadzorovani objekti. Upravljani objekti so po namembnosti zelo raznoliki.

Avtomatizacija tehnoloških procesov - nadomestitev fizičnega dela osebe, porabljenega za upravljanje mehanizmov in strojev z delovanjem posebnih naprav, ki zagotavljajo ta nadzor (regulacija različnih parametrov, doseganje določene produktivnosti in kakovosti izdelka brez človekovega posredovanja). .

Avtomatizacija proizvodnih procesov omogoča večkratno povečanje produktivnosti dela, izboljšanje njegove varnosti, prijaznosti do okolja, izboljšanje kakovosti izdelkov in učinkovitejšo uporabo proizvodnih virov, vključno s človeškim potencialom.

Avtomatizacija tehnoloških procesov in proizvodnje ne pomeni, da so ti procesi mogoči brez človeškega dela. Človeško delo danes ostaja osnova proizvodnje, spreminjata se le njegova narava in vsebina. Funkcije načrtovanja avtomatskih naprav, njihove občasne prilagoditve, razvoja in uvajanja programov so na osebi, kar zahteva visoko usposobljene strokovnjake in na splošno delo ljudi postane bolj zapleteno.

Vsak tehnološki proces je ustvarjen in izveden z določenim namenom. Izdelava končnega izdelka ali za pridobitev vmesnega rezultata. Torej je namen avtomatizirane proizvodnje lahko sortiranje, transport, pakiranje izdelka. Avtomatizacija proizvodnje je lahko popolna, kompleksna in delna.

Delna avtomatizacija se zgodi, ko se operacija ali ločen proizvodni cikel izvaja v avtomatskem načinu. V tem primeru je dovoljeno omejeno sodelovanje osebe v njem.Najpogosteje pride do delne avtomatizacije, ko proces poteka prehitro, da bi človek sam lahko v celoti sodeloval v njem, medtem ko precej primitivne mehanske naprave, ki jih poganja električna oprema, z njim odlično opravljajo delo.

Delna avtomatizacija se praviloma uporablja na že delujoči opremi, je njen dodatek. Največjo učinkovitost pa pokaže, ko je že od začetka vključen v celoten sistem avtomatizacije – takoj se razvije, izdela in vgradi kot sestavni del.

Kompleksna avtomatizacija mora zajemati ločeno veliko proizvodno območje, lahko je ločena delavnica, elektrarna. V tem primeru celotna proizvodnja deluje v načinu enega samega med seboj povezanega avtomatiziranega kompleksa. Popolna avtomatizacija proizvodnih procesov ni vedno priporočljiva. Področje njegove uporabe je sodobna visoko razvita proizvodnja, ki uporablja izjemno zanesljivo opremo.

Okvara enega od strojev ali enot takoj ustavi celoten proizvodni cikel. Takšna proizvodnja mora imeti samoregulacijo in samoorganizacijo, ki se izvaja po vnaprej izdelanem programu. Hkrati pa oseba sodeluje v proizvodnem procesu le kot stalni kontrolor, spremlja stanje celotnega sistema in njegovih posameznih delov, posreduje pri zagonu in zagonu proizvodnje ter v primeru izrednih razmer oz. nevarnosti takega pojava.

Najvišja stopnja avtomatizacije proizvodnih procesov — popolna avtomatizacija... Pri njej sistem sam izvaja ne le proizvodni proces, temveč tudi popoln nadzor nad njim, ki ga izvajajo avtomatski nadzorni sistemi.Popolna avtomatizacija je smiselna v stroškovno učinkoviti, trajnostni proizvodnji z vzpostavljenimi tehnološkimi procesi s stalnim načinom delovanja.

Vnaprej je treba predvideti vsa možna odstopanja od norme in razviti sisteme za zaščito pred njimi. Prav tako je potrebna popolna avtomatizacija za delo, ki lahko ogrozi življenje, zdravje ljudi ali se izvaja na mestih, ki so zanj nedostopna - pod vodo, v agresivnem okolju, v vesolju.

Vsak sistem je sestavljen iz komponent, ki opravljajo določene funkcije. V avtomatiziranem sistemu senzorji vzamejo odčitke in jih posredujejo, da se odločijo, kako upravljati sistem, ukaz pa naprava že izvede. Najpogosteje je to električna oprema, saj je s pomočjo električnega toka smotrneje izvajati ukaze.

Treba je ločiti avtomatski krmilni sistem in avtomatski. V avtomatiziranem krmilnem sistemu senzorji prenašajo odčitke na nadzorno ploščo operaterja, on pa po odločitvi posreduje ukaz izvršni opremi. V avtomatskem sistemu - signal analizirajo elektronske naprave, ki po odločitvi dajo ukaz izvršilnim napravam.

Človekova udeležba v avtomatskih sistemih je nujna, pa čeprav kot krmilnik. V vsakem trenutku ima možnost poseči v tehnološki proces, ga popraviti ali ustaviti.

Tako se lahko temperaturni senzor poškoduje in daje napačne odčitke. V tem primeru bo elektronika svoje podatke zaznala kot zanesljive, ne da bi jih dvomila.

Človeški um večkrat presega zmogljivosti elektronskih naprav, čeprav je slabši od njih glede hitrosti reakcije. Operater lahko prepozna, da je senzor pokvarjen, oceni tveganje in ga preprosto izklopi, ne da bi prekinil proces. Hkrati mora biti popolnoma prepričan, da zaradi tega ne bo prišlo do nesreče. Pri odločitvi mu pomagajo izkušnje in intuicija, ki ju stroji nimajo.

Tak ciljni poseg v avtomatske sisteme ne predstavlja resnega tveganja, če se zanj odloči strokovnjak. Izklop vse avtomatizacije in prenos sistema v način ročnega upravljanja je preobremenjen z resnimi posledicami zaradi dejstva, da se oseba ne more hitro odzvati na spremembo situacije.

Klasičen primer je nesreča v jedrski elektrarni v Černobilu, ki je postala največja nesreča prejšnjega stoletja, ki jo je povzročil človek. To se je zgodilo prav zaradi zaustavitve avtomatskega načina, ko že razviti programi za preprečevanje izrednih dogodkov niso mogli vplivati ​​na razvoj situacije v reaktorju postaje.

Avtomatizacija posameznih procesov se je v industriji začela že v 19. stoletju. Dovolj je spomniti se na avtomatski centrifugalni regulator za parne stroje, ki ga je zasnoval Watt. Toda šele z začetkom industrijske uporabe električne energije je postala možna širša avtomatizacija ne posameznih procesov, temveč celotnih tehnoloških ciklov, ker se je prej mehanska moč prenašala na stroje za rezanje kovin s pomočjo prenosov in pogoni.

Centralizirana proizvodnja električne energije in njena uporaba v industriji kot celoti se je začela šele v dvajsetem stoletju – pred prvo svetovno vojno, ko je bil vsak stroj opremljen z lastnim elektromotorjem. Prav ta okoliščina je omogočila mehanizacijo ne le proizvodnega procesa samega stroja, temveč tudi mehanizacijo njegovega upravljanja. To je bil prvi korak k ustvarjanju avtomatskih strojev ... Prvi vzorci so se pojavili v zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja. Potem se je pojavil sam izraz "avtomatizirana proizvodnja".

V Rusiji, takrat še v ZSSR, so bili prvi koraki v tej smeri narejeni v tridesetih in štiridesetih letih prejšnjega stoletja. Pri izdelavi ležajnih delov so prvič uporabljeni avtomatski stroji za rezanje kovin. Potem je prišla prva na svetu popolnoma avtomatizirana proizvodnja batov za traktorske motorje.

Tehnološke cikle smo združili v en avtomatiziran proces, ki se začne z nakladanjem surovin in konča s pakiranjem končnih delov. To je postalo mogoče zaradi široke uporabe sodobne električne opreme v tistem času, različnih relejev, daljinskih stikal in seveda pogonov.

In šele pojav prvih elektronskih računalnikov je omogočil doseganje nove ravni avtomatizacije. Zdaj tehnološki proces ni več obravnavan le kot niz ločenih operacij, ki jih je treba izvesti v določenem zaporedju, da bi dobili rezultat. Zdaj je celoten proces postal eno.

Trenutno avtomatski nadzorni sistemi ne samo vodijo proizvodni proces, ampak ga tudi nadzorujejo, spremljajo pojav izrednih in izrednih razmer.Zaganjajo in ustavljajo tehnološko opremo, spremljajo preobremenitve in vadijo ukrepanje ob nesrečah.

V zadnjem času avtomatski nadzorni sistemi olajšajo obnovo opreme za proizvodnjo novih izdelkov. To je že celoten sistem, sestavljen iz posameznih samodejnih večmodnih sistemov, povezanih s centralnim računalnikom, ki jih povezuje v eno omrežje in izda naloge za izvedbo.

Vsak podsistem je ločen računalnik z lastno programsko opremo, ki je zasnovana za opravljanje lastnih nalog. To so že prilagodljivi proizvodni moduli. Fleksibilni se imenujejo zato, ker jih je mogoče preoblikovati v druge tehnološke procese in tako razširiti proizvodnjo, jo diverzificirati.

Vrhunec avtomatizirane proizvodnje je industrijski roboti… Avtomatizacija je prežela proizvodnjo od zgoraj navzdol. Transportna linija za dobavo surovin za proizvodnjo deluje samodejno. Upravljanje in oblikovanje sta avtomatizirana. Človeške izkušnje in inteligenca se uporablja le tam, kjer ju elektronika ne more nadomestiti.