Automatizarea proceselor tehnologice

Automatizarea proceselor de producție este principala direcție în care producția se mișcă în prezent în întreaga lume. Tot ceea ce a fost îndeplinit anterior de omul însuși, funcțiile sale, nu numai fizice, ci și intelectuale, trec treptat la tehnologie, care ea însăși realizează cicluri tehnologice și exercită controlul asupra lor. Acesta este curentul principal al tehnologiei moderne acum. Rolul unui om în multe industrii este acum redus la doar un controler peste un controler automat.

În cazul general, termenul de „control al procesului” este înțeles ca un ansamblu de operațiuni necesare pentru demararea, oprirea procesului, precum și pentru menținerea sau modificarea în direcția cerută a cantităților fizice (indicatori de proces). Mașinile individuale, nodurile, dispozitivele, dispozitivele, complexele de mașini și dispozitivele care trebuie controlate, care efectuează procese tehnologice, se numesc obiecte de control sau obiecte controlate în automatizare. Obiectele gestionate sunt foarte diverse ca scop.

Automatizarea proceselor tehnologice — înlocuirea muncii fizice a unei persoane cheltuite pentru gestionarea mecanismelor și mașinilor prin operarea unor dispozitive speciale care asigură acest control (reglarea diferiților parametri, realizarea unei anumite productivități și calitate a produsului fără intervenția umană) .

Automatizarea proceselor de producție face posibilă creșterea productivității muncii de mai multe ori, îmbunătățirea siguranței acesteia, respectarea mediului, îmbunătățirea calității produselor și utilizarea mai eficientă a resurselor de producție, inclusiv a potențialului uman.

Automatizarea proceselor tehnologice și a producției nu înseamnă că aceste procese sunt posibile fără munca umană. Munca umană rămâne astăzi la baza producției, doar natura și conținutul acesteia se schimbă. Funcțiile de proiectare a dispozitivelor automate, reglarea lor periodică, dezvoltarea și introducerea programelor revin unei persoane, ceea ce necesită specialiști înalt calificați și, în general, munca oamenilor devine mai complicată.

Fiecare proces tehnologic este creat și implementat cu un scop specific. Producerea produsului final sau pentru a obține un rezultat intermediar. Deci scopul producției automate poate fi sortarea, transportul, ambalarea produsului. Automatizarea producției poate fi completă, complexă și parțială.

Automatizarea parțială are loc atunci când o operațiune sau un ciclu de producție separat este efectuat în modul automat. În acest caz, participarea limitată a unei persoane la acesta este permisă.Cel mai adesea, automatizarea parțială are loc atunci când procesul decurge prea repede pentru ca persoana însăși să participe pe deplin la el, în timp ce dispozitivele mecanice destul de primitive conduse de echipamente electrice fac o treabă excelentă cu el.

Automatizarea parțială, de regulă, este utilizată pe echipamentele care funcționează deja, este un plus la acesta. Cu toate acestea, arată cea mai mare eficacitate atunci când este inclus de la început în sistemul general de automatizare - este imediat dezvoltat, fabricat și instalat ca parte integrantă.

Automatizarea complexă ar trebui să acopere o zonă mare de producție separată, poate fi un atelier separat, o centrală electrică. În acest caz, întreaga producție funcționează în modul unui singur complex automat interconectat. Automatizarea completă a proceselor de producție nu este întotdeauna recomandabilă. Domeniul său de aplicare este producția modernă, foarte dezvoltată, care utilizează echipamente extrem de fiabile.

Defectarea uneia dintre mașini sau unități oprește imediat întregul ciclu de producție. O astfel de producție trebuie să aibă autoreglementare și autoorganizare, care se desfășoară conform unui program creat anterior. În același timp, o persoană participă la procesul de producție doar în calitate de controlor permanent, monitorizează starea întregului sistem și a părților sale individuale, intervine în pornirea și punerea în funcțiune a producției și în caz de situații de urgență, sau cu amenințarea unui astfel de eveniment.

Cel mai înalt nivel de automatizare a proceselor de producție — automatizarea completă... În el, sistemul în sine exercită nu numai procesul de producție, ci și controlul deplin asupra acestuia, care este realizat de sistemele de control automate.Automatizarea completă are sens în producția rentabilă, durabilă, cu procese tehnologice stabilite, cu un mod constant de funcționare.

Toate posibilele abateri de la normă trebuie prevăzute în prealabil și trebuie dezvoltate sisteme de protecție împotriva acestora. De asemenea, este nevoie de automatizare deplină pentru lucrări care pot pune în pericol viața, sănătatea omului sau se desfășoară în locuri inaccesibile acestuia - sub apă, într-un mediu agresiv, în spațiu.

Fiecare sistem este format din componente care îndeplinesc funcții specifice. Într-un sistem automat, senzorii iau citiri și le transmit pentru a lua o decizie cu privire la modul de operare a sistemului, comanda fiind deja executată de dispozitiv. Cel mai adesea, acesta este un echipament electric, deoarece cu ajutorul curentului electric este mai convenabil să executați comenzi.

Este necesar să se separe sistemul de control automat și automat. Într-un sistem de control automat, senzorii transmit citiri către panoul de control al operatorului, iar acesta, după ce a luat o decizie, transmite comanda către echipamentul executiv. Într-un sistem automat - semnalul este analizat de dispozitive electronice, acestea, după ce au luat o decizie, dau o comandă dispozitivelor de execuție.

Implicarea omului în sistemele automate este necesară, deși ca controlor. Are capacitatea oricând de a interveni în procesul tehnologic, de a-l corecta sau de a-l opri.

Deci senzorul de temperatură se poate deteriora și poate da citiri incorecte. În acest caz, electronica își va percepe datele ca fiind fiabile fără a le pune sub semnul întrebării.

Mintea umană depășește de multe ori capacitățile dispozitivelor electronice, deși este inferioară acestora în ceea ce privește viteza de reacție. Operatorul poate recunoaște că senzorul este defect, poate evalua riscurile și pur și simplu îl poate opri fără a întrerupe procesul. În același timp, trebuie să fie absolut sigur că acest lucru nu va duce la un accident. Experiența și intuiția, care nu sunt disponibile mașinilor, îl ajută să ia o decizie.

O astfel de intervenție direcționată în sistemele automate nu prezintă un risc serios dacă decizia este luată de un profesionist. Oprirea tuturor automatizărilor și transferarea sistemului în modul de control manual este plină de consecințe grave, datorită faptului că o persoană nu poate reacționa rapid la o schimbare a situației.

Un exemplu clasic este accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl, care a devenit cel mai mare dezastru provocat de om din secolul trecut. Acest lucru s-a întâmplat tocmai din cauza opririi modului automat, când programele de prevenire a situațiilor de urgență deja dezvoltate nu au putut influența evoluția situației din reactorul stației.

Automatizarea proceselor individuale a început în industrie încă din secolul al XIX-lea. Este suficient să reamintim regulatorul centrifugal automat pentru motoarele cu abur proiectat de Watt. Dar abia odată cu începerea utilizării industriale a energiei electrice a devenit posibilă o automatizare mai largă nu a proceselor individuale, ci a ciclurilor tehnologice întregi.Acest lucru se datorează faptului că anterior puterea mecanică era transmisă mașinilor de tăiat metal cu ajutorul transmisiilor și unități.

Producția centralizată a energiei electrice și utilizarea sa în industrie în ansamblu au început abia în secolul al XX-lea - înainte de Primul Război Mondial, când fiecare mașină era echipată cu propriul motor electric. Această împrejurare a făcut posibilă mecanizarea nu numai a procesului de producție al mașinii în sine, ci și mecanizarea managementului acesteia. Acesta a fost primul pas spre crearea mașinilor automate... Primele mostre au apărut la începutul anilor ’30. Atunci a apărut însăși termenul de „producție automatizată”.

În Rusia, apoi în URSS, primii pași în această direcție au fost făcuți în anii 1930 și 1940. Pentru prima dată, mașinile automate de tăiat metale sunt utilizate în producția de piese de rulmenți. Apoi a apărut prima producție complet automatizată de pistoane pentru motoarele de tractor.

Ciclurile tehnologice au fost combinate într-un singur proces automatizat, începând cu încărcarea materiilor prime și terminând cu ambalarea pieselor finite. Acest lucru a devenit posibil datorită utilizării pe scară largă a echipamentelor electrice moderne la acea vreme, a diferitelor relee, comutatoare la distanță și, desigur, acționări.

Și doar apariția primelor calculatoare electronice a făcut posibilă atingerea unui nou nivel de automatizare. Acum procesul tehnologic a încetat să fie considerat doar ca un set de operații separate care trebuie efectuate într-o anumită secvență pentru a obține un rezultat. Acum, întregul proces a devenit unul singur.

În prezent, sistemele automate de control nu numai că conduc procesul de producție, ci și îl controlează, monitorizează apariția situațiilor de urgență și de urgență.Aceștia pornesc și opresc echipamentele tehnologice, monitorizează supraîncărcările și practică acțiuni în caz de accidente.

Recent, sistemele automate de control facilitează reconstruirea echipamentelor pentru producerea de produse noi. Acesta este deja un întreg sistem format din sisteme multimode automate individuale conectate la un computer central care le conectează într-o singură rețea și emite sarcini pentru execuție.

Fiecare subsistem este un computer separat cu propriul software conceput pentru a-și îndeplini propriile sarcini. Acestea sunt deja module de producție flexibile. Ele se numesc flexibile pentru ca pot fi reconfigurate la alte procese tehnologice si astfel extind productia, o diversifica.

Punctul culminant al producției automate este roboți industriali… Automatizarea a pătruns în producție de sus în jos. O linie de transport pentru aprovizionarea cu materii prime pentru producție funcționează automat. Managementul și proiectarea sunt automatizate. Experiența umană și inteligența sunt folosite doar acolo unde electronicele nu le pot înlocui.