Automatisering av teknologiske prosesser

Automatisering av produksjonsprosesser er hovedretningen som produksjonen for tiden beveger seg rundt om i verden. Alt som tidligere ble utført av mennesket selv, hans funksjoner, ikke bare fysiske, men også intellektuelle, går gradvis over til teknologi, som selv utfører teknologiske sykluser og utøver kontroll over dem. Dette er hovedstrømmen av moderne teknologi nå. Rollen til et menneske i mange bransjer er nå redusert til bare en kontroller fremfor en automatisk kontroller.

I det generelle tilfellet er begrepet "prosesskontroll" forstått som et sett med operasjoner som er nødvendige for å starte, stoppe prosessen, samt for å opprettholde eller endre i den nødvendige retningen de fysiske mengdene (prosessindikatorer). Individuelle maskiner, noder, enheter, enheter, komplekser av maskiner og enheter som må kontrolleres, som utfører teknologiske prosesser, kalles kontrollobjekter eller kontrollerte objekter i automatisering. Administrerte objekter har svært forskjellige formål.

Automatisering av teknologiske prosesser - erstatning av det fysiske arbeidet til en person brukt på styring av mekanismer og maskiner gjennom drift av spesielle enheter som gir denne kontrollen (regulering av ulike parametere, oppnå en viss produktivitet og kvalitet på produktet uten menneskelig innblanding) .

Automatisering av produksjonsprosesser gjør det mulig å øke arbeidsproduktiviteten flere ganger, forbedre sikkerheten, miljøvennligheten, forbedre kvaliteten på produktene og mer effektivt bruke produksjonsressurser, inkludert menneskelig potensial.

Automatisering av teknologiske prosesser og produksjon betyr ikke at disse prosessene er mulige uten menneskelig arbeidskraft. Menneskelig arbeidskraft i dag er fortsatt grunnlaget for produksjonen, bare dens natur og innhold endres. Funksjonene til å designe automatiske enheter, deres periodiske justering, utvikling og introduksjon av programmer faller på en person, noe som krever høyt kvalifiserte spesialister, og generelt blir folks arbeid mer komplisert.

Hver teknologisk prosess skapes og implementeres med et bestemt formål. Produksjon av sluttproduktet eller for å oppnå et mellomresultat. Så hensikten med automatisert produksjon kan være å sortere, transportere, pakke produktet. Produksjonsautomatisering kan være komplett, kompleks og delvis.

Delvis automatisering oppstår når en operasjon eller en separat produksjonssyklus utføres i automatisk modus. I dette tilfellet er begrenset deltakelse av en person tillatt i det.Oftest skjer delvis automatisering når prosessen går for raskt til at personen selv kan delta fullt ut i den, mens ganske primitive mekaniske enheter drevet av elektrisk utstyr gjør en utmerket jobb med det.

Delvis automatisering brukes som regel på allerede fungerende utstyr, det er et tillegg til det. Imidlertid viser den størst effektivitet når den er inkludert i det totale automatiseringssystemet fra begynnelsen - det er umiddelbart utviklet, produsert og installert som en integrert del.

Kompleks automatisering skal dekke et eget stort produksjonsområde, det kan være et eget verksted, kraftverk. I dette tilfellet fungerer hele produksjonen i modusen til et enkelt sammenkoblet automatisert kompleks. Full automatisering av produksjonsprosesser er ikke alltid tilrådelig. Bruksområdet er moderne høyt utviklet produksjon som bruker ekstremt pålitelig utstyr.

Feil på en av maskinene eller enhetene stopper umiddelbart hele produksjonssyklusen. Slik produksjon skal ha selvregulering og selvorganisering, som gjennomføres etter et tidligere opprettet program. Samtidig deltar en person i produksjonsprosessen kun som en permanent kontroller, overvåker tilstanden til hele systemet og dets individuelle deler, griper inn i oppstart og oppstart av produksjon og i nødssituasjoner, eller med trusselen om en slik hendelse.

Det høyeste nivået av automatisering av produksjonsprosesser — full automatisering... I det utøver systemet selv ikke bare produksjonsprosessen, men også full kontroll over den, som utføres av automatiske kontrollsystemer.Full automatisering gir mening i kostnadseffektiv, bærekraftig produksjon med etablerte teknologiske prosesser med konstant driftsform.

Alle mulige avvik fra normen må forutses på forhånd og det må utvikles systemer for beskyttelse mot dem. Full automatisering er også nødvendig for arbeid som kan sette menneskers liv, helse i fare eller utføres på steder som er utilgjengelige for ham - under vann, i et aggressivt miljø, i verdensrommet.

Hvert system består av komponenter som utfører spesifikke funksjoner. I et automatisert system tar sensorer avlesninger og sender dem for å ta en beslutning om hvordan systemet skal betjenes, kommandoen er allerede utført av enheten. Oftest er dette elektrisk utstyr, siden ved hjelp av elektrisk strøm er det mer hensiktsmessig å utføre kommandoer.

Det er nødvendig å skille det automatiserte kontrollsystemet og det automatiske. I et automatisert kontrollsystem sender sensorer avlesninger til operatørens kontrollpanel, og han, etter å ha tatt en beslutning, sender kommandoen til det utøvende utstyret. I et automatisk system - signalet analyseres av elektroniske enheter, de, etter å ha tatt en beslutning, gir en kommando til de utførende enhetene.

Menneskelig involvering i automatiske systemer er nødvendig, om enn som kontroller. Han har evnen til når som helst å gripe inn i den teknologiske prosessen, korrigere eller stoppe den.

Så temperatursensoren kan bli skadet og gi feil avlesning. I dette tilfellet vil elektronikken oppfatte dataene sine som pålitelige uten å stille spørsmål ved dem.

Det menneskelige sinnet overgår mange ganger evnene til elektroniske enheter, selv om det er dårligere enn dem når det gjelder reaksjonshastighet. Operatøren kan gjenkjenne at sensoren er defekt, vurdere risikoen og ganske enkelt slå den av uten å avbryte prosessen. Samtidig skal han være helt sikker på at dette ikke fører til en ulykke. Erfaring og intuisjon, som ikke er tilgjengelig for maskiner, hjelper ham med å ta en avgjørelse.

Slike målrettede inngrep i automatiske systemer utgjør ingen alvorlig risiko dersom beslutningen tas av en fagperson. Å slå av all automatisering og overføre systemet til manuell kontrollmodus er full av alvorlige konsekvenser på grunn av det faktum at en person ikke raskt kan reagere på en endring i situasjonen.

Et klassisk eksempel er ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl, som ble den største menneskeskapte katastrofen i forrige århundre. Dette skjedde nettopp på grunn av nedleggelsen av den automatiske modusen, da allerede utviklede nødforebyggingsprogrammer ikke kunne påvirke utviklingen av situasjonen i stasjonens reaktor.

Automatiseringen av enkeltprosesser begynte i industrien allerede på 1800-tallet. Det er nok å huske den automatiske sentrifugalregulatoren for dampmotorer designet av Watt. Men først med begynnelsen av industriell bruk av elektrisitet ble en bredere automatisering mulig, ikke av individuelle prosesser, men av hele teknologiske sykluser. Dette skyldes det faktum at tidligere mekanisk kraft ble overført til metallskjæremaskiner ved hjelp av transmisjoner og kjører.

Sentralisert produksjon av elektrisitet og bruken av den i industrien som helhet begynte først i det tjuende århundre - før første verdenskrig, da hver maskin var utstyrt med sin egen elektriske motor. Det var denne omstendigheten som gjorde det mulig å mekanisere ikke bare produksjonsprosessen til selve maskinen, men også å mekanisere styringen. Dette var det første skrittet mot opprettelsen av automatiske maskiner... De første prøvene dukket opp på begynnelsen av 1930-tallet. Da oppsto selve begrepet «automatisert produksjon».

I Russland, deretter i USSR, ble de første skritt i denne retningen tatt på 1930- og 1940-tallet. For første gang brukes automatiske metallskjæremaskiner i produksjonen av lagerdeler. Så kom verdens første helautomatiserte produksjon av stempler til traktormotorer.

Teknologiske sykluser ble kombinert til én automatisert prosess, som startet med lasting av råvarer og avsluttet med pakking av ferdige deler. Dette ble mulig takket være den utbredte bruken av moderne elektrisk utstyr på den tiden, ulike releer, fjernbrytere og, selvfølgelig, stasjoner.

Og bare bruken av de første elektroniske datamaskinene gjorde det mulig å nå et nytt nivå av automatisering. Nå har den teknologiske prosessen sluttet å bli vurdert bare som et sett med separate operasjoner som må utføres i en viss sekvens for å oppnå et resultat. Nå er hele prosessen blitt en.

For øyeblikket utfører automatiske kontrollsystemer ikke bare produksjonsprosessen, men kontrollerer den også, overvåker forekomsten av nød- og nødsituasjoner.De starter og stopper teknologisk utstyr, overvåker overbelastninger og øver på handlinger i tilfelle ulykker.

Nylig har automatiske kontrollsystemer gjort det enklere å bygge om utstyr for å produsere nye produkter. Dette er allerede et helt system som består av individuelle automatiske multimodussystemer koblet til en sentral datamaskin som kobler dem sammen i et enkelt nettverk og utsteder oppgaver for utførelse.

Hvert delsystem er en egen datamaskin med sin egen programvare designet for å utføre sine egne oppgaver. Dette er allerede fleksible produksjonsmoduler. De kalles fleksible fordi de kan omkonfigureres til andre teknologiske prosesser og dermed utvide produksjonen, diversifisere den.

Høydepunktet for automatisert produksjon er industriroboter... Automatisering har gjennomsyret produksjonen fra toppen og ned. En transportlinje for tilførsel av råvarer til produksjon fungerer automatisk. Ledelse og design er automatisert. Menneskelig erfaring og intelligens brukes bare der elektronikk ikke kan erstatte dem.