Automatizacija tehnoloških procesa

Automatizacija proizvodnih procesa glavni je smjer u kojem se trenutno kreće proizvodnja diljem svijeta. Sve ono što je prije obavljao sam čovjek, njegove funkcije, ne samo fizičke, već i intelektualne, postupno prelaze na tehnologiju, koja sama izvodi tehnološke cikluse i kontrolira ih. Ovo je sada glavni tok moderne tehnologije. Uloga čovjeka u mnogim industrijama sada je svedena samo na upravljača nad automatskim upravljačem.

U općem slučaju, pod pojmom "kontrola procesa" podrazumijeva se skup operacija potrebnih za pokretanje, zaustavljanje procesa, kao i za održavanje ili promjenu u željenom smjeru fizičkih veličina (indikatora procesa). Pojedinačni strojevi, čvorovi, uređaji, uređaji, kompleksi strojeva i uređaja kojima je potrebno upravljati, koji provode tehnološke procese, nazivaju se objekti upravljanja ili upravljani objekti u automatizaciji. Upravljani objekti vrlo su raznoliki po namjeni.

Automatizacija tehnoloških procesa - zamjena fizičkog rada osobe utrošene na upravljanje mehanizmima i strojevima radom posebnih uređaja koji omogućuju ovu kontrolu (regulacija različitih parametara, postizanje određene produktivnosti i kvalitete proizvoda bez ljudske intervencije) .

Automatizacija proizvodnih procesa omogućuje nekoliko puta povećanje produktivnosti rada, poboljšanje njegove sigurnosti, ekološke prihvatljivosti, poboljšanje kvalitete proizvoda i učinkovitije korištenje proizvodnih resursa, uključujući ljudski potencijal.

Automatizacija tehnoloških procesa i proizvodnje ne znači da su ti procesi mogući bez ljudskog rada. Ljudski rad i danas ostaje osnova proizvodnje, samo se mijenja njegova priroda i sadržaj. Funkcije projektiranja automatskih uređaja, njihova povremena prilagodba, razvoj i uvođenje programa padaju na osobu, što zahtijeva visokokvalificirane stručnjake i, općenito, rad ljudi postaje složeniji.

Svaki tehnološki proces kreiran je i provodi se s određenom svrhom. Izrada konačnog proizvoda ili dobivanje međurezultata. Dakle, svrha automatizirane proizvodnje može biti sortiranje, transport, pakiranje proizvoda. Automatizacija proizvodnje može biti potpuna, složena i djelomična.

Djelomična automatizacija događa se kada se radnja ili odvojeni proizvodni ciklus provodi u automatskom načinu rada. U tom je slučaju dopušteno ograničeno sudjelovanje osobe u njemu.Najčešće se djelomična automatizacija odvija kada se proces odvija prebrzo da bi osoba sama u njemu mogla u potpunosti sudjelovati, dok prilično primitivni mehanički uređaji pokretani električnom opremom izvrsno rade s njim.

Djelomična automatizacija, u pravilu, koristi se na već radnoj opremi, to je dodatak njoj. Ipak, najveću učinkovitost pokazuje kada je od početka uključen u cjelokupni sustav automatizacije — odmah se razvija, proizvodi i instalira kao sastavni dio.

Složena automatizacija trebala bi pokriti zasebno veliko proizvodno područje, to može biti zasebna radionica, elektrana. U ovom slučaju, cjelokupna proizvodnja radi u načinu jednog međusobno povezanog automatiziranog kompleksa. Potpuna automatizacija proizvodnih procesa nije uvijek preporučljiva. Područje primjene je suvremena visokorazvijena proizvodnja koja koristi izuzetno pouzdanu opremu.

Kvar jednog od strojeva ili jedinica odmah zaustavlja cijeli proizvodni ciklus. Takva proizvodnja mora imati samoregulaciju i samoorganizaciju, koja se odvija prema unaprijed izrađenom programu. Pritom, osoba sudjeluje u proizvodnom procesu samo kao stalni kontrolor, prati stanje cijelog sustava i njegovih pojedinih dijelova, intervenira u pokretanju i pokretanju proizvodnje te u slučaju izvanrednih situacija, odn. opasnost od takve pojave.

Najviši stupanj automatizacije proizvodnih procesa — potpuna automatizacija... U njemu sam sustav ostvaruje ne samo proces proizvodnje, već i potpunu kontrolu nad njim, koju provode sustavi automatskog upravljanja.Potpuna automatizacija ima smisla u ekonomičnoj, održivoj proizvodnji s uhodanim tehnološkim procesima s konstantnim načinom rada.

Sva moguća odstupanja od norme moraju se unaprijed predvidjeti i razviti sustavi zaštite od njih. Također, potpuna automatizacija je potrebna za rad koji može ugroziti život, zdravlje čovjeka ili se obavlja na njemu nedostupnim mjestima - pod vodom, u agresivnom okruženju, u svemiru.

Svaki sustav sastoji se od komponenti koje obavljaju određene funkcije. U automatiziranom sustavu senzori uzimaju očitanja i prenose ih kako bi donijeli odluku o tome kako upravljati sustavom, uređaj već izvršava naredbu. Najčešće je to električna oprema, jer je uz pomoć električne struje prikladnije izvršavati naredbe.

Potrebno je odvojiti automatizirani sustav upravljanja i automatski. U automatiziranom sustavu upravljanja senzori prenose očitanja na upravljačku ploču operatera, a on, nakon što je donio odluku, prenosi naredbu izvršnoj opremi. U automatskom sustavu — signal analiziraju elektronički uređaji, oni, nakon što su donijeli odluku, daju naredbu izvršnim uređajima.

Ljudsko sudjelovanje u automatskim sustavima je neophodno, iako kao upravljač. Ima mogućnost u svakom trenutku intervenirati u tehnološki proces, ispraviti ga ili zaustaviti.

Tako se senzor temperature može oštetiti i dati netočna očitanja. U tom će slučaju elektronika svoje podatke smatrati pouzdanima bez da ih dovodi u pitanje.

Ljudski um višestruko nadmašuje mogućnosti elektroničkih uređaja, iako je inferioran u odnosu na njih u pogledu brzine reakcije. Operater može prepoznati da je senzor neispravan, procijeniti rizike i jednostavno ga isključiti bez prekidanja procesa. Istodobno, mora biti potpuno siguran da to neće dovesti do nesreće. Iskustvo i intuicija, koji su strojevima nedostupni, pomažu mu da donese odluku.

Takva ciljana intervencija u automatskim sustavima ne predstavlja ozbiljan rizik ako odluku donosi stručna osoba. Isključivanje sve automatizacije i prebacivanje sustava u način ručnog upravljanja prepuno je ozbiljnih posljedica zbog činjenice da osoba ne može brzo reagirati na promjenu situacije.

Klasičan primjer je nesreća u nuklearnoj elektrani u Černobilu, koja je postala najveća katastrofa prošlog stoljeća koju je izazvao čovjek. To se dogodilo upravo zbog gašenja automatskog načina rada, kada već razvijeni programi prevencije u hitnim slučajevima nisu mogli utjecati na razvoj situacije u reaktoru stanice.

Automatizacija pojedinih procesa započela je u industriji još u 19. stoljeću. Dovoljno je prisjetiti se Wattovog automatskog centrifugalnog regulatora za parne strojeve. Ali tek s početkom industrijske uporabe električne energije postala je moguća šira automatizacija ne pojedinačnih procesa, već cijelih tehnoloških ciklusa.To je zbog činjenice da se prethodno mehanička snaga prenosila na strojeve za rezanje metala uz pomoć prijenosnika i pogoni.

Centralizirana proizvodnja električne energije i njezina uporaba u industriji u cjelini započela je tek u dvadesetom stoljeću - prije Prvog svjetskog rata, kada je svaki stroj bio opremljen vlastitim elektromotorom. Upravo je ta okolnost omogućila mehanizaciju ne samo proizvodnog procesa samog stroja, već i mehanizaciju njegovog upravljanja. Ovo je bio prvi korak prema stvaranju automatskih strojeva ... Prvi uzorci koji su se pojavili početkom 1930-ih. Tada je nastao i sam izraz "automatizirana proizvodnja".

U Rusiji, potom u SSSR-u, prvi koraci u tom smjeru učinjeni su 30-ih i 40-ih godina prošlog stoljeća. Po prvi put se u proizvodnji ležajnih dijelova koriste automatski strojevi za rezanje metala. Tada je došla prva u svijetu potpuno automatizirana proizvodnja klipova za traktorske motore.

Tehnološki ciklusi spojeni su u jedan automatizirani proces, počevši od utovara sirovina do pakiranja gotovih dijelova. To je postalo moguće zahvaljujući širokoj upotrebi moderne električne opreme u to vrijeme, raznim relejima, daljinskim prekidačima i, naravno, pogonima.

I tek je pojava prvih elektroničkih računala omogućila postizanje nove razine automatizacije. Sada se tehnološki proces prestao smatrati samo skupom zasebnih operacija koje se moraju izvesti u određenom slijedu kako bi se dobio rezultat. Sada je cijeli proces postao jedno.

Trenutno automatski sustavi upravljanja ne samo da provode proizvodni proces, već ga i kontroliraju, prate pojavu hitnih i izvanrednih situacija.Pokreću i zaustavljaju tehnološku opremu, prate preopterećenja i uvježbavaju postupanje u slučaju nezgoda.

Nedavno, automatski sustavi upravljanja olakšavaju obnovu opreme za proizvodnju novih proizvoda. Ovo je već cijeli sustav koji se sastoji od pojedinačnih automatskih višemodnih sustava povezanih sa središnjim računalom koje ih povezuje u jednu mrežu i izdaje zadatke za izvršenje.

Svaki podsustav je zasebno računalo s vlastitim softverom dizajniranim za obavljanje vlastitih zadataka. Ovo su već fleksibilni proizvodni moduli. Nazivaju se fleksibilnim jer se mogu rekonfigurirati za druge tehnološke procese i tako proširiti proizvodnju, diverzificirati je.

Vrhunac automatizirane proizvodnje je industrijski roboti… Automatizacija je prožela proizvodnju od vrha prema dolje. Automatski radi transportna linija za opskrbu sirovinama za proizvodnju. Upravljanje i dizajn su automatizirani. Ljudsko iskustvo i inteligencija koriste se samo tamo gdje ih elektronika ne može zamijeniti.