Automatyzacja procesów technologicznych to ograniczenie lub wyeliminowanie Praca fizyczna, wydatkowana na montaż, mocowanie i usuwanie części, kontrolę maszyny i kontrolę wymiarową.
Automatyzacja odbywa się w następujących obszarach:
a) automatyzacja poszczególnych maszyn i zespołów, która jest realizowana zarówno przy projektowaniu nowopowstałych urządzeń, jak i przy modernizacji już pracującego;
b) tworzenie automatycznych linii do produkcji określonej części lub produktu;
c) organizacja warsztatów automatycznych i przedsiębiorstw do produkcji produktów wytwarzanych w dużych ilościach.
Automatyzacja poszczególnych maszyn zapewnia różny stopień udziału pracownika w wykonywaniu operacji. Tworzone są obrabiarki z cyklem półautomatycznym, podczas których funkcje pracownika polegają na zamontowaniu przedmiotu obrabianego, uruchomieniu maszyny i usunięciu obrobionej części. Przykładem są tokarki wielostrzałowe i zębate oraz maszyny z cyklem automatycznym, wyposażone w urządzenia zapewniające pracę maszyny bez udziału pracownika; tokarki rewolwerowe; maszyny do szlifowania powierzchni czołowych pierścieni tłokowych itp.

Najprostszym sposobem automatyzacji jest wyposażenie maszyn w ograniczniki wzdłużne i poprzeczne, kończyny, linijki odniesienia, automatyczne wyłączniki krańcowe i wyłączniki, urządzenia automatyczne do obciągania ściernicy, docisków hydraulicznych lub pneumatycznych, urządzeń ładujących, automatów itp.
Linie produkcyjne do obróbki części masowych powstają przy użyciu urządzeń o różnym stopniu automatyzacji. Automatyczne linie produkcyjne można tworzyć w oparciu o istniejący sprzęt, wyposażając obrabiarki w automatyczne urządzenia do transportu i załadunku. Jednak przy produkcji skomplikowanych części obrabianych na obrabiarkach różne rodzaje, organizacja linii automatycznej w oparciu o istniejące maszyny może być kosztowna i trudna. Dlatego większość linii automatycznych jest kompletowana z kruszywa, specjalny cel oraz maszyny uniwersalne, których konstrukcje uwzględniają możliwość włączenia ich w linie automatyczne.
W liniach automatycznych operatorzy zwykle pracują nad pierwszą operacją (ustawienie detalu) i na ostatnia operacja(usunięcie części). Reszta pracowników — dostrajacze — jest zajęta regulacją maszyn, zmianą narzędzi i rozwiązywaniem pojawiających się problemów.

Zaletą linii automatycznych jest obniżenie kosztów pracy, wyższa wydajność, niższe koszty produktów, skrócenie cyklu produkcyjnego, wielkości zaległości oraz zmniejszenie zapotrzebowania na powierzchnię produkcyjną.
W przemyśle motoryzacyjnym i ciągnikowym, inżynierii rolniczej, produkcji łożysk kulkowych, wyrobów metalowych, linie automatyczne są coraz częściej wykorzystywane nie tylko do obróbki części, ale także do produkcji półfabrykatów, tłoczenia na zimno części i montażu zespołów. Projektowanie procesów technologicznych obróbki części na automatycznych liniach maszynowych powinno być prowadzone z uwzględnieniem cech automatycznej konserwacji obrabiarek. Należy dążyć do uproszczenia linii i uczynić ją bardziej niezawodną, ​​zapewnić możliwość tworzenia w napędach pomiędzy operacjami pewnego zapasu części, który zapewni pracę linii przy regulacji jednej z maszyn, aby ułatwić warunki wymiany narzędzi, aby zapewnić dobre usuwanie wiórów, dostępność węzłów do naprawy i regulacji. Na w dużych ilościach operacji, wskazane jest podzielenie linii na kilka części, łącząc w nich jednorodne operacje (frezowanie, wiercenie, wytaczanie itp.).
wspaniałe miejsce w automatyzacji procesów technologicznych jest wprowadzanie obrabiarek, agregatów i linii z zarządzanie programem. Najprostszą metodą sterowania programowego na tokarkach automatycznych i półautomatycznych jest sterowanie wszystkimi ruchami maszyny za pomocą wałków rozrządu z krzywkami. Ustawienie wałka rozrządu i krzywek określa program maszyny.

Na frezarkach kopiujących, tokarkach hydro- i elektrokopiujących program ruchu suwmiarki jest ustawiany przez kopiarkę. Produkowane są obrabiarki, w których program przemieszczania korpusów roboczych jest sporządzany w postaci perforowanej karty i wprowadzany do czytnika. To urządzenie przesyła polecenia za pośrednictwem urządzenia elektronicznego do siłowników, które zawierają określone mechanizmy maszyny. Obrabiarki posiadają podobne urządzenie, w którym program jest nagrywany na taśmie magnetycznej. Zapis programu ruchów ciał roboczych na takich maszynach może być wykonany podczas obróbki pierwszej części przez wysoko wykwalifikowanego pracownika; program jest następnie odtwarzany przez czytnik nieograniczoną liczbę razy.

Linie automatyczne z wielu maszyn pracują również jako maszyny CNC. Program tych linii ustalany jest poprzez ustawienie systemu wyłączników krańcowych, przekaźników elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych oraz innych urządzeń. Coraz większą popularnością cieszą się obrabiarki i linie automatyczne, w których sterowanie korpusami roboczymi odbywa się poprzez maszyny liczące pracujące według zadanego programu.
Obrabiarki ze sterowaniem programowym zapewniają automatyzację procesu obróbki, skracają czas obróbki, zwiększają wydajność pracy. Zmiana maszyn ze sterowaniem programowym, pracujących z kartami dziurkowanymi lub taśmą magnetyczną nie zajmuje dużo czasu. Pozwala to zautomatyzować procesy produkcyjne części produkowanych w małych partiach.

Materiał artykułu napisany na podstawie źródła literackiego „Technologia produkcji silników spalinowych” M.L. Yagudin

Powszechne wprowadzanie automatyzacji jest najskuteczniejszym sposobem na zwiększenie wydajności pracy.

Na wielu obiektach dla prawidłowego zorganizowania procesu technologicznego konieczne jest utrzymanie przez długi czas zadanych wartości różnych parametrów. parametry fizyczne lub zmienić je w czasie zgodnie z pewnym prawem. Ze względu na różne zewnętrzne wpływy na obiekt parametry te odbiegają od określonych. Operator lub kierowca musi tak oddziaływać na obiekt, aby wartości nastawianych parametrów nie wykraczały poza dopuszczalne granice, czyli sterować obiektem. Oddzielne funkcje operatora mogą być wykonywane przez różne urządzenia automatyczne. Ich oddziaływanie na obiekt odbywa się na polecenie osoby monitorującej stan parametrów. Taka kontrola nazywa się automatyczną. Aby całkowicie wykluczyć osobę z procesu sterowania, system musi zostać zamknięty: urządzenia muszą monitorować odchylenie kontrolowanego parametru i odpowiednio wydać polecenie sterowania obiektem. Taki zamknięty system sterowania nazywany jest automatycznym systemem sterowania (ACS).

W drugiej połowie XVIII wieku pojawiły się pierwsze najprostsze automatyczne układy sterowania utrzymywaniem zadanych wartości poziomu cieczy, prężności pary i prędkości obrotowej. z rozwojem silniki parowe. Stworzenie pierwszego automatyczne regulatory szło intuicyjnie i było zasługą poszczególnych wynalazców. Do dalszy rozwój narzędzia automatyzacji potrzebne metody obliczania regulatorów automatycznych. Już w drugiej połowie XIX wieku. stworzono spójną teorię automatycznego sterowania, opartą na: metody matematyczne. W pracach D.K. Maxwella „O regulatorach” (1866) i I.A. Wysznegradski „O ogólnej teorii regulatorów” (1876), „O regulatorach bezpośredniego działania” (1876), regulatorzy i przedmiot regulacji są po raz pierwszy rozważane jako jeden dynamiczny system. Teoria automatycznego sterowania stale się rozwija i pogłębia.

Obecny etap rozwoju automatyki charakteryzuje się znaczną komplikacją zadań automatyki: wzrost liczby regulowanych parametrów i relacji regulowanych obiektów; zwiększenie wymaganej dokładności regulacji, ich prędkości; zwiększenie zdalnego sterowania itp. Zadania te można rozwiązać tylko w oparciu o nowoczesną technologię elektroniczną, powszechne wprowadzenie mikroprocesorów i uniwersalnych komputerów.

Powszechne wprowadzanie automatyzacji w chłodniach rozpoczęło się dopiero w XX wieku, ale już w latach 60. powstały duże, w pełni zautomatyzowane instalacje.

Zarządzać różnymi procesy technologiczne konieczne jest utrzymanie w podanych granicach, a czasem zmiana według pewnego prawa wartości jednego lub kilku wielkości fizyczne. Jednocześnie należy upewnić się, że nie występują niebezpieczne tryby pracy.

Urządzenie, w którym zachodzi proces wymagający ciągłej regulacji nazywamy obiektem kontrolowanym lub w skrócie obiektem (rys. 1a).

Wielkość fizyczna, której wartość nie powinna przekraczać określonych granic, nazywana jest parametrem kontrolowanym lub kontrolowanym i oznaczona literą X. Może to być temperatura t, ciśnienie p, poziom cieczy H, wilgotność względna? itd. Wartość początkowa (ustawiona) kontrolowanego parametru będzie oznaczona przez X 0 . W wyniku zewnętrznych wpływów na obiekt rzeczywista wartość X może odbiegać od określonego X 0 . Wielkość odchylenia kontrolowanego parametru od jego wartości początkowej nazywamy niedopasowaniem:

Zewnętrzny wpływ na obiekt, który nie zależy od operatora i zwiększa niedopasowanie, nazywany jest obciążeniem i oznaczany jest jako Mn (lub QH - gdy rozmawiamy przy obciążeniu cieplnym).

Aby zmniejszyć niedopasowanie, konieczne jest oddziaływanie na obiekt przeciwny do obciążenia. Zorganizowany wpływ na obiekt, który zmniejsza niedopasowanie, nazywa się wpływem regulacyjnym - M p (lub Q P - z ekspozycją termiczną).

Wartość parametru X (w szczególności X 0) pozostaje stała tylko wtedy, gdy wejście sterujące jest równe obciążeniu:

X \u003d const tylko wtedy, gdy M p \u003d M n.

Jest to podstawowe prawo regulacji (zarówno ręcznej, jak i automatycznej). Aby zmniejszyć dodatnie niedopasowanie, konieczne jest, aby M p było większe w wartości bezwzględnej niż M n. I odwrotnie, gdy M p<М н рассогласование увеличивается.

Systemy automatyczne. Przy sterowaniu ręcznym, aby zmienić działanie sterujące, kierowca musi czasem wykonać szereg operacji (otwieranie lub zamykanie zaworów, uruchamianie pomp, sprężarek, zmiana ich wydajności itp.). Jeśli te operacje są wykonywane przez automatyczne urządzenia na polecenie osoby (na przykład przez naciśnięcie przycisku „Start”), wówczas ta metoda działania nazywana jest kontrolą automatyczną. Złożony schemat takiej kontroli pokazano na ryc. 1b, Elementy 1, 2, 3 i 4 przekształcają jeden parametr fizyczny w inny, wygodniejszy do przeniesienia do następnego elementu. Strzałki pokazują kierunek uderzenia. Sygnałem wejściowym do automatycznego sterowania X może być naciśnięcie przycisku, przesunięcie dźwigni reostatu itp. W celu zwiększenia mocy nadawanego sygnału można doprowadzić dodatkową energię E do poszczególnych elementów.

Aby sterować obiektem, kierowca (operator) musi w sposób ciągły otrzymywać informacje od obiektu, czyli kontrolować: zmierzyć wartość regulowanego parametru X i obliczyć wielkość niedopasowania?X. Proces ten można również zautomatyzować (sterowanie automatyczne), tj. zainstalować urządzenia, które będą pokazywać, rejestrować wartość ?X lub dawać sygnał, gdy ?X przekroczy dopuszczalne limity.

Informacje otrzymane od obiektu (łańcuch 5-7) nazywamy sprzężeniem zwrotnym, a sterowanie automatyczne nazywamy komunikacją bezpośrednią.

Dzięki automatycznemu sterowaniu i automatycznemu sterowaniu operator musi tylko spojrzeć na instrumenty i nacisnąć przycisk. Czy można zautomatyzować ten proces, aby całkowicie obejść się bez operatora? Okazuje się, że wystarczy podać sygnał wyjściowy sterowania automatycznego Xk na wejście sterowania automatycznego (do elementu 1), aby proces sterowania stał się w pełni zautomatyzowany. Gdy ten element 1 porównuje sygnał X z danym X 3 . Im większe niedopasowanie X, tym większa różnica X do -X 3 i odpowiednio wzrasta efekt regulacyjny Mp.

Układy regulacji automatycznej z zamkniętym obwodem wpływu, w których działanie sterujące generowane jest w zależności od niedopasowania, nazywane są układami regulacji automatycznej (ACS).

Elementy sterowania automatycznego (1-4) i sterowania (5--7) przy zamkniętym obwodzie tworzą regulator automatyczny. Układ automatyki składa się więc z obiektu i sterownika automatycznego (rys. 1c). Automatyczny kontroler (lub po prostu kontroler) to urządzenie, które dostrzega niezgodność i działa na obiekt w taki sposób, aby tę niezgodność zredukować.

W zależności od celu oddziaływania na obiekt rozróżnia się następujące układy sterowania:

a) stabilizujący

b) oprogramowanie,

c) oglądanie

d) optymalizacja.

Układy stabilizujące utrzymują stałą wartość kontrolowanego parametru (w określonych granicach). Ich ustawienie jest stałe.

Systemy oprogramowania kontrolki mają ustawienie, które zmienia się w czasie zgodnie z danym programem.

W systemy śledzenia ustawienie zmienia się w sposób ciągły w zależności od jakiegoś czynnika zewnętrznego. Na przykład w instalacjach klimatyzacyjnych korzystniejsze jest utrzymywanie wyższej temperatury w pomieszczeniu w upalne dni niż w chłodne dni. Dlatego pożądane jest ciągłe zmienianie ustawienia w zależności od temperatury zewnętrznej.

W optymalizacja systemów informacje przychodzące do sterownika z obiektu i otoczenia zewnętrznego są wstępnie przetwarzane w celu określenia najkorzystniejszej wartości kontrolowanego parametru. Ustawienie zmieni się odpowiednio.

Aby utrzymać ustawioną wartość kontrolowanego parametru X 0, oprócz automatycznych systemów sterowania, czasami stosuje się automatyczny system śledzenia obciążenia (ryc. 1, d). W tym systemie sterownik postrzega zmianę obciążenia, a nie niedopasowanie, zapewniając ciągłą równość M p = M n. Teoretycznie X 0 = const jest dokładnie podane. Jednak w praktyce, ze względu na różne wpływy zewnętrzne na elementy regulatora (zakłócenia), równość M R = M n może zostać naruszona. Występująca w tym przypadku mismatch ?X okazuje się znacznie większa niż w systemie automatycznego sterowania, ponieważ w systemie śledzenia obciążenia nie ma sprzężenia zwrotnego, tj. nie reaguje na mismatch?X.

W złożonych układach automatycznych (ryc. 1, e) wraz z obwodami głównymi (bezpośrednim i sprzężeniem zwrotnym) mogą istnieć dodatkowe obwody bezpośredniego i sprzężenia zwrotnego. Jeśli kierunek dodatkowego łańcucha pokrywa się z głównym, nazywa się to linią prostą (łańcuchy 1 i 4); jeśli kierunki oddziaływań nie pokrywają się, pojawia się dodatkowe sprzężenie zwrotne (obwody 2 i 3). Wejście układu automatyki jest traktowane jako siła napędowa, wyjście jest parametrem regulowanym.

Wraz z automatycznym utrzymywaniem parametrów w określonych granicach konieczna jest również ochrona instalacji przed stanami niebezpiecznymi, którą realizują automatyczne systemy ochrony (ACS). Mogą mieć charakter prewencyjny lub awaryjny.

Ochrona prewencyjna działa na urządzenia sterujące lub poszczególne elementy regulatora przed wystąpieniem trybu niebezpiecznego. Na przykład, jeśli dopływ wody do skraplacza zostanie przerwany, sprężarka musi zostać zatrzymana bez oczekiwania na awaryjny wzrost ciśnienia.

Zabezpieczenie awaryjne dostrzega odchylenie regulowanego parametru i gdy jego wartość staje się niebezpieczna, wyłącza jeden z węzłów systemu, aby niedopasowanie nie narastało. Po uruchomieniu automatycznej ochrony normalne działanie automatycznego systemu sterowania zostaje zatrzymane, a kontrolowany parametr zwykle przekracza dopuszczalne granice. Jeżeli po zadziałaniu zabezpieczenia kontrolowany parametr powrócił do określonej strefy, automatyka może ponownie włączyć odłączony węzeł, a system sterowania nadal będzie działał normalnie (zabezpieczenie wielokrotnego użytku).

W dużych obiektach częściej stosuje się SAS jednorazowy, tzn. po powrocie kontrolowanego parametru do strefy dopuszczalnej węzły wyłączone przez samą ochronę przestają być włączane.

SAZ zwykle łączy się z alarmem (ogólnym lub zróżnicowanym, czyli wskazującym przyczynę operacji). Korzyści z automatyzacji. Aby ujawnić zalety automatyzacji porównajmy np. wykresy zmian temperatury w komorze chłodniczej podczas sterowania ręcznego i automatycznego (rys. 2). Niech wymagana temperatura w komorze wynosi od 0 do 2°C. Gdy temperatura osiągnie 0°C (punkt 1) sterownik wyłącza sprężarkę. Temperatura zaczyna rosnąć, a gdy wzrośnie do ok. 2°C sterownik ponownie załącza sprężarkę (punkt 2). Z wykresu wynika, że ​​na skutek przedwczesnego włączenia lub wyłączenia sprężarki temperatura w komorze przekracza dopuszczalne granice (punkty 3, 4, 5). Przy częstych wzrostach temperatury (sekcja A) dopuszczalny okres trwałości ulega skróceniu, pogarsza się jakość produktów łatwo psujących się. Niska temperatura (sekcja B) powoduje kurczenie się produktów, a czasem zmniejsza ich smak; ponadto dodatkowa praca kompresora powoduje marnowanie energii elektrycznej, wody chłodzącej oraz przedwczesne zużycie kompresora.

Przy automatycznej regulacji przełącznik temperatury włącza się i zatrzymuje sprężarkę przy 0 i +2°C.

Główne funkcje urządzeń zabezpieczających działają również bardziej niezawodnie niż człowiek. Kierowca może nie zauważyć gwałtownego wzrostu ciśnienia w skraplaczu (z powodu przerwy w dopływie wody), awarii pompy oleju itp., a urządzenia reagują na te awarie natychmiast. To prawda, że ​​w niektórych przypadkach kierowca z większym prawdopodobieństwem zauważy problemy, usłyszy pukanie do uszkodzonej sprężarki, odczuje lokalny wyciek amoniaku. Niemniej jednak doświadczenie eksploatacyjne wykazało, że instalacje automatyczne działają znacznie bardziej niezawodnie.

W ten sposób automatyzacja zapewnia następujące główne zalety:

1) skraca się czas poświęcany na konserwację;

2) dokładniej utrzymany jest wymagany reżim technologiczny;

3) zmniejszeniu ulegają koszty eksploatacji (prąd, woda, naprawy itp.);

4) zwiększa niezawodność instalacji.

Pomimo tych zalet automatyzacja jest możliwa tylko wtedy, gdy jest ekonomicznie uzasadniona, tj. koszty związane z automatyzacją są kompensowane oszczędnościami z jej wdrożenia. Ponadto konieczna jest automatyzacja procesów, których normalnego przebiegu nie można zapewnić przy sterowaniu ręcznym: precyzyjne procesy technologiczne, praca w środowisku szkodliwym lub wybuchowym.

Spośród wszystkich procesów automatyzacji największe znaczenie praktyczne ma automatyka. Dlatego za głównie uważane są automatyczne systemy sterowania, które są podstawą automatyzacji instalacji chłodniczych.

Literatura

1. Automatyzacja procesów technologicznych produkcji żywności / Ed. E. B. Karpina.

2. Automaty, regulatory i maszyny sterujące: Podręcznik / Wyd. B. D. Kosharsky.

3. Pietrow. I. K., Soloshchenko M. N., Tsarkov V. N. Przyrządy i środki automatyzacji dla przemysłu spożywczego: Podręcznik.

4. Automatyzacja procesów technologicznych w przemyśle spożywczym. Sokołow.

Czy studiowałeś „automatyzację procesów technologicznych i produkcji”, z kim możesz sobie nawet wyobrazić współpracę? To prawdopodobnie wskazuje na poważne luki w twoim wykształceniu, ale spróbujmy to wspólnie rozwiązać. Używamy codziennie systemy zautomatyzowane nawet nie zdając sobie z tego sprawy.

Potrzeba automatyzacji – czy istnieje?

Każdy proces produkcyjny to koszt zasobów. Dzięki nowym technologiom i metodom produkcji możemy zaoszczędzić ilość surowców i paliwa zużywanych do wytwarzania produktów.

Ale co z zasobami ludzkimi? Przecież wysoko wykwalifikowani specjaliści mogą być zaangażowani w realizację innych projektów, a sama kontrola przenośnika przez pracowników to kosztowna przyjemność, która podnosi cenę produktu końcowego.

Część problemu została rozwiązana kilka wieków temu wraz z wynalezieniem silników parowych i produkcji przenośników. Ale nawet teraz w większości warsztatów na terenie byłego Związku Radzieckiego nadal jest zbyt wielu robotników. Oprócz dodatkowych kosztów jest to obarczone „czynnikiem ludzkim”, który jest główną przyczyną większości występujących problemów.

Inżynier czy 5 innych specjalności?

Po otrzymaniu dyplomu na zakończenie studiów możesz: liczyć na pozycję:

1. Inżynier.
2. Projektant.
3. Konstruktor.
4. Badacz.
5. Kierownik działu rozwoju.
6. Pracownik działu operacyjnego.

Zawód inżyniera był modny 40 lat temu, teraz niewiele osób jest gotowych myśleć głową i brać odpowiedzialność. Oczywiście z dyplomem będziesz bardzo wąskim specjalistą, do głównych zadań będzie należało wdrażanie i rozwój nowych systemów zarządzania i kontroli w produkcji.

Ale najczęściej wystarczy tylko utrzymywać cały system w dobrym stanie, korygować pojawiające się drobne usterki i dalej planować pracę.

Wszelkie projekty optymalizacji lub aktualizacji systemu będą realizowane pod kierunkiem bezpośrednich przełożonych, wysiłkiem całego działu. Więc nie martw się, pierwszego dnia nie będziesz zmuszony do opracowania czegoś innowacyjnego lub wdrożenia zupełnie nowego sposobu controllingu. Wymagania dla specjalistów są dość adekwatne, zarobki zależą od regionu i branży.

Opracowanie i projektowanie projektu.

Na projektanci i konstruktorzy zadania są nieco inne. Tutaj już robią Nowy projekty na niemal wszystkich etapach rozwoju. Przede wszystkim od tych pracowników wymaga się sformułowania i wyznaczenia zadania.

Po określeniu celu i zakresu przyszłej pracy zaczynają sporządzać ogólny plan realizacji przyszłego projektu. Dopiero wtedy projektant ma prawo przejść do bardziej szczegółowych planów, architektury i wyboru funduszy.

A na końcowym etapie nadal konieczne będzie sporządzenie dokumentacji dla tych samych inżynierów.

Praca projektanta niewiele różni się od powyższego planu pracy, więc nie warto się na tym skupiać. Możemy tylko powiedzieć, że przedstawiciele tych dwóch zawodów są nieco bliżej teorii i nauki, ale nadal mają bezpośredni kontakt z produkcją i doskonale zdają sobie sprawę z końcowego produktu swojej pracy.

Pracownicy naukowi w dziedzinie automatyzacji produkcji.

A teraz pora porozmawiać o tych, którzy lubią białe fartuchy i laboratoria naukowe. Właściwie chodzi o matematyka w najczystszej postaci. Projektowanie, tworzenie i ulepszanie modeli, nowe algorytmy. Umiejętność rozwiązywania takich problemów teoretycznych, czasem nieco oderwanych od rzeczywistości, przejawia się nawet w szkole czy na uczelni. Jeśli zauważysz to za sobą, powinieneś odpowiednio ocenić swoje możliwości i znaleźć sobie miejsce w ośrodku badawczym.

Oferty ze struktur prywatnych są bardziej płatne, ale większość urzędów będzie wymagała wszelkich praw do wyników Twojej działalności intelektualnej. Pracując w strukturze rządowej można prowadzić działalność naukową, jest większa szansa na zdobycie pewnego rodzaju uznania wśród kolegów. To tylko kwestia ustalenia właściwych priorytetów.

Stanowiska kierownicze i odpowiedzialność osobista.

Na stanowisko kierownika działu lub projektu możesz liczyć w dwóch przypadkach:

1. Próba zjednania sobie przychylności poprzez realizację własnych ambicji i aspiracji.
2. Wysoki poziom odpowiedzialności i umiejętności osobistych.

Zaraz po studiach pierwszy przedmiot nie będzie ci odpowiadał, młody specjalista nie będzie miał zaufania do poważnego stanowiska i nie poradzisz sobie z nim bez pewnego doświadczenia i kompletu wiedzy. Problematyczne będzie jednak przeniesienie odpowiedzialności za niepowodzenie na kogoś innego.

Po prostu wiedz, że przy jakości i terminowym wykonywaniu swoich obowiązków możesz liczyć na awans zawodowy, Twój dyplom na to pozwala. Dlatego żadne argumenty władz, o rozbieżności w poziomie wykształcenia, nie zadziałają. Ale zastanów się, czy warto – obowiązki wzrosną, a poziom odpowiedzialności zauważalnie wzrośnie.

Specjaliści z Wydziału „Automatyzacji Procesów Technologicznych i Produkcji” już od pierwszych kursów wiedzą, z kim pracować. Nie wstydź się, jeśli dzięki znajomym udało ci się zdobyć pracę. Nikt nie będzie trzymał bezwartościowego specjalisty w odpowiedzialnym miejscu, więc nie jest to zbyt ważki argument.

Film o zawodzie

W dalszej części filmu w ramach programu „Specjaliści Przyszłości” zostanie rozważone, z kim pracować po ukończeniu kierunku „Automatyzacja procesów technologicznych i produkcji”. Jakie są niuanse, plusy i minusy tego zawodu:

NARZĘDZIA DO AUTOMATYZACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Przez środek automatyzacji procesu technologicznego rozumie się zespół urządzeń technicznych zapewniających ruch organów wykonawczych (roboczych) maszyny o zadanych parametrach kinematycznych (trajektoriach i prawach ruchu). W ogólnym przypadku zadanie to jest rozwiązywane za pomocą systemu sterowania (CS) i napędu korpusu roboczego. Jednak w pierwszych automatach nie było możliwości rozdzielenia napędów i układu sterowania na osobne moduły. Przykład konstrukcji takiej maszyny pokazano na rys.1.

Maszyna działa w następujący sposób. Asynchroniczny silnik elektryczny poprzez główny mechanizm przekładni napędza wałek rozrządu w ciągłym ruchu obrotowym. Ponadto ruchy są przenoszone przez odpowiednie popychacze przez mechanizmy transmisyjne 1...5 na korpusy robocze 1...5. Wałek rozrządu zapewnia nie tylko przenoszenie energii mechanicznej na korpusy robocze, ale jest także nośnikiem programu, koordynującym ruch tych ostatnich w czasie. W maszynie o takiej konstrukcji napędy i układ sterowania są zintegrowane w pojedyncze mechanizmy. Powyższa struktura może np. odpowiadać wykresowi kinematycznemu pokazanemu na rys. 2.

Podobna maszyna o tym samym przeznaczeniu i odpowiedniej wydajności może w zasadzie mieć schemat blokowy pokazany na ryc. 3.

Automat pokazany na rys. 3 działa w następujący sposób. Układ sterowania wydaje polecenia napędom 1...5, które wykonują ruch w przestrzeni ciał roboczych 1...5. W tym przypadku system sterowania koordynuje trajektorie w przestrzeni i czasie. Główną cechą maszyny jest tutaj obecność jasno określonego systemu sterowania i napędów dla każdego korpusu roboczego. W ogólnym przypadku automat może zawierać czujniki, które dostarczają systemowi sterowania odpowiednich informacji niezbędnych do generowania rozsądnych poleceń. Czujniki montuje się zazwyczaj przed lub za korpusem roboczym (czujniki położenia, akcelerometry, czujniki prędkości kątowej, siły, ciśnienia, temperatury itp.). Niekiedy czujniki umieszczone są wewnątrz napędu (na rys. 3 kanał transmisji informacji zaznaczono linią przerywaną) i dostarczają do CS dodatkowe informacje (wartość aktualna, ciśnienie w cylindrze, szybkość zmian prądu itp.), które są wykorzystywane do poprawić jakość kontroli. Takie połączenia są szerzej rozważane na specjalnych kursach.Zgodnie ze strukturą (rys. 3) można budować różne automaty, zasadniczo różniące się od siebie. Główną cechą ich klasyfikacji jest typ SU. W ogólnym przypadku klasyfikację układów sterowania według zasady działania przedstawiono na rys.4.

Systemy cykli mogą być zamknięte lub otwarte. Automat, którego budowę i schemat kinematyczny pokazano odpowiednio na rys. 1 i rys. 2, ma otwarty układ sterowania. Takie maszyny są często nazywane „mechanicznymi głupcami”, ponieważ działają tak długo, jak kręci się wałek rozrządu. Układ sterowania nie kontroluje parametrów procesu technologicznego, a w przypadku rozregulowania poszczególnych mechanizmów maszyna kontynuuje produkcję wyrobów, nawet jeśli jest to usterka. Czasami w sprzęcie może być jeden lub więcej napędów bez sprzężenia zwrotnego (patrz napęd 3 na rys. 3). Rysunek 5 przedstawia schemat kinematyczny maszyny z układem sterowania w pętli otwartej i oddzielnymi napędami. Automat o takim schemacie może być sterowany tylko w czasie (aby zapewnić skoordynowane rozpoczęcie ruchu ciał roboczych w czasie) za pomocą przeprogramowanego sterownika, urządzenia sterującego z wałkiem rozrządu, układu logicznego zaimplementowanego na dowolnej podstawie elementu (pneumoelementy, przekaźniki , mikroukłady itp.). Główną wadą sterowania czasem jest wymuszone przeszacowanie parametrów cyklu maszyny, a co za tym idzie spadek wydajności. Rzeczywiście, tworząc algorytm sterowania czasowego, należy wziąć pod uwagę możliwą niestabilność pracy napędów w zakresie czasu odpowiedzi, który nie jest sterowany, poprzez przeszacowanie odstępów czasowych między dostarczeniem poleceń sterujących. W przeciwnym razie może dojść do kolizji elementów roboczych, np. na skutek przypadkowego zwiększenia czasu skoku jednego cylindra i zmniejszenia czasu skoku drugiego cylindra.

W przypadkach, w których konieczne jest kontrolowanie początkowego i końcowego położenia ciał roboczych (w celu np. wykluczenia ich kolizji), stosuje się cykliczne układy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym położenia. Rysunek 6 przedstawia schemat kinematyczny automatu z takim układem sterowania. Sygnały odniesienia do synchronizacji ruchów ciał roboczych 1...5 pochodzą z czujników położenia 7...16. W przeciwieństwie do maszyny o budowie i schemacie kinematycznym przedstawionym na rys. 1 i 2, maszyna ta ma mniej stabilny cykl. W pierwszym przypadku wszystkie parametry cyklu (czasy pracy i biegu jałowego) są określone wyłącznie przez prędkość obrotową wałka rozrządu, a w drugim (rys. 4 i 6) od czasu odpowiedzi każdego cylindra (jest to funkcja stanu cylindra oraz aktualne parametry charakteryzujące proces technologiczny). Jednak ten schemat, w porównaniu ze schematem pokazanym na ryc. 5, pozwala zwiększyć wydajność maszyny poprzez eliminację niepotrzebnych odstępów czasu między wydawaniem poleceń sterujących.

Wszystkie powyższe schematy kinematyczne odpowiadają cyklicznym układom sterowania. W przypadku, gdy co najmniej jeden z napędów automatu ma sterowanie pozycyjne, konturowe lub adaptacyjne, zwyczajowo nazywa się go odpowiednio CS, odpowiednio pozycyjnym, konturowym lub adaptacyjnym.

Na rysunku 7 przedstawiono fragment schematu kinematycznego obrotnicy automatu z układem regulacji położenia. Napęd stołu obrotowego RO realizowany jest za pomocą elektromagnesu, składającego się z obudowy 1, w której znajduje się uzwojenie 2 oraz ruchoma zwora 3. Powrót zwory zapewnia sprężyna, a skok jest ograniczony przez zatrzymuje się 5. Na kotwie zamontowany jest popychacz 6, który za pomocą rolki 7, dźwigni 8 i wału I łączy się z obrotnicą RO. Dźwignia 8 jest połączona z korpusem nieruchomym za pomocą sprężyny 9. Ruchomy element potencjometrycznego czujnika położenia 10 jest sztywno połączony ze zworą.

Po przyłożeniu napięcia do uzwojenia 2 zwora ściska sprężynę i zmniejszając szczelinę obwodu magnetycznego, porusza RO za pomocą prostoliniowego mechanizmu łączącego, składającego się z rolki 7 i łącznika 8. Sprężyna 9 zapewnia silne zamknięcie rolka i podnośnik. Czujnik położenia dostarcza CS informacji o aktualnych współrzędnych RO.

Układ sterowania zwiększa prąd w uzwojeniu, aż zwora, a co za tym idzie, sztywno z nią połączony RO, osiągnie zadaną współrzędną, po czym siła sprężyny jest równoważona przez elektromagnetyczną siłę trakcyjną. Struktura układu sterowania takim napędem może np. wyglądać jak na rys. 8.

SU działa w następujący sposób. Czytnik programu wyprowadza na wejście przetwornika współrzędnych zmienną x 0 wyrażoną np. w kodzie binarnym i odpowiadającą wymaganej współrzędnej twornika silnika. Z wyjścia przetworników współrzędnych, z których jeden jest czujnikiem sprzężenia zwrotnego, napięcia U i U 0 są podawane na urządzenie porównawcze, które generuje sygnał błędu DU, proporcjonalny do różnicy napięć na jego wejściach. Sygnał błędu jest podawany na wejście wzmacniacza mocy, który w zależności od znaku i wielkości DU, wyprowadza prąd I do uzwojenia elektromagnesu. Jeśli wartość błędu osiągnie zero, prąd stabilizuje się na odpowiednim poziomie. Gdy tylko łącze wyjściowe z tego czy innego powodu zostanie przesunięte z danej pozycji, aktualna wartość zaczyna się zmieniać w taki sposób, aby przywrócić ją do pierwotnej pozycji. Zatem, jeśli system sterowania sekwencyjnie przypisze do napędu skończony zbiór M współrzędnych zapisanych na nośniku programu, wówczas napęd będzie miał M punktów pozycjonowania. Cykliczne systemy sterowania mają zwykle dwa punkty pozycjonowania dla każdej współrzędnej (dla każdego napędu). W pierwszych układach pozycyjnych liczba współrzędnych była ograniczona liczbą potencjometrów, z których każdy służył do przechowywania określonej współrzędnej. Nowoczesne sterowniki pozwalają na ustawianie, przechowywanie i wyprowadzanie w kodzie binarnym niemal nieograniczonej liczby punktów pozycjonowania.

Rysunek 8 przedstawia schemat kinematyczny typowego napędu elektromechanicznego z układem sterowania konturem. Takie napędy są szeroko stosowane w obrabiarkach sterowanych numerycznie. Jako czujniki sprzężenia zwrotnego zastosowano tachogenerator (czujnik prędkości kątowej) 6 i inductosyn (czujnik przemieszczenia liniowego) 7. Oczywistym jest, że mechanizm pokazany na rys. 8, system pozycjonowania może sterować (patrz rys. 7).

Tak więc, zgodnie ze schematem kinematycznym, niemożliwe jest rozróżnienie między układami sterowania konturem i położeniem. Faktem jest, że w systemie sterowania konturem programator zapamiętuje i wyprowadza nie zbiór współrzędnych, ale funkcję ciągłą. Zatem system konturów jest zasadniczo systemem pozycyjnym z nieskończoną liczbą punktów pozycjonowania i kontrolowanym czasem przejścia RO z jednego punktu do drugiego. W układach sterowania pozycyjnego i konturowego występuje element adaptacji tj. mogą zapewnić ruch RO do danego punktu lub jego ruch zgodnie z danym prawem z różnymi reakcjami otoczenia.

Jednak w praktyce za adaptacyjne układy sterowania uważa się takie układy, które w zależności od aktualnej reakcji otoczenia mogą zmieniać algorytm maszyny.

W praktyce przy projektowaniu automatu lub linii automatycznej niezwykle istotny jest dobór napędów mechanizmów i układów sterowania na etapie projektowania wstępnego. To zadanie jest wielokryterialne. Zazwyczaj dobór napędów i systemów sterowania odbywa się według następujących kryteriów:

n koszt;

n niezawodność;

n konserwowalność;

n ciągłość konstrukcyjna i technologiczna;

n bezpieczeństwo przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe;

n poziom hałasu podczas pracy;

n odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (dotyczy SU);

n odporność na promieniowanie twarde (dotyczy SU);

n charakterystyka wagi i rozmiaru.

Wszystkie napędy i systemy sterowania można sklasyfikować według rodzaju wykorzystywanej energii. W napędach nowoczesnych maszyn technologicznych najczęściej wykorzystuje się: energię elektryczną (napędy elektromechaniczne), energię sprężonego powietrza (napędy pneumatyczne), energię przepływu płynu (napędy hydrauliczne), energię rozrzedzenia (napędy próżniowe), napędy z silnikami spalinowymi. Czasami w maszynach stosuje się napędy kombinowane. Na przykład: elektropneumatyczne, pneumohydrauliczne, elektrohydrauliczne itp. Krótką charakterystykę porównawczą silników napędowych podano w tabeli 1. Ponadto przy wyborze napędu należy wziąć pod uwagę mechanizm przekładni i jego charakterystykę. Tak więc sam silnik może być tani, ale mechanizm przekładni jest drogi, niezawodność silnika może być świetna, niezawodność mechanizmu przekładni jest niewielka i tak dalej.

Najważniejszym aspektem wyboru rodzaju napędu jest ciągłość. Jeśli więc np. w nowo projektowanej maszynie przynajmniej jeden z napędów jest hydrauliczny, to warto rozważyć możliwość zastosowania hydrauliki do innych korpusów roboczych. Jeżeli hydraulika jest używana po raz pierwszy, to należy pamiętać, że będzie wymagała zamontowania obok wyposażenia bardzo drogiej i dużej pod względem wagowym i gabarytów stacji hydraulicznej. To samo dotyczy pneumatyki. Czasami nie ma sensu układać przewodu pneumatycznego lub nawet kupować kompresor ze względu na jeden napęd pneumatyczny w jednej maszynie. Co do zasady przy projektowaniu urządzeń należy dążyć do wykorzystania napędów tego samego typu. W tym przypadku, oprócz powyższego, konserwacja i naprawa są znacznie uproszczone. Głębsze porównanie różnych typów napędów i układów sterowania można dokonać dopiero po przestudiowaniu dyscyplin specjalnych.

Pytania do samokontroli

1. Co nazywa się narzędziem automatyzacji procesów w odniesieniu do produkcji?

2. Wymień główne elementy automatycznej maszyny produkcyjnej.

3. Co funkcjonowało jako nośnik programu w automatach pierwszego cyklu?

4. Jaka jest ewolucja automatycznych maszyn produkcyjnych?

5. Wymienić rodzaje systemów sterowania stosowanych w urządzeniach technologicznych.

6. Co to jest zamknięty i otwarty SU?

7. Jakie są główne cechy cyklicznego SU?

8. Jaka jest różnica między systemami sterowania pozycjonowaniem i konturem?

9. Jakie SS nazywa się adaptacyjnym?

10. Jakie są główne elementy napędu maszyny?

11. Na jakiej podstawie klasyfikowane są napędy maszynowe?

12. Wymień główne typy napędów stosowanych w maszynach technologicznych.

13. Wymień kryteria porównywania napędów i systemów sterowania.

14. Podaj przykład zamkniętego napędu cyklicznego.

W głównych kierunkach rozwoju gospodarczego i społecznego zadaniem jest rozwój produkcji elektronicznych urządzeń sterowania i telemechaniki, siłowników, przyrządów i czujników zintegrowanych systemów automatyki dla złożonych procesów technologicznych, zespołów, maszyn i urządzeń. W tym wszystkim mogą pomóc zautomatyzowane systemy sterowania.

Zautomatyzowany system sterowania lub zautomatyzowany system sterowania - zestaw sprzętu i oprogramowania przeznaczony do sterowania różnymi procesami w ramach procesu technologicznego, produkcyjnego, przedsiębiorstwa. ACS są używane w różnych gałęziach przemysłu, energetyce, transporcie itp. Termin zautomatyzowany, w przeciwieństwie do terminu automatyczny, kładzie nacisk na zachowanie przez operatora niektórych funkcji, albo o charakterze najbardziej ogólnym, wyznaczającym cele, albo niepodlegających automatyzacja.

Doświadczenia zdobyte przy tworzeniu zautomatyzowanych i automatycznych systemów sterowania pokazują, że sterowanie różnymi procesami opiera się na szeregu reguł i praw, z których część jest wspólna dla urządzeń technicznych, organizmów żywych i zjawisk społecznych.

Zautomatyzowany system kontroli procesu.

Zautomatyzowany system sterowania procesami (skrót APCS) to zestaw sprzętu i oprogramowania przeznaczony do automatyzacji sterowania urządzeniami procesowymi w przedsiębiorstwach przemysłowych. Może być połączony z bardziej globalnym zautomatyzowanym systemem zarządzania przedsiębiorstwem (AMS).

Przez system sterowania procesami rozumie się zwykle kompleksowe rozwiązanie, które zapewnia automatyzację głównych operacji technologicznych procesu technologicznego w produkcji jako całości lub w niektórych jej odcinkach, wytwarzając w miarę kompletny wyrób.

Termin „zautomatyzowany” w przeciwieństwie do terminu „automatyczny” podkreśla potrzebę udziału człowieka w poszczególnych operacjach, zarówno w celu utrzymania kontroli nad procesem, jak i ze względu na złożoność lub nieadekwatność automatyzacji poszczególnych operacji.

Elementami systemu sterowania procesami mogą być oddzielne systemy automatycznego sterowania (ACS) oraz zautomatyzowane urządzenia połączone w jeden kompleks. Z reguły system sterowania procesem posiada jeden operatorski system sterowania procesem technologicznym w postaci jednego lub więcej pulpitów sterowniczych, środki do przetwarzania i archiwizacji informacji o przebiegu procesu, typowe elementy automatyki: czujniki, urządzenia sterujące, siłowniki. Sieci przemysłowe służą do komunikacji informacyjnej wszystkich podsystemów.

Automatyzacja procesu technologicznego to zespół metod i środków służących do wdrożenia systemu lub systemów, które umożliwiają zarządzanie samym procesem technologicznym bez bezpośredniego udziału osoby lub pozostawienia osobie prawa do podejmowania najbardziej odpowiedzialnych decyzji.

Klasyfikacja APCS

W literaturze zagranicznej można znaleźć dość ciekawą klasyfikację systemów sterowania procesami, według której wszystkie systemy sterowania procesami są podzielone na trzy globalne klasy:

SCADA (kontrola nadzorcza i akwizycja danych). Termin ten można przetłumaczyć na język rosyjski jako „system telemechaniki”, „system telemetryczny” lub „system nadzoru”. Moim zdaniem ta ostatnia definicja najtrafniej oddaje istotę i przeznaczenie systemu - sterowanie i monitoring obiektów z udziałem dyspozytora.

Potrzebne jest tutaj pewne wyjaśnienie. Termin SCADA jest często używany w węższym znaczeniu: wiele osób odnosi się do pakietu oprogramowania do wizualizacji procesu jako takiego. Jednak w tej sekcji pod słowem SCADA będziemy rozumieć całą klasę systemów sterowania.

PLC (programowalny sterownik logiczny). Jest tłumaczony na język rosyjski jako „programowalny sterownik logiczny” (w skrócie PLC).

Tutaj, podobnie jak w poprzednim przypadku, pojawia się niejednoznaczność. Termin PLC często odnosi się do modułu sprzętowego do implementacji zautomatyzowanych algorytmów sterowania. Jednak termin PLC ma bardziej ogólne znaczenie i jest często używany w odniesieniu do całej klasy systemów.

DCS (rozproszony system sterowania). Rozproszony system sterowania (DCS) w języku rosyjskim. Tutaj nie ma zamieszania, wszystko jest jasne.

Należy uczciwie zauważyć, że o ile na początku lat 90. taka klasyfikacja nie budziła kontrowersji, to obecnie wielu ekspertów uważa ją za bardzo warunkową. Wynika to z faktu, że w ostatnich latach wprowadzono systemy hybrydowe, które ze względu na szereg cech charakterystycznych można przypisać zarówno jednej, jak i drugiej klasie.

Podstawa automatyzacji procesów - jest to redystrybucja przepływów materiałów, energii i informacji zgodnie z przyjętym kryterium kontroli (optymalności).

Główne cele automatyzacji procesów technologicznych są:

· Zwiększenie efektywności procesu produkcyjnego.

· Zwiększone bezpieczeństwo.

· Zwiększenie przyjazności dla środowiska.

· Rosnąca ekonomia.

Osiągnięcie celów odbywa się poprzez rozwiązanie następujących zadań:

Poprawa jakości regulacji

Poprawa dostępności sprzętu

Poprawa ergonomii pracy operatorów procesów

Zapewnienie wiarygodności informacji o komponentach materiałowych wykorzystywanych w produkcji (m.in. poprzez zarządzanie katalogami)

Przechowywanie informacji o przebiegu procesu technologicznego i sytuacjach awaryjnych

Automatyzacja procesów technologicznych w ramach jednego procesu produkcyjnego pozwala uporządkować podstawy wdrażania systemów zarządzania produkcją oraz systemów zarządzania przedsiębiorstwem.

Z reguły w wyniku automatyzacji procesu technologicznego powstaje zautomatyzowany system sterowania procesem.

Zautomatyzowany system sterowania procesami (APCS) to zestaw oprogramowania i sprzętu zaprojektowany do automatyzacji sterowania urządzeniami procesowymi w przedsiębiorstwach. Może być połączony z bardziej globalnym zautomatyzowanym systemem zarządzania przedsiębiorstwem (EMS).

Przez system sterowania procesami rozumie się zwykle kompleksowe rozwiązanie, które zapewnia automatyzację głównych operacji technologicznych procesu technologicznego w produkcji, jako całości lub w niektórych jego odcinkach, wytwarzając w miarę kompletny wyrób.

Termin „zautomatyzowany” w przeciwieństwie do terminu „automatyczny” podkreśla możliwość udziału człowieka w poszczególnych operacjach, zarówno w celu utrzymania ludzkiej kontroli nad procesem, jak i ze względu na złożoność lub nieadekwatność automatyzacji poszczególnych operacji.

Elementami systemu sterowania procesami mogą być oddzielne systemy automatycznego sterowania (ACS) oraz zautomatyzowane urządzenia połączone w jeden kompleks. Z reguły system sterowania procesem posiada pojedynczy operatorski system sterowania procesem technologicznym w postaci jednego lub więcej pulpitów sterowniczych, środki do przetwarzania i archiwizacji informacji o procesie, typowe elementy automatyki: czujniki, sterowniki, elementy wykonawcze. Sieci przemysłowe służą do komunikacji informacyjnej wszystkich podsystemów.

Ze względu na różnicę w podejściach wyróżnia się automatyzację następujących procesów technologicznych:

Automatyzacja ciągłych procesów technologicznych (Process Automation)

Automatyzacja dyskretnych procesów technologicznych (Factory Automation)

Automatyzacja hybrydowych procesów technologicznych (Hybrid Automation)