Системи автоматизації технологічних процесів та виробництв. Автоматизація технологічних процесів та виробництв: ким працювати за цією спеціальністю

Широке використання автоматизації - найефективніший шлях підвищення продуктивність праці.

На багатьох об'єктах для організації правильного технологічного процесу необхідно довго підтримувати задані значення різних фізичних параметрівабо змінювати їх у часі за певним законом. Внаслідок різних зовнішніх впливів на об'єкт ці параметри відхиляються від заданих. Оператор або машиніст повинен так впливати на об'єкт, щоб значення параметрів, що регулюються, не виходили за допустимі межі, тобто керувати об'єктом. Окремі функції оператора можуть виконувати різні автоматичні прилади. Вплив їх на об'єкт здійснюється за командою людини, яка слідкує за станом параметрів. Таке керування називають автоматичним. Щоб повністю виключити людину з процесу управління, система має бути замкненою: прилади повинні стежити за відхиленням регульованого параметра і давати команду на управління об'єктом. Така замкнута система управління називається системою автоматичного регулювання (САР).

Перші найпростіші автоматичні системирегулювання підтримки заданих значень рівня рідини, тиску пари, швидкості обертання виникли у другій половині XVIII в. з розвитком парових машин. Створення перших автоматичних регуляторівйшло інтуїтивно та було заслугою окремих винахідників. Для подальшого розвиткузасобів автоматизації необхідні були методи розрахунку автоматичних регуляторів. Вже у другій половині ХІХ ст. була створена струнка теорія автоматичного регулювання, заснована на математичних методів. У роботах Д. К. Максвелла "Про регулятори" (1866р.) та І.А. Вишнеградського "Про загальну теорію регуляторів" (1876р.), "Про регулятори прямої дії" (1876р.) регулятори та об'єкт регулювання вперше розглядаються як єдина динамічна система. Теорія автоматичного регулювання безперервно розширюється та поглиблюється.

Сучасний етап розвитку автоматизації характеризується значним ускладненням задач автоматичного управління: збільшенням числа регульованих параметрів та взаємозв'язком об'єктів регулювання; підвищенням необхідної точності регулювання, їх швидкодії; збільшенням дистанційності управління тощо. буд. Ці завдання можна вирішити тільки основі сучасної електронної техніки, широкого застосування мікропроцесорів і універсальних комп'ютерів.

Широке використання автоматизації на холодильних установках почалося лише у XX в., але у 60-х роках створено великі повністю автоматизовані установки.

Для керування різними технологічними процесаминеобхідно підтримувати в заданих межах, а іноді змінювати за певним законом значення однієї чи одночасно кількох фізичних величин. При цьому слід слідкувати, щоб не виникали небезпечні режими роботи.

Пристрій, в якому протікає процес, що вимагає безперервного регулювання, називають об'єктом, що керується, або скорочено об'єктом (рис. 1,а).

Фізична величина, значення якої не повинно виходити за певні межі, називається керованим або регульованим параметром і позначається буквою X. Це може бути температура t, тиск р, рівень рідини Н, відносна вологість? і т. д. Початкове (задане) значення регульованого параметра позначимо Х0. Внаслідок зовнішніх впливів на об'єкт дійсне значення X може відхилятися від заданого Х 0 . Величину відхилення регульованого параметра від початкового значення називають неузгодженістю:

Зовнішній вплив на об'єкт, що не залежить від оператора і збільшує неузгодженість, називають навантаженням і позначають Мн (або QH - коли мова йдепро теплове навантаження).

Щоб зменшити неузгодженість, необхідно вплинути на об'єкт, протилежне навантаженню. Організований вплив на об'єкт, що зменшує неузгодженість, називають регулюючим впливом - М р (або Q P - при тепловому впливі).

Значення параметра X (зокрема, Х 0) зберігається постійним лише тоді, коли регулюючий вплив дорівнює навантаженню:

Х = const тільки за М р = М н.

Це основний закон регулювання (як ручного, і автоматичного). Для зменшення позитивного неузгодженості необхідно, щоб М р було за модулем більше, ніж М н. І навпаки, при М р<М н рассогласование увеличивается.

Автоматичні системи. При ручному регулюванні зміни регулюючого впливу машиністу доводиться іноді виконувати цілу низку операцій (відкриття чи закриття вентилів, пуск насосів, компресорів, зміна їх продуктивності тощо. буд.). Якщо ці операції виконуються автоматичними пристроями за командою людини (наприклад, натисканням кнопки "Пуск"), такий спосіб роботи називають автоматичним управлінням. Складна схема такого керування показана на рис. 1,б, Елементи 1, 2, 3 і 4 перетворять один фізичний параметр в інший, зручніший для передачі наступному елементу. Стрілки показують напрямок дії. Вхідним сигналом автоматичного управління Х упр може бути натискання кнопки, переміщення ручки реостата і т. д. Для збільшення потужності сигналу, що передається до окремих елементів може бути підведена додаткова енергія Е.

Для управління об'єктом машиністу (оператору) необхідно безперервно отримувати інформацію від об'єкта, тобто вести контроль: заміряти значення регульованого параметра X і підраховувати величину неузгодженості? Цей процес також можна автоматизувати (автоматичний контроль), тобто встановити прилади, які будуть показувати, записувати величину? Х або подавати сигнал при виході? Х за допустимі межі.

Інформацію, що отримується від об'єкта (ланцюжок 5-7), називають зворотним зв'язком, а автоматичне управління - прямим зв'язком.

При автоматичному керуванні та автоматичному контролі оператору достатньо подивитися на прилади та натиснути кнопку. Чи не можна і цей процес автоматизувати, щоб обійтися без оператора? Виявляється, досить подати вихідний сигнал автоматичного контролю Х на вхід автоматичного управління (до елемента 1), щоб процес управління став повністю автоматизованим. При цьому елемент 1 порівнює сигнал Х до заданим Х 3 . Чим більше неузгодженість? Х, тим більша різниця Х до -Х 3 і відповідно збільшується регулюючий вплив М р.

Автоматичні системи управління із замкненим ланцюгом впливу, у яких управляюча дія виробляється залежно від неузгодженості, називають системою автоматичного регулювання (САР).

Елементи автоматичного управління (1-4) і контролю (5-7) при замиканні ланцюга утворюють автоматичний регулятор. Таким чином, автоматична система регулювання складається з об'єкта та автоматичного регулятора (рис. 1, в). Автоматичним регулятором (або просто регулятором) називають пристрій, який сприймає неузгодженість та впливає на об'єкт так, щоб зменшити це неузгодженість.

По меті на об'єкт розрізняють такі системи управління:

а) стабілізуючі,

б) програмні,

в) стежать,

г) оптимізують.

Стабілізуючі системи підтримують значення регульованого параметра постійним (у заданих межах). Налаштування у них постійне.

Програмні системиуправління мають налаштування, що змінюється з часом за заданою програмою.

В стежать системахНалаштування безперервно змінюється залежно від якогось зовнішнього фактора. В установках кондиціонування повітря, наприклад, у спекотні дні вигідніше підтримувати у приміщенні більш високу температуру, ніж у прохолодні. Тому бажано безперервно змінювати налаштування залежно від температури зовнішнього повітря.

В оптимізуючих системахщо надходить на регулятор інформація від об'єкта і зовнішнього середовища попередньо обробляється визначення найбільш вигідного значення регульованого параметра. Відповідно, змінюється настройка.

Для підтримки заданого значення регульованого параметра Х0 крім автоматичних систем регулювання іноді застосовують автоматичну систему відстеження навантаження (рис. 1, г). У цій системі регулятор сприймає зміну навантаження, а не неузгодженість, забезпечуючи безперервну рівність М р = М н. Теоретично у своїй точно забезпечується X 0 = const. Однак практично через різні зовнішні впливи на елементи регулятора (перешкоди) рівність М Р = М н може порушитися. Виникає при цьому неузгодженість? Х виявляється значно більше, ніж у системі автоматичного регулювання, тому що в системі відстеження навантаження відсутня зворотний зв'язок, тобто вона не реагує на неузгодження?

У складних автоматичних системах (рис. 1, д) поряд з основними ланцюгами (прямий та зворотний зв'язками) можуть бути і додаткові ланцюги прямої та зворотної зв'язків. Якщо напрямок додаткового ланцюга збігається з основним, то його називають прямим (ланцюги 1 і 4); якщо напрями впливів не збігаються, виникає додатковий зворотний зв'язок (ланцюги 2 і 3). Входом автоматичної системи вважають вплив, що видає, виходом - регульований параметр.

Поряд із автоматичною підтримкою параметрів у заданих межах необхідний також захист установок від небезпечних режимів, який виконують системи автоматичного захисту (САЗ). Вони можуть бути профілактичними чи аварійними.

Профілактичний захист впливає на регулюючі пристрої або окремі елементи регулятора до небезпечного режиму. Наприклад, у разі припинення подачі води на конденсатор компресор слід зупинити, не чекаючи аварійного підвищення тиску.

Аварійний захист сприймає відхилення регульованого параметра і коли значення його стає небезпечним, відключає один з вузлів системи, щоб неузгодження більше не зростало. При спрацьовуванні автоматичного захисту нормальне функціонування системи автоматичного регулювання припиняється і регульований параметр виходить за допустимі межі. Якщо після спрацьовування захисту контрольований параметр повернувся в задану зону, САЗ може знову увімкнути відключений вузол, і система регулювання продовжує працювати (захист багаторазової дії).

На великих об'єктах найчастіше застосовують САЗ одноразової дії, тобто після повернення контрольованого параметра в допустиму зону відключені захистом вузли самі вже не включаються.

САЗ зазвичай поєднують із сигналізацією (загальною або диференційованою, тобто вказує на причину спрацьовування). Переваги автоматизації. Щоб виявити переваги автоматизації, можна порівняти для прикладу графіки зміни температури в холодильній камері при ручному та автоматичному її регулюванні (рис. 2). Нехай потрібна температура камери від 0 до 2°С. Коли температура досягає 0 ° С (точка 1), машиніст зупиняє компресор. Температура починає підвищуватися, і коли підніметься приблизно до 2°С, машиніст знову включає компресор (точка 2). Графік показує, що через несвоєчасне увімкнення або зупинення компресора температура в камері виходить за допустимі межі (точки 3, 4, 5). При частих підвищеннях температури (ділянка А) скорочуються допустимі терміни зберігання, погіршується якість продуктів, що швидко псуються. Знижена температура (дільниця Б) викликає усихання продуктів, а іноді і знижує їх смакові якості; крім того, на додаткову роботу компресора безцільно витрачаються електроенергія, що охолоджує вода, передчасно настає зношування компресора.

При автоматичному регулюванні реле температури включає та зупиняє компресор при 0 і +2 °С.

Основні функції захисту прилади також виконують надійніше, ніж людина. Машиніст може не помітити швидкого підвищення тиску в конденсаторі (через припинення подачі води), несправність масляного насоса тощо, прилади ж реагують на ці несправності миттєво. Правда, в деяких випадках неполадки швидше будуть помічені машиністом, він почує стукіт у несправному компресорі, відчує місцевий витік аміаку. Все ж таки досвід експлуатації показав, що автоматичні установки працюють значно надійніше.

Таким чином, автоматизація забезпечує такі основні переваги:

1) скорочуються витрати на обслуговування;

2) точніше підтримується потрібний технологічний режим;

3) зменшуються експлуатаційні витрати (на електроенергію, воду, ремонт та ін.);

4) підвищується надійність роботи установок.

Незважаючи на перелічені переваги, автоматизація є доцільною лише в тих випадках, коли це економічно обґрунтовано, тобто витрати, пов'язані з автоматизацією, окупаються економією від її впровадження. Крім того, необхідно автоматизувати процеси, нормальне перебіг яких не може бути забезпечено при ручному управлінні: точні технологічні процеси, робота у шкідливому або вибухонебезпечному середовищі.

З усіх процесів автоматизації найбільше практичного значення має автоматичне регулювання. Тому в основному розглядаються автоматичні системи регулювання, що є основою автоматизації холодильних установок.

Література

1. Автоматизація технологічних процесів харчових виробництв / Под ред. Є. Б. Карпіна.

2. Автоматичні прилади, регулятори та керуючі машини: Довідник / За ред. Б. Д. Кошарського.

3. Петров. І. К., Солощенко М. Н., Царьков В. Н. Прилади та засоби автоматизації для харчової промисловості: Довідник.

4. Автоматизація технологічних процесів харчової промисловості. Соколів.

Типи систем автоматизації включають:

незмінні системи.Це системи, у яких послідовність дій визначається конфігурацією обладнання чи умовами процесу і може бути змінена під час процесу.
програмовані системи.Це системи, в яких послідовність дій може змінюватись в залежності від заданої програми та конфігурації процесу. Вибір необхідної послідовності дій здійснюється за рахунок набору інструкцій, які можуть бути прочитані та інтерпретовані системою.
гнучкі (самоналаштовані) системи.Це системи, здатні здійснювати вибір необхідних дій у процесі роботи. Зміна зміни процесу (послідовності та умов виконання операцій) здійснюється на підставі інформації про перебіг процесу.

Ці типи систем можуть застосовуватись на всіх рівнях автоматизації процесів окремо або у складі комбінованої системи.

У кожній галузі економіки існують підприємства та організації, які виробляють продукцію чи надають послуги. Всі ці підприємства можна поділити на три групи, залежно від їхньої «віддаленості» у ланцюжку переробки природних ресурсів.

Перша група підприємств – це підприємства, що видобувають або виробляють природні ресурси. До таких підприємств відносяться, наприклад, сільськогосподарські виробники, нафтогазовидобувні підприємства.

Друга група підприємств, це підприємства, що виконують переробку природної сировини. Вони виготовляють продукцію із сировини, видобутої чи виробленої підприємствами першої групи. До таких підприємств відносяться, наприклад, підприємства автомобільної промисловості, сталеливарні підприємства, підприємства електронної промисловості, електростанції тощо.

Третя група – це підприємства сфери послуг. До таких організацій належать, наприклад, банки, освітні установи, медичні установи, ресторани та ін.

Для всіх підприємств можна назвати загальні групи процесів, пов'язані з виробництвом продукції або наданням послуг.

До таких процесів відносяться:

бізнес процеси;
процеси проектування та розробки;
процеси виробництва;
процеси контролю та аналізу.

Бізнес процеси – це процеси, що забезпечують взаємодію всередині організації та із зовнішніми зацікавленими сторонами (споживачами, постачальниками, наглядовими органами та ін.). До цієї категорії процесів можна віднести процеси маркетингу та продажів, взаємодії зі споживачами, процеси фінансового, кадрового, матеріального планування та обліку та ін.
Процеси проектування та розробки– це процеси, пов'язані з розробкою продукції чи послуги. До таких процесів відносяться процеси планування розробки, збору та підготовки вихідних даних, виконання проекту, контроль та аналіз результатів проектування та ін.
Процеси виробництва- Це процеси, необхідні для виробництва продукції або надання послуг. До цієї групи належать усі виробничі та технологічні процеси. Вони також включають процеси планування потреби і планування потужностей, логістичні процеси і процеси обслуговування.
Процеси контролю та аналізу– ця група процесів пов'язана зі збиранням та обробкою інформації про виконання процесів. До таких процесів відносяться процеси контролю якості, операційного управління, процеси контролю запасів та ін.

Більшість процесів, які стосуються цих груп, може бути автоматизована. На сьогоднішній день існують класи систем, які забезпечують автоматизацію цих процесів.

Технічне завдання на підсистему "Склади"	Технічне завдання на підсистему "Документообіг"	Технічне завдання на підсистему "Закупівлі"

Стратегія автоматизації процесів

Автоматизація процесів є складне і трудомістке завдання. Для успішного вирішення цього завдання необхідно дотримуватись певної стратегії автоматизації. Вона дозволяє покращити процеси та отримати від автоматизації ряд істотних переваг.

Коротко, стратегію можна сформулювати так:

розуміння процесу.Щоб автоматизувати процес необхідно розуміти існуючий процес з усіма його деталями. Процес має бути повністю проаналізований. Повинні бути визначені входи та виходи процесу, послідовність дій, взаємозв'язок з іншими процесами, склад ресурсів процесу та ін.
спрощення процесу.Після проведення аналізу процесу необхідно спростити процес. Зайві операції, які не приносять цінності, мають бути скорочені. Окремі операції можуть об'єднуватися або виконуватись паралельно. Для покращення процесу можуть бути запропоновані інші технології його виконання.
автоматизація процесу.Автоматизація процесів може виконуватись лише після того, як процес максимально спростився. Чим простіше порядок дій процесу, тим простіше його автоматизувати і ефективніше працюватиме автоматизований процес.

І виробництв – спеціальність не легка, але потрібна. Що ж вона є? Де і над чим можна буде працювати після отримання професійного ступеня?

Загальна інформація

Автоматизація технологічних процесів та виробництв – спеціальність, що дозволяє займатися створенням сучасних апаратно-технічних та програмних засобів, які можуть проектувати, досліджувати, проводити технічне діагностування та промислові випробування. Також людина, яка опанувала її, зможе створювати сучасні системи управління. Код спеціальності автоматизація технологічних процесів та виробництв – 15.03.04 (220700.62).

Орієнтуючись по ньому, можна швидко знайти цікаву і подивитися, чим там займаються. Але якщо говорити про це загалом, то на таких кафедрах готуються фахівці, які вміють створювати сучасні автоматизовані об'єкти, розробляти необхідне програмне забезпечення та експлуатувати їх. Ось що являє собою автоматизація

Номер спеціальності був наведений раніше у вигляді двох різних числових значень через те, що було запроваджено нову систему класифікації. Тому спочатку зазначено, як описувана спеціальність позначається зараз, та був, як це робилося раніше.

Що вивчається

Спеціальність "автоматизація технологічних процесів і виробництв СПО" є під час навчання сукупність засобів і методів, які спрямовані на те, щоб реалізувати системи, які дозволяють керувати здійснюваними процесами без безпосередньої участі людини (або ж для нього залишаються найважливіші питання).

Як об'єкти впливу названих фахівців виступають ті сфери діяльності, де присутні складні та монотонні процеси:

промисловість;
сільське господарство;
енергетика;
транспорт;
торгівля;
медицини.

Найбільша увага приділяється технологічним та виробничим процесам, технічній діагностиці, науковим дослідженням та виробничим випробуванням.

Детальна інформація про навчання

Ми розглянули, що ж вивчається бажаючими отримати спеціальність, що описується, в цілому. А зараз давайте деталізуємо їхні знання:

Збирати, групувати та аналізувати вихідні дані, необхідні для проектування технічних систем та модулів їх управління.
Оцінювати значущість, перспективність та актуальність об'єктів, над якими ведеться робота.
Проектувати апаратно-програмні комплекси автоматизованих та автоматичних систем.
Контролювати проекти на відповідність стандартам та іншій нормативній документації.
Проектувати моделі, які покажуть продукцію всіх етапах її життєвого циклу.
Вибирати засоби програмного забезпечення та автоматизованого виробництва, які найкраще підійдуть під конкретний випадок. А також доповнюють їх системи випробувань, діагностики, управління та контролю.
Розробляти вимоги та правила до різної продукції, процесу її виготовлення, якості, умов транспортування та утилізації після використання.
Виконувати та вміти розуміти різну конструкторську документацію.
Оцінювати рівень шлюбу у створеної продукції, виявляти його причини появи, розробляти рішення, які запобігають відхиленням від норми.
Сертифікувати розробки, технологічні процеси, програмні та
Розробляти інструкції щодо використання продукції.
Удосконалювати засоби автоматизації та системи виконання певних процесів.
Обслуговуватиме технологічне обладнання.
Налаштовувати, налагоджувати та регулювати системи автоматизації, діагностики та контролю.
Підвищуватиме кваліфікацію співробітників, які працюватимуть з новим обладнанням.

На які посади можна розраховувати

Ми з вами розглянули, чим відрізняється спеціальність "автоматизація технологічних процесів та виробництв". А робота по ній може здійснюватися на наступних посадах:

Апаратник-оператор.
Інженер-схемотехнік.
Програміст-розробник.
Інженер-системотехнік.
Оператор напівавтоматичних ліній.
Інженер механізації, автоматизації та автоматизації виробничих процесів.
Конструктор обчислювальних систем.
Інженер вимірювальних приладів та автоматики.
Матеріалознавець.
Технік-електромеханік.
Розробник автоматизованої системи керування.

Як бачите, варіантів досить багато. Причому слід враховувати ще й те, що у процесі вивчення увага буде приділена велику кількість мов програмування. А це, відповідно, дасть широкі можливості щодо працевлаштування після закінчення навчання. Наприклад, випускник може піти і на автомобільний завод, щоб працювати над конвеєром для автомобілів, або ж у сферу електроніки, щоб створювати мікроконтролери, процесори та інші важливі та корисні елементи.

Автоматизація технологічних процесів та виробництв – спеціальність складна, що передбачає великий обсяг знань, тому до неї необхідно буде підійти з усією відповідальністю. Але як винагороду слід прийняти той факт, що є широкі можливості для творчості.

Для кого найкраще підійде цей шлях

Найбільша можливість стати успішними на цій ниві у тих, хто займався чимось схожим ще з дитинства. Скажімо, ходив у гурток радіотехніки, програмував за своїм комп'ютером чи намагався зібрати свій тривимірний принтер. Якщо ж нічим таким ви не займалися, то не варто переживати. Шанси стати хорошим фахівцем є, просто доведеться докласти значної кількості зусиль.

Чому необхідно приділити увагу насамперед

Фізика і математика - це основа спеціальності, що описується. Перша наука необхідна для того, щоб розуміти процеси, що відбуваються на апаратному рівні. Математика дозволяє розробляти рішення для складних завдань і створювати моделі нелінійної поведінки.

При знайомстві з програмуванням багатьом, коли вони тільки пишуть свої програми «Привіт, світ!», здається, що знання формул і алгоритмів не потрібно. Але це помилкова думка, і чим краще потенційний інженер розуміється на математиці, тим більших висот він зможе досягти в розробці програмної складової.

Що робити, якщо нема бачення майбутнього?

Отже, навчальний курс пройдено, а чіткого розуміння того, що треба робити, немає? Що ж, це говорить про присутність значних прогалин у здобутій освіті. Автоматизація технологічних процесів та виробництв – спеціальність, як ми вже говорили, складна, і сподіватися, що всі необхідні знання дадуть в університеті, не доводиться. Дуже багато перекидається на самонавчання як у плановому режимі, так і маючи на увазі, що людина сама зацікавиться предметами, що вивчаються, і приділить їм достатньо часу.

Висновок

Ось ми й розглянули загалом спеціальність "автоматизація технологічних процесів та виробництв". Відгуки фахівців, які закінчили цей напрямок і працюють тут, кажуть, що, незважаючи на складність спочатку, можна претендувати на досить непогану заробітну плату, починаючи з п'ятнадцяти тисяч рублів. А згодом, набравшись досвіду та вмінь, і рядовий фахівець зможе претендувати на отримання до 40 000 руб.! І навіть це ще не верхня грань, оскільки для буквально геніальних (читайте – тих, хто багато часу присвятив самовдосконаленню та розвитку) людей можливим є й отримання значно більших сум.

Інакше вона може бути поставлена під сумнів та видалена.
Ви можете редагувати цю статтю, додавши посилання на .
Ця позначка встановлена 1 серпня 2014 року.

Автоматизація технологічного процесу- сукупність методів та засобів, призначена для реалізації системи чи систем, що дозволяють здійснювати управління самим технологічним процесом без безпосередньої участі людини, або залишення за людиною права прийняття найбільш відповідальних рішень.

Як правило, внаслідок автоматизації технологічного процесу створюється АСУ ТП.

Основа автоматизації технологічних процесів – це перерозподіл матеріальних, енергетичних та інформаційних потоків відповідно до прийнятого критерію управління (оптимальності). Як оцінна характеристика може виступати поняття рівня (ступеня) автоматизації

Часткова автоматизація – автоматизація окремих апаратів, машин, технологічних операцій. Виробляється коли керування процесами внаслідок їх складності чи швидкоплинності практично недоступне людині. Частково автоматизується зазвичай діюче устаткування. Локальна автоматизація широко застосовується на підприємствах харчової промисловості.

Комплексна автоматизація - передбачає автоматизацію технологічної ділянки, цеху чи підприємства, що функціонують як єдиний, автоматизований комплекс. Наприклад електростанції.

Повна автоматизація - вища щабель рівня автоматизації, коли всі функції контролю та управління виробництвом (на рівні підприємства) передаються технічним засобам. На рівні розвитку повна автоматизація мало застосовується, оскільки функції контролю залишаються за людиною. Близькими до автоматизації можна назвати підприємства атомної енергетики.

Цілі автоматизації

Основними цілями автоматизації технологічного процесу є:

скорочення чисельності обслуговуючого персоналу;
збільшення обсягів продукції, що випускається;
підвищення ефективності виробничого процесу;
підвищення якості продукції;
зниження витрат сировини;
підвищення ритмічності виробництва;
підвищення безпеки;
підвищення екологічності;
підвищення економічності.

Завдання автоматизації та їх вирішення

Цілі досягаються за допомогою вирішення наступних завдань автоматизації технологічного процесу:

покращення якості регулювання;
підвищення коефіцієнта готовності устаткування;
покращення ергономіки праці операторів процесу;
забезпечення достовірності інформації про матеріальні компоненти, що застосовуються у виробництві (у т. ч. за допомогою керування каталогом);
зберігання інформації про перебіг технологічного процесу та аварійні ситуації.

Розв'язання задач автоматизації технологічного процесу здійснюється за допомогою:

Використання сучасних засобів автоматизації.

Автоматизація технологічних процесів у межах одного виробничого процесу дозволяє організувати основу для впровадження систем управління виробництвом та систем управління підприємством.

У зв'язку з різницею підходів розрізняють автоматизацію наступних технологічних процесів:

автоматизація безперервних технологічних процесів (Process Automation);
автоматизація дискретних технологічних процесів (Factory Automation);
автоматизація гібридних технологічних процесів (Hybrid Automation).

Примітки

Автоматизація виробництва передбачає наявність надійних, щодо простих з влаштування та управління машин, механізмів та апаратів.

Література

Л. І. Селевцов, Автоматизація технологічних процесів. Підручник: Видавничий центр "Академія"

В. Ю. Шишмарьов, Автоматика. Підручник: Видавничий центр "Академія"

Використання на підприємства технічних засобів, що дозволяють автоматизувати виробничі процеси, є основною умовою ефективної роботи. Різноманітність сучасних методів автоматизації розширює спектр їх застосування, при цьому витрати на механізацію, як правило, виправдовуються кінцевим результатом у вигляді збільшення обсягів продукції, що виробляється, а також підвищення її якості.

Організації, які йдуть шляхом технологічного прогресу, займають лідируючі місця на ринку, забезпечують більш якісні трудові умови і мінімізують потребу в сировині. Тому великі підприємства вже неможливо уявити без здійснення проектів з механізації - винятки стосуються лише дрібних ремісничих виробництв, де автоматизація виробництва себе не виправдовує зважаючи на принциповий вибір на користь ручного виготовлення. Але й у разі можливе часткове включення автоматики деяких етапах виробництва.

Основні відомості про автоматизацію

У широкому сенсі автоматизація передбачає створення таких умов на виробництві, які дозволять без участі людини виконувати певні завдання з виготовлення та випуску продукції. У цьому роль оператора може у вирішенні найбільш відповідальних завдань. Залежно від поставлених цілей, автоматизація технологічних процесів та виробництв може бути повною, частковою чи комплексною. Вибір конкретної моделі визначається складністю технічної модернізації підприємства з допомогою автоматичної начинки.

На заводах та фабриках, де реалізована повна автоматизація, зазвичай механізованим та електронним системам управління передається весь функціонал контролю над виробництвом. Такий підхід є найбільш раціональним, якщо робочі режими не передбачають змін. У частковому вигляді автоматизація впроваджується на окремих етапах виробництва або за механізації автономного технічного компонента, не вимагаючи створення складної інфраструктури управління всім процесом. Комплексний рівень автоматизації виробництва зазвичай реалізується певних ділянках - це може бути відділ, цех, лінія тощо. буд. Оператор у разі контролює саму систему, не торкаючись безпосередній робочий процес.

Системи автоматизованого керування

Спочатку важливо відзначити, що такі системи передбачають повний контроль над підприємством, фабрикою або заводом. Їхні функції можуть поширюватися на конкретну одиницю обладнання, конвеєр, цех або виробничу ділянку. В даному випадку системи автоматизації технологічних процесів приймають і обробляють інформацію від об'єкта, що обслуговується, і на основі цих даних надають коригуючий вплив. Наприклад, якщо робота випуску комплексу не відповідає параметрам технологічних нормативів, система спеціальними каналами змінить його робочі режими відповідно до вимог.

Об'єкти автоматизації та їх параметри

Головним завданням при впровадженні засобів механізації виробництва є підтримання якісних параметрів роботи об'єкта, що в результаті позначиться на характеристиках продукції. На сьогоднішній день фахівці намагаються не заглиблюватися у сутність технічних параметрів різних об'єктів, оскільки теоретично впровадження систем управління можливе на будь-якій складовій частині виробництва. Якщо розглядати в цьому плані основи автоматизації технологічних процесів, то до переліку об'єктів механізації увійдуть ті ж цехи, конвеєри, всілякі апарати та установки. Можна лише порівнювати ступеня складності застосування автоматики, що залежить від рівня та масштабу проекту.

Щодо параметрів, з якими ведуть роботу автоматичні системи, можна виділити вхідні та вихідні показники. У першому випадку це фізичні показники продукції, і навіть характеристики самого об'єкта. У другому – це безпосередньо якісні показники готового продукту.

Регулюючі технічні засоби

Прилади, що забезпечують регулювання, використовуються в системах автоматизації у вигляді спеціальних сигналізаторів. Залежно від призначення вони можуть відслідковувати та керувати різними технологічними параметрами. Зокрема, автоматизація технологічних процесів і виробництв може включати сигналізатори температурних показників, тиску, характеристик потоку і т. д.

Принцип роботи регулюючих сигналізаторів також є різним. Якщо розглядати найпоширеніші температурні пристрої, можна виділити манометричні, ртутні, біметалічні і терморезисторні моделі. Конструкційне виконання, зазвичай, обумовлюється принципом дії, але чималий вплив на нього надають і умови роботи. Залежно від напряму роботи підприємства, автоматизація технологічних процесів та виробництв може проектуватись з розрахунком на специфічні умови експлуатації. З цієї причини регулюючі прилади розробляються з орієнтуванням на використання в умовах підвищеної вологості, фізичного тиску або на дію хімічних речовин.

Програмовані системи автоматизації

Якість управління та контролю виробничих процесів помітно підвищилася на тлі активного постачання підприємств обчислювальними пристроями та мікропроцесорами. З погляду промислових потреб можливості програмованих технічних засобів дозволяють не лише забезпечувати ефективне управління технологічними процесами, а й автоматизувати проектування, а також проводити виробничі випробування та експерименти.

Пристрої ЕОМ, що застосовуються на сучасних підприємствах, у режимі реального часу вирішують завдання регулювання та управління технологічними процесами. Такі засоби автоматизації виробництва називаються обчислювальними комплексами та працюють на принципі агрегатування. Системи включають до складу уніфіковані функціональні блоки та модулі, з яких можна складати різні конфігурації та пристосовувати комплекс до роботи у певних умовах.

Агрегати та механізми в системах автоматизації

Безпосереднє виконання робочих операцій беруть він електричні, гідравлічні і пневматичні устройства. За принципом роботи класифікація передбачає функціональні та порційні механізми. У харчовій промисловості зазвичай реалізуються такі технології. Автоматизація виробництва у разі передбачає використання електричних і пневматичних механізмів, конструкції яких можуть охоплювати електроприводи і регулюючі органи.

Електродвигуни у системах автоматизації

Основу виконавчих механізмів часто формують електромотори. За типом управління вони можуть бути представлені в безконтактному та контактному виконанні. Агрегати, які управляються від релейно-контактних приладів, при маніпуляціях оператором можуть змінювати напрямок руху робочих органів, але швидкість виконання операцій залишається незмінною. Якщо передбачається автоматизація та механізація технологічних процесів із застосуванням безконтактних пристроїв, то використовують напівпровідникові підсилювачі – електричні чи магнітні.

Щити та пульти управління

Для встановлення обладнання, яке має забезпечувати управління та контроль виробничого процесу на підприємствах, монтуються спеціальні пульти та щити. На них розміщують прилади для автоматичного керування та регулювання, контрольно-вимірювальну апаратуру, захисні механізми, а також різні елементи комунікаційної інфраструктури. По конструкції такий щит може бути металевою шафою або плоскою панелью, на якій і встановлюються засоби автоматизації.

Пульт, у свою чергу, є центром для дистанційного керування – це свого роду диспетчерська чи операторська зона. Важливо відзначити, що автоматизація технологічних процесів та виробництв має передбачати доступ до обслуговування з боку персоналу. Саме ця функція багато в чому визначається пультами і щитами, що дозволяють вести розрахунки, оцінювати виробничі показники і в цілому відстежувати робочий процес.

Проектування систем автоматизації

Основним документом, який є керівництвом для технологічної модернізації виробництва з метою автоматизації, є схема. На ній відображається структура, параметри та характеристики пристроїв, які надалі виступатимуть засобами автоматичної механізації. У стандартному виконанні схема відображає такі дані:

рівень (масштаб) автоматизації на конкретному підприємстві;
визначення параметрів роботи об'єкта, які мають бути забезпечені засобами контролю та регулювання;
характеристики управління – повне, дистанційне, операторське;
можливості блокування виконавчих механізмів та агрегатів;
конфігурацію розташування технічних засобів, у тому числі на пультах та щитах.

Допоміжні засоби автоматизації

Незважаючи на другорядну роль, додаткові пристрої забезпечують важливі контрольні та керуючі функції. Завдяки їм забезпечується той самий зв'язок між виконавчими пристроями та людиною. У плані оснащення допоміжними приладами автоматизація виробництва може передбачати станції кнопок, реле управління, різні перемикачі і командні пульти. Існує безліч конструкцій та різновидів даних пристроїв, але всі вони орієнтовані на ергономічне та безпечне управління ключовими агрегатами на об'єкті.