Аутоматизација технолошких процеса
Аутоматизација производних процеса је главни правац у коме се производња тренутно креће широм света. Све што је раније обављао сам човек, његове функције, не само физичке, већ и интелектуалне, постепено прелазе на технологију, која сама врши технолошке циклусе и врши контролу над њима. Ово је сада главни ток модерне технологије. Улога човека у многим индустријама сада је сведена само на контролер над аутоматским контролером.
У општем случају, под појмом „контрола процеса“ се подразумева скуп операција неопходних за покретање, заустављање процеса, као и за одржавање или промену у потребном правцу физичких величина (индикатора процеса). Појединачне машине, чворови, уређаји, уређаји, комплекси машина и уређаја којима је потребно управљати, а који спроводе технолошке процесе, називају се објекти управљања или управљани објекти у аутоматизацији. Управљани објекти су веома разноврсни по намени.
Аутоматизација технолошких процеса — замена физичког рада човека утрошеног на управљање механизмима и машинама кроз рад специјалних уређаја који обезбеђују ову контролу (регулисање различитих параметара, постизање одређене продуктивности и квалитета производа без људске интервенције) .
Аутоматизација производних процеса омогућава неколико пута повећање продуктивности рада, побољшање његове сигурности, еколошке прихватљивости, побољшање квалитета производа и ефикасније коришћење производних ресурса, укључујући људски потенцијал.
Аутоматизација технолошких процеса и производње не значи да су ови процеси могући без људског рада. Људски рад данас остаје основа производње, мењају се само његова природа и садржај. Функције пројектовања аутоматских уређаја, њиховог периодичног прилагођавања, развоја и увођења програма падају на особу, што захтева високо квалификоване стручњаке и, уопште, рад људи постаје компликованији.
Сваки технолошки процес је креиран и имплементиран са одређеном сврхом. Производња финалног производа или за добијање међурезултата. Дакле, сврха аутоматизоване производње може бити сортирање, транспорт, паковање производа. Аутоматизација производње може бити потпуна, сложена и делимична.
Делимична аутоматизација се дешава када се операција или посебан производни циклус изводе у аутоматском режиму. У овом случају је дозвољено ограничено учешће особе у њему.Најчешће се делимична аутоматизација дешава када се процес одвија пребрзо да би и сам човек у потпуности учествовао у њему, док прилично примитивни механички уређаји покретани електричном опремом с тим одлично раде.
Делимична аутоматизација се, по правилу, користи на већ радној опреми, она је додатак. Међутим, највећу ефикасност показује када је од почетка укључен у целокупни систем аутоматизације — одмах се развија, производи и инсталира као саставни део.
Комплексна аутоматизација треба да покрије посебан велики производни простор, може бити засебна радионица, електрана. У овом случају, целокупна производња ради у режиму једног међусобно повезаног аутоматизованог комплекса. Потпуна аутоматизација производних процеса није увек препоручљива. Област његове примене је савремена високоразвијена производња која користи изузетно поуздану опрему.
Квар једне од машина или јединица одмах зауставља цео производни циклус. Таква производња мора имати саморегулацију и самоорганизацију, која се спроводи по претходно креираном програму. Истовремено, лице учествује у производном процесу само као стални контролор, прати стање читавог система и његових појединих делова, интервенише у пуштању и пуштању производње и у случају ванредних ситуација, или са опасност од такве појаве.
Највиши ниво аутоматизације производних процеса — потпуна аутоматизација... У њему сам систем врши не само процес производње, већ и потпуну контролу над њим, коју спроводе системи аутоматског управљања.Потпуна аутоматизација има смисла у исплативој, одрживој производњи са успостављеним технолошким процесима са сталним начином рада.
Сва могућа одступања од норме морају се унапред предвидети и развити системи заштите од њих. Такође, потребна је потпуна аутоматизација за рад који може да угрози живот, здравље човека или се изводи на њему неприступачним местима – под водом, у агресивном окружењу, у свемиру.
Сваки систем се састоји од компоненти које обављају одређене функције. У аутоматизованом систему, сензори узимају очитавања и преносе их како би донели одлуку о томе како да управљају системом, команду већ извршава уређај. Најчешће је ово електрична опрема, јер је уз помоћ електричне струје целисходније извршавати команде.
Неопходно је раздвојити аутоматизовани систем управљања и аутоматски. У аутоматизованом систему управљања, сензори преносе очитавања на контролну таблу оператера, а он, доневши одлуку, преноси команду извршној опреми. У аутоматском систему — сигнал се анализира електронским уређајима, они, доневши одлуку, дају команду извршним уређајима.
Људско учешће у аутоматским системима је неопходно, иако као контролор. Он има могућност да у сваком тренутку интервенише у технолошки процес, да га исправи или заустави.
Тако се сензор температуре може оштетити и дати погрешна очитавања. У овом случају, електроника ће своје податке схватити као поуздане, а да их не доводи у питање.
Људски ум много пута превазилази могућности електронских уређаја, иако је инфериоран у односу на брзину реакције. Оператер може препознати да је сензор неисправан, проценити ризике и једноставно га искључити без прекидања процеса. Истовремено, он мора бити потпуно сигуран да то неће довести до несреће. Искуство и интуиција, који су недоступни машинама, помажу му да донесе одлуку.
Оваква циљана интервенција у аутоматским системима не представља озбиљан ризик ако одлуку доноси професионалац. Искључивање све аутоматизације и пребацивање система у режим ручне контроле преплављено је озбиљним последицама због чињенице да особа не може брзо да реагује на промену ситуације.
Класичан пример је несрећа у нуклеарној електрани у Чернобиљу, која је постала највећа катастрофа коју је изазвао човек прошлог века. То се догодило управо због гашења аутоматског режима, када већ развијени програми превенције ванредних ситуација нису могли да утичу на развој ситуације у реактору станице.
Аутоматизација појединих процеса почела је у индустрији још у 19. веку. Довољно је подсетити се аутоматског центрифугалног регулатора за парне машине које је дизајнирао Ватт. Али тек са почетком индустријске употребе електричне енергије постала је могућа шира аутоматизација не појединачних процеса, већ читавих технолошких циклуса.То је због чињенице да се раније механичка снага преносила на машине за сечење метала уз помоћ трансмисије и погони.
Централизована производња електричне енергије и њена употреба у индустрији у целини почела је тек у двадесетом веку – пре Првог светског рата, када је свака машина била опремљена сопственим електромотором. Управо је ова околност омогућила да се механизује не само процес производње саме машине, већ и да се механизује њено управљање. Ово је био први корак ка стварању аутоматских машина... Први примерци који су се појавили почетком 1930-их. Тада је настао и сам појам „аутоматизована производња“.
У Русији, затим у СССР-у, први кораци у овом правцу направљени су 1930-их и 1940-их. По први пут се у производњи лежајних делова користе аутоматске машине за сечење метала. Затим је уследила прва у свету потпуно аутоматизована производња клипова за тракторске моторе.
Технолошки циклуси су спојени у један аутоматизовани процес, почевши од утовара сировина па до паковања готових делова. Ово је постало могуће захваљујући широкој употреби модерне електричне опреме у то време, разних релеја, даљинских прекидача и, наравно, погона.
И тек појављивање првих електронских рачунара омогућило је достизање новог нивоа аутоматизације. Сада је технолошки процес престао да се сматра само скупом одвојених операција које се морају извршити у одређеном редоследу да би се добио резултат. Сада је цео процес постао један.
Тренутно аутоматски системи управљања не само да спроводе производни процес, већ га и контролишу, прате појаву ванредних и ванредних ситуација.Покрећу и заустављају технолошку опрему, прате преоптерећења и увежбавају акције у случају удеса.
Недавно, системи аутоматског управљања олакшавају реконструкцију опреме за производњу нових производа. Ово је већ читав систем који се састоји од појединачних аутоматских мултимодних система повезаних са централним рачунаром који их повезује у јединствену мрежу и издаје задатке за извршење.
Сваки подсистем је посебан рачунар са сопственим софтвером дизајнираним за обављање сопствених задатака. Ово су већ флексибилни производни модули. Називају се флексибилним јер се могу реконфигурисати на друге технолошке процесе и тако проширити производњу, диверзификовати је.
Врхунац аутоматизоване производње је индустријски роботи… Аутоматизација је прожела производњу од врха према доле. Транспортна линија за снабдевање сировинама за производњу ради аутоматски. Управљање и дизајн су аутоматизовани. Људско искуство и интелигенција се користе само тамо где их електроника не може заменити.