Шта је делимична, сложена и потпуна аутоматизација

Технолошки напредак карактерише континуирано ширење аутоматизације производње — од делимичне аутоматизације, односно аутоматског извођења појединачних производње, операција, до сложене аутоматизације, од комплексне — до потпуне аутоматизације са све већим преласком на радионице и аутоматске фабрике, обезбеђујући највећа техничка и економска ефикасност. …

Делимична аутоматизација

Предуслов за аутоматизацију производње је механизација свих основних и помоћних операција технолошког процеса. Делимична аутоматизација је карактеристична карактеристика сваке производње.

Пренос људских функција на машину за померање алата отклонио је ограничења која су људске физичке могућности наметнуле развоју производње и изазвао нагли скок њеног нивоа и размера, познат као индустријска револуција с краја 18. и почетка 19. века.

Од настанка првих аутоматских машина, аутоматизација производње се континуирано и квалитетно развијала.Замена гломазног парног мотора са лаким за руковање и малим димензијама електромотори из основа променио принципе рада и дизајна радних машина и променио принципе управљања.

Појединачни погон одвојених радних тела машина и увођење електричних веза између њих умногоме су поједноставили кинематику машина, учинили их мање гломазним и поузданијим.

У поређењу са механичким прикључцима, флексибилнијим и практичнијим у раду, електрични прикључци су омогућили стварање комбинованог електричног и механичког програмираног управљања, чиме је обезбеђено аутоматско извршавање немерљиво сложенијих операција од аутоматских машина са уређајем за механичко програмирање (Предности електричних система аутоматизације).

Са електричним прикључцима, не само да се неопходан редослед кретања радних органа лако постиже, већ се овај редослед лако мења како би се радна машина вратила за обраду новог производа. На пример, модерна аутоматска машина којом управља компјутер (уп. ЦНЦ машина) може да рукује деловима било ког облика. Да бисте вратили такву машину, потребно је само променити програм.

Електрично програмирано управљање може не само да изврши неопходан циклус кретања радних тела без људске интервенције, већ и да обезбеди аутоматско покретање таквог циклуса када су испуњени одређени услови, на пример, када се машина ослободи од већ обрађеног производа, постоји је нова порција материјала и њени одговарајући простори, смештени у односу на радне органе...

Да би се оваква операција аутоматски извршила, машина мора бити опремљена осетљивим елементима — сензорима који прате испуњеност појединачних услова. Поред тога, сам систем управљања мора бити у стању да провери скуп испуњености ових услова, односно да реши неки логички проблем (види:Логична операција).

Распрострањени су аутоматски регулатори, који су, обављајући своје функције много брже и тачније него што човек може, обезбедили значајно побољшање техничких и економских показатеља многих индустрија и процеса.Они служе за одржавање константног напона генератора, обртаја. мотора, притисак и температура паре у котловима, дебљина траке у ваљаоницама, температура у електричним пећима итд.

Нема производње у којој се не користе аутоматски контролери - уређаји за управљање аутоматским управљачким системима. У неким случајевима, ови системи су омогућили стварање нових процеса и јединица које се не могу имплементирати ручно (нпр нуклеарне електране).

Комплексна аутоматизација

Највећи ефекат употребе система аутоматског управљања постиже се свеобухватним обухватом аутоматизације свих машина и технолошких јединица радионице или погона.

Интегрисана аутоматизација је фаза аутоматизације производње у којој се читав скуп операција обраде материјала, укључујући и њихов транспорт, одвија кроз систем аутоматских машина и технологија, јединица према унапред одређеним програмима и режимима, користећи различите аутоматске уређаје уједињене заједничким систем управљања.

Са сложеном аутоматизацијом, људске функције у контроли технолошког процеса своде се на праћење тока процеса, анализу његових индикатора и избор режима рада опреме као скупа задатака за аутоматске регулаторе и софтверске уређаје у којима су најбољи показатељи. се постижу под овим условима.

Најлакше интегрисана аутоматизација се спроводи у континуираној производњи, процесима, чији су одвојени делови насилно повезани кроз један материјални ток.

Пример сложене аутоматизације процеса је аутоматска линија, у којој свака аутоматска машина, користећи софтверски уређај, врши унапред одређени редослед кретања својих радних органа да би извршила дату фазу обраде материјала, а цео сет линеарних машина повезаних аутоматским радом транспортних уређаја — општи редослед фаза обраде до пријема готовог производа.

Потпуно аутоматизована предузећа су све Електрана (нуклеарна електрана, термоелектрана, хидроелектрана). Управљање главном електричном и механичком опремом у овим станицама се врши аутоматски, а контрола над њеним радом је концентрисана, по правилу, у једној тачки, одакле диспечер смене поставља потребне режиме.

Оперативно управљање мора бити централизовано и концентрисано у рукама једне особе. Потреба за оваквом централизацијом произилази из чињенице да се за доношење одлуке о избору режима појединих технолошких целина ствара комплетна слика целокупне производње, процеса, односно обраде свих информација које долазе из свих делова процес је потребан.

Стога међу системима управљања истакнуто место заузимају уређаји, чији је задатак да организују комуникацију између човека и машина, да олакшају човеку управљање процесима, да растерете његов нервни систем, да ослободе мозак од стреса и рутине. рад.

Осим тога, особа често не може да обради велики ток информација о напретку процеса без помоћи додатних уређаја.

На пример, у условима централизованог управљања разгранатим електроенергетским системима, функције диспечера централне контролне тачке постају све сложеније, а доношење одлука се, по правилу, врши у условима акутног недостатка времена. Све ово захтева брзо прикупљање разноврсних информација да би се особа приказала у виду лако уочљивог резултата, неопходног за доношење одлука.

Са централизованом контролом, све информације о статусу производње и процеса су централизоване са диспечерима смена или оператерима.

За преношење информација до особе, постоје бројни уређаји за индикацију и снимање који се налазе на таблама контролног центра испред оператера или диспечера. Поред уређаја, контролна соба има техничке уређаје који вам омогућавају да пратите различите критичне области производње.

Фотографија приказује контролну собу. То је вертикални панел(и) на којем се налазе мнемоничке шеме контролисане индустрије, процеси, мерни инструменти и разни алармни индикатори и панели уређаја за аутоматско управљање, понекад и даљински тастери и дугмад.

Пошто се у предузећима и индустријама са великом територијом размена информација између објеката контроле и управљања и диспечерског центра врши уз помоћ техничких средстава телемеханике, уређаји за репродукцију ових система постављају се на диспечерски панел.

Особа која контролише процес на основу свог знања о његовим својствима и карактеристикама користи опсежно предвиђање и стога је у стању да значајно побољша контролу процеса. У ужем оквиру овог процеса, знање је модел процеса у људском мозгу.

Пре него што изабере једну или другу контролну акцију, особа, користећи овај „модел“, спекулативно проверава какви ће бити резултати акција на излазним параметрима процеса.

Тек пошто се увери да ће тај утицај натерати процес да се промени у жељеном правцу или да његов ток остане непромењен, тај утицај се преноси на стварни процес, непрестано упоређујући његов ток са добијеним спекулативним резултатима и усавршавајући модел.

Слично ономе како то ради човек, аутоматски предиктивни контролни систем може да функционише. Такав систем треба да има модел процеса, уређаје који обезбеђују самоподешавање параметара модела како би се поклапали са стварним процесом и уређај који аутоматски претражује модел за такве контролне радње које обезбеђују најбоље перформансе процеса. Откривени утицаји треба аутоматски да се пренесу на стварни процес.

Пример сложеног система аутоматског управљања је континуирана пећ за загревање материјала, опремљена регулаторима температуре у радном простору и регулаторима протока горива и ваздуха који се доводе у горионике пећи.

Загревање материјала који излази из пећи одређено је температуром њеног радног простора, брзином кретања материјала и низом других фактора. Заузврат, температура радног простора одређена је количином потрошње горива и односом потрошње горива и ваздуха, а такође зависи од брзине кретања загрејаног материјала.

Проблем одржавања температуре материјала у овом примеру не може се решити инсталирањем одвојених, неповезаних регулатора температуре и протока.

Неопходно је да се референца на регулатор температуре у пећи аутоматски повећава како се повећава брзина кретања материјала у пећи, а да се референца на регулатор протока ваздуха повећава како се повећава потрошња горива.

Тешки задаци се јављају и у креирању система за управљање процесима са вишеструким конверзијама енергије. Пример топљења у високој пећи. Овде закон управљања утврђује скуп потребних вредности појединачних параметара процеса (температура, притисак, брзина протока итд.), од којих на сваки утичу бројни поремећаји изазвани спољним и унутрашњим факторима тог процеса.

Успех интегрисане аутоматизације постојећих производних простора готово у потпуности је одређен усклађеношћу постојеће опреме и технологије са захтевима за аутоматско управљање.

Опрема већине оперативних предузећа је дизајнирана за ручно управљање.Стога сложену аутоматизацију, по правилу, мора пратити модернизација или потпуна замена опреме, промена технологије и организације производње, при чему би се у потпуности искористиле могућности аутоматског управљања у погледу брзине и тачности.

Потпуној аутоматизацији било које производне области мора претходити темељна техничко-економска анализа читавог скупа мера за утврђивање економске ефикасности. Потпуна аутоматизација вам омогућава да централизујете управљање производњом и процесима, смањите број запослених, повећате продуктивност опреме, побољшате квалитет производа и смањите трошкове.

За сложене процесе, централизација управљања захтева коришћење аутоматских система управљања који омогућавају прикупљање информација о напретку контролисаног процеса и преношење на особу у форми погодном за њега.

Интегрисана аутоматизација је корак ка потпуној аутоматизацији, завршавајући стварањем радионица и аутоматских фабрика.

Потпуна аутоматизација

Потпуна аутоматизација је фаза аутоматизације производње у којој систем аутоматских машина обавља, без директног људског учешћа, читав низ операција дате производње, процеса, укључујући избор и успостављање режима рада који дају најбоље перформансе у датим условима. .

Дужности човека своде се на праћење правилног функционисања система управљања и његових појединачних јединица, као и на увођење задатака и критеријума у ​​овај систем које процес мора да задовољи.

За једноставне процесе који се одвијају под сталним условима, једном изабран и подешен, оптимални режим се може одржавати дуго времена, а концепт потпуне аутоматизације се поклапа са концептом сложене аутоматизације.

За већину процеса који су подложни спољним сметњама, главна разлика између потпуне аутоматизације и сложене аутоматизације је пренос функције избора и координације режима рада појединих машина и јединица (укључујући и ванредне ситуације) са особе на систем аутоматског управљања.

Основа за прелазак на пуну аутоматизацију је аутоматско тражење и успостављање оптималних режима рада опреме и аутоматизација оперативног управљања, односно координације режима појединих машина и јединица.

Да би се решили ови проблеми, широко се користе рачунарске технологије, посебно управљачке машине (контролори, индустријских рачунара), анализирајући ток производње, процес, синтетизујући законе управљања и одређивање критеријума оптималности. Аутоматска анализа технолошког тока и синтеза закона управљања предодређују самоприлагодљивост система за потпуну аутоматизацију.

Системи пуне аутоматизације имају хијерархијски принцип конструкције:

• У 1. фази налазе се софтверски и логички системи управљања, као и системи аутоматског управљања;
• на 2. етапи — системи за аутоматску оптимизацију појединачних машина и агрегата;
• на 3. степену — аутоматски системи за оперативно управљање.

Хијерархија управљања на три нивоа дефинише функционалну структуру система пуне аутоматизације.Хардверска резолуција овог система може бити различита, систем се може изградити као што је приказано горе, али се може изградити без јасног раздвајања функција које обављају појединачни уређаји.

Све већа сложеност контролних задатака доводи до повећања броја и сложености опреме и, као резултат, до повећања вероватноће нарушавања нормалног рада система.

Континуирано интензивирање процеса и повећање њиховог обима и сходно томе све већа опасност од удеса чине проблем поузданости још важнијим у аутоматизацији производње. Због тога се развијају све поузданији елементи и методе за њихово повезивање, као и траже се методе за изградњу поузданих система од недовољно поузданих елемената.

Систем пуне аутоматизације је сложен и разгранат систем аутоматског управљања, који захтева његову високу поузданост, обезбеђену како поузданошћу појединих елемената тако и поузданошћу конструкције.

Задатак пуне аутоматизације је стварање аутоматских радионица и предузећа (аутоматских фабрика). Велики економски ефекат пуне аутоматизације постиже се унапређењем коришћења опреме, обезбеђивањем ритма процеса уз оптималну продуктивност и квалитет производа у датим условима.

погледај: Аутоматизација технолошких процеса, Индустријски роботи у савременој производњи,  Аутоматизација система управљања напајањем

Развој технологије аутоматског управљања је немогућ без напретка у опреми и посебно у оним елементима од којих се граде управљачки уређаји.Најважнији проблем у развоју опреме и система за аутоматско управљање је повећање њихове поузданости.