NARZĘDZIA DO AUTOMATYZACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Przez narzędzie automatyzacji procesów 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 schematowi 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 zdefiniowanego systemu sterowania i napędów dla każdego organu 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.). Czasami czujniki są umieszczone 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 poprawy jakość kontroli. Takie połączenia są bardziej szczegółowo 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 wytwarzanie produktów, 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 z takim schematem może być sterowany tylko w czasie (aby zapewnić skoordynowane rozpoczęcie ruchu ciał roboczych w czasie) za pomocą przeprogramowanego sterownika, urządzenia sterującego z wałkiem rozrządu, obwodu logicznego zaimplementowanego na dowolnej podstawie elementu (pneumoelementy, przekaźniki , mikroukłady itp.). Główną wadą sterowania czasem jest wymuszone przeszacowanie parametrów cyklu maszyny, aw konsekwencji spadek wydajności. Rzeczywiście, tworząc algorytm sterowania czasowego, należy wziąć pod uwagę możliwą niestabilność pracy napędów w zakresie czasu odpowiedzi, który nie jest kontrolowany, 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 wyeliminowanie 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 obrotnicy RO odbywa się za pomocą elektromagnesu składającego się z obudowy 1, w której znajduje się uzwojenie 2 i ruchoma zwora 3. połączone z obrotnicą RO. Dźwignia 8 jest połączona z korpusem nieruchomym za pomocą sprężyny 9. Ruchomy element potencjometrycznego czujnika położenia 10 jest sztywno połączony z twornikiem.

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 rolki i powiązania. 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 na przykład 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 do urządzenia porównawczego, 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, jeżeli 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. Oczywiście mechanizm pokazany na rys.1. 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 zestaw 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. Dodatkowo 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 nierozsądne jest układanie przewodu pneumatycznego lub nawet kupowanie kompresora ze względu na jeden napęd pneumatyczny w jednej maszynie. Z reguły przy projektowaniu sprzętu 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.

A produkcja nie jest łatwą specjalnością, ale konieczną. Co ona reprezentuje? Gdzie i na czym można pracować po uzyskaniu dyplomu zawodowego?

informacje ogólne

Automatyzacja procesów technologicznych i przemysłów to specjalność, która pozwala na tworzenie nowoczesnych narzędzi sprzętowych i programowych, które mogą projektować, badać, prowadzić diagnostykę techniczną i testy przemysłowe. Również osoba, która go opanuje, będzie mogła tworzyć nowoczesne systemy sterowania. Kod specjalności automatyzacji procesów technologicznych i produkcji - 15.03.04 (220700.62).

Na jego podstawie możesz szybko znaleźć tę, która Cię interesuje i zobaczyć, co tam robią. Ale jeśli mówimy o tym ogólnie, to takie działy szkolą specjalistów, którzy potrafią tworzyć nowoczesne zautomatyzowane obiekty, opracowywać niezbędne oprogramowanie i obsługiwać je. Na tym polega automatyzacja

Numer specjalności został podany wcześniej jako dwie różne wartości liczbowe ze względu na wprowadzenie nowego systemu klasyfikacji. Dlatego najpierw wskazuje się, w jaki sposób opisana specjalność jest wyznaczana teraz, a następnie jak to robiono wcześniej.

Co jest badane

Specjalność „automatyzacja procesów technologicznych i produkcja wolnego oprogramowania” polega na szkoleniu zestawu narzędzi i metod, które mają na celu wdrożenie systemów pozwalających na zarządzanie trwającymi procesami bez bezpośredniego udziału człowieka (bądź najważniejsze pytania pozostają dla niego).

Przedmiotem oddziaływania tych specjalistów są te obszary działalności, w których występują złożone i monotonne procesy:

• przemysł;
• Rolnictwo;
• energia;
• transport;
• handel;
• Medycyna.

Najwięcej uwagi poświęca się procesom technologicznym i produkcyjnym, diagnostyce technicznej, badaniom naukowym i testom produkcyjnym.

Szczegółowe informacje o szkoleniu

Zbadaliśmy ogólnie, co studiują osoby chcące otrzymać opisaną specjalność. A teraz sprecyzujmy ich wiedzę:

1. Zbieraj, grupuj i analizuj wstępne dane niezbędne do projektowania systemów technicznych i ich modułów sterujących.
2. Oceń znaczenie, perspektywy i znaczenie obiektów, nad którymi pracujesz.
3. Projektuj kompleksy sprzętowe i programowe systemów zautomatyzowanych i automatycznych.
4. Monitoruj projekty pod kątem zgodności ze standardami i innymi dokumentami regulacyjnymi.
5. Projektuj modele, które pokazują produkty na wszystkich etapach ich cyklu życia.
6. Wybierz oprogramowanie i zautomatyzowane narzędzia produkcyjne, które najlepiej pasują do konkretnego przypadku. A także uzupełniające je systemy badań, diagnostyki, zarządzania i kontroli.
7. Opracuj wymagania i zasady dla różnych produktów, procesu ich wytwarzania, jakości, warunków transportu i utylizacji po użyciu.
8. Wykonywać i być w stanie zrozumieć różne dokumenty projektowe.
9. Oceń poziom wad w tworzonych produktach, zidentyfikuj ich przyczyny, opracuj rozwiązania, które zapobiegną odchyleniom od normy.
10. Certyfikuj rozwój, procesy technologiczne, oprogramowanie i
11. Opracuj instrukcje użytkowania produktów.
12. Ulepsz narzędzia i systemy automatyzacji do realizacji niektórych procesów.
13. Utrzymuj sprzęt procesowy.
14. Konfiguracja, regulacja i regulacja systemów automatyki, diagnostyki i sterowania.
15. Podnieś umiejętności pracowników, którzy będą pracować na nowym sprzęcie.

Jakich stanowisk możesz się spodziewać

Zbadaliśmy czym różni się specjalność „automatyzacja procesów technologicznych i produkcji”. Prace nad nim można wykonywać na następujących stanowiskach:

1. Operator aparatury.
2. Inżynier obwodu.
3. Programista-programista.
4. Inżynier systemów.
5. Operator linii półautomatycznych.
6. Inżynier mechanizacji, automatyzacji i automatyzacji procesów produkcyjnych.
7. Projektant systemów komputerowych.
8. Inżynier oprzyrządowania i automatyki.
9. Naukowiec zajmujący się materiałami.
10. Elektryk.
11. Twórca zautomatyzowanego systemu sterowania.

Jak widać, opcji jest sporo. Ponadto należy również wziąć pod uwagę, że w procesie studiowania uwaga zostanie zwrócona na dużą liczbę języków programowania. A to w związku z tym zapewni szerokie możliwości zatrudnienia po ukończeniu studiów. Na przykład absolwent może udać się do fabryki samochodów, aby pracować na linii montażowej samochodów lub do przemysłu elektronicznego, aby stworzyć mikrokontrolery, procesory i inne ważne i przydatne przedmioty.

Automatyzacja procesów technologicznych i produkcji to złożona specjalność, niosąca za sobą dużą ilość wiedzy, dlatego należy do niej podejść z całą odpowiedzialnością. Ale w nagrodę powinieneś zaakceptować fakt, że istnieje wiele możliwości kreatywności.

Dla kogo ta ścieżka jest najlepsza?

Ci, którzy robili coś podobnego od dzieciństwa, najprawdopodobniej odniosą sukces na tym polu. Na przykład poszedł do kręgu inżynierii radiowej, zaprogramował go na swoim komputerze lub próbował złożyć własną drukarkę 3D. Jeśli tego nie zrobiłeś, nie musisz się martwić. Są szanse, aby zostać dobrym specjalistą, wystarczy włożyć sporo wysiłku.

Na co musisz najpierw zwrócić uwagę

Fizyka i matematyka są podstawą opisywanej specjalności. Pierwsza nauka jest niezbędna do zrozumienia zachodzących procesów na poziomie sprzętowym. Z drugiej strony matematyka pozwala opracowywać rozwiązania złożonych problemów i tworzyć modele zachowań nieliniowych.

Przy zapoznawaniu się z programowaniem, gdy dopiero piszą swoje programy „Witaj świecie!”, wydaje się, że znajomość formuł i algorytmów nie jest konieczna. Jest to jednak błędna opinia, a im lepiej potencjalny inżynier rozumie matematykę, tym większe osiągnięcia będzie w stanie osiągnąć w rozwoju komponentu oprogramowania.

A jeśli nie ma wizji na przyszłość?

Czyli szkolenie zostało ukończone, ale nie ma jasnego zrozumienia, co należy zrobić? Cóż, wskazuje to na obecność znaczących luk w otrzymywanym wykształceniu. Automatyzacja procesów technologicznych i produkcji to, jak już powiedzieliśmy, trudna specjalność i nie trzeba mieć nadziei, że cała niezbędna wiedza zostanie przekazana na uczelni. Wiele rzeczy przenosi się na samodzielną naukę zarówno w trybie zaplanowanym, jak i sugerując, że osoba sama zainteresuje się studiowanymi przedmiotami i poświęci im wystarczająco dużo czasu.

Wniosek

Rozważaliśmy więc ogólnie specjalność „automatyzacja procesów technologicznych i produkcji”. Recenzje specjalistów, którzy ukończyli tę dziedzinę i tu pracują, mówią, że pomimo początkowej trudności można uzyskać całkiem niezłą pensję, zaczynając od piętnastu tysięcy rubli. Z biegiem czasu, po zdobyciu doświadczenia i umiejętności, zwykły specjalista będzie mógł zakwalifikować się do 40 000 rubli! I nawet to nie jest górna granica, bo dla dosłownie genialnych (czytaj – tych, którzy poświęcili sporo czasu na samodoskonalenie i rozwój) osób, możliwe jest też otrzymanie znacznie większych kwot.

Automatyzacja procesów produkcyjnych to główny kierunek, w którym obecnie posuwa się produkcja na całym świecie. Wszystko, co wcześniej wykonywał sam człowiek, jego funkcje, nie tylko fizyczne, ale i intelektualne, stopniowo przechodzą do technologii, która sama wykonuje cykle technologiczne i sprawuje nad nimi kontrolę. To jest teraz ogólny kierunek nowoczesnych technologii. Rola człowieka w wielu branżach sprowadza się już tylko do kontrolera dla automatu.

Ogólnie pod pojęciem „sterowania procesem” rozumie się zestaw operacji niezbędnych do uruchomienia, zatrzymania procesu, a także utrzymania lub zmiany wielkości fizycznych (wskaźnik procesu) w wymaganym kierunku. Poszczególne maszyny, zespoły, urządzenia, urządzenia, zespoły maszyn i urządzeń, które wymagają sterowania, realizujące procesy technologiczne, nazywamy w automatyce obiektami sterującymi lub obiektami sterowanymi. Obiekty zarządzane mają bardzo zróżnicowane przeznaczenie.

Automatyzacja procesów technologicznych- zastąpienie pracy fizycznej osoby poświęcanej na sterowanie mechanizmami i maszynami przez działanie specjalnych urządzeń zapewniających tę kontrolę (regulacja różnych parametrów, uzyskanie określonej wydajności i jakości produktu bez interwencji człowieka).

Automatyzacja procesów produkcyjnych pozwala wielokrotnie zwiększyć wydajność pracy, zwiększyć jej bezpieczeństwo, przyjazność dla środowiska, poprawić jakość produktu oraz bardziej racjonalne wykorzystanie zasobów produkcyjnych, w tym potencjału ludzkiego.

Każdy proces technologiczny jest tworzony i realizowany w konkretnym celu. Wytwarzanie produktów końcowych lub uzyskanie wyniku pośredniego. Tak więc celem zautomatyzowanej produkcji może być sortowanie, transportowanie, pakowanie produktów. Automatyzacja produkcji może być kompletna, złożona i częściowa.

Częściowa automatyzacja występuje, gdy jedna operacja lub oddzielny cykl produkcyjny jest wykonywany w trybie automatycznym. W takim przypadku dozwolony jest ograniczony udział człowieka. Najczęściej częściowa automatyzacja następuje, gdy proces jest zbyt szybki, aby osoba mogła w nim w pełni uczestniczyć, podczas gdy prymitywne urządzenia mechaniczne napędzane sprzętem elektrycznym wykonują z nim znakomitą pracę.

Częściowa automatyzacja z reguły jest stosowana na istniejącym sprzęcie i jest do niego dodatkiem. Największą efektywność wykazuje jednak, gdy jest początkowo włączony do całego systemu automatyki – jest natychmiast rozwijany, produkowany i instalowany jako jego integralna część.

Zintegrowana automatyka powinien obejmować osobny duży zakład produkcyjny, może to być osobny warsztat, elektrownia. W tym przypadku cała produkcja działa w trybie jednego połączonego zautomatyzowanego kompleksu. Złożona automatyzacja procesów produkcyjnych nie zawsze jest wskazana. Jej zakres to nowoczesna wysoko rozwinięta produkcja, w której wykorzystuje się niezwykleniezawodny sprzęt.

Awaria jednej z maszyn lub jednostek natychmiast zatrzymuje cały cykl produkcyjny. Taka produkcja powinna mieć samoregulację i samoorganizację, która odbywa się według wcześniej stworzonego programu. Jednocześnie osoba bierze udział w procesie produkcyjnym tylko jako stały kontroler, monitorując stan całego systemu i poszczególnych jego części, ingeruje w produkcję w celu uruchomienia oraz w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych lub zagrożenia takie zdarzenie.

Najwyższy poziom automatyzacji procesów produkcyjnych - pełna automatyzacja. Dzięki niemu sam system realizuje nie tylko proces produkcyjny, ale również pełną kontrolę nad nim, którą realizują automatyczne systemy sterowania. Pełna automatyzacja ma sens w opłacalnej, zrównoważonej produkcji z ustalonymi procesami i stałym trybem działania.

Wszelkie możliwe odstępstwa od normy należy z góry przewidzieć i opracować systemy ochrony przed nimi. Pełna automatyzacja jest również niezbędna do prac, które mogą zagrażać życiu, zdrowiu człowieka, czy też są wykonywane w miejscach dla niego niedostępnych - pod wodą, w agresywnym środowisku, w kosmosie.

Każdy system składa się z komponentów, które wykonują określone funkcje. W zautomatyzowanym systemie czujniki dokonują odczytów i przekazują je w celu podjęcia decyzji o sterowaniu systemem, polecenie jest już wykonywane przez napęd. Najczęściej jest to sprzęt elektryczny, ponieważ za pomocą prądu elektrycznego bardziej celowe jest wykonywanie poleceń.

Konieczne jest oddzielenie zautomatyzowanego systemu sterowania i automatycznego. Na zautomatyzowany system sterowania czujniki przesyłają odczyty do pilota do operatora, a on, po podjęciu decyzji, przekazuje polecenie do sprzętu wykonawczego. Na system automatyczny- sygnał jest już analizowany przez urządzenia elektroniczne, które po podjęciu decyzji wydają polecenia urządzeniom wykonawczym.

Uczestnictwo człowieka w systemach automatycznych jest nadal konieczne, aczkolwiek jako kontroler. Ma możliwość w każdej chwili interweniować w ten proces, poprawiać go lub go zatrzymać.

Tak więc czujnik temperatury może ulec awarii i podawać nieprawidłowe odczyty. Elektronika w tym przypadku będzie postrzegać swoje dane jako wiarygodne, bez ich kwestionowania.

Umysł ludzki jest wielokrotnie większy niż możliwości urządzeń elektronicznych, choć ustępuje im pod względem szybkości reakcji. Operator może rozpoznać, że czujnik jest uszkodzony, ocenić ryzyko i po prostu go wyłączyć bez przerywania procesu. Jednocześnie musi mieć całkowitą pewność, że nie doprowadzi to do wypadku. W podjęciu decyzji pomaga mu niedostępne dla maszyn doświadczenie i intuicja.

Taka ukierunkowana interwencja w systemy automatyczne nie niesie ze sobą poważnego ryzyka, jeśli decyzję podejmuje profesjonalista. Jednak wyłączenie całej automatyzacji i przełączenie systemu w tryb sterowania ręcznego jest obarczone poważnymi konsekwencjami, ponieważ dana osoba nie może szybko zareagować na zmianę sytuacji.

Klasycznym przykładem jest wypadek w elektrowni jądrowej w Czarnobylu, który stał się największą katastrofą spowodowaną przez człowieka ubiegłego wieku. Stało się tak właśnie z powodu wyłączenia trybu automatycznego, kiedy już opracowane programy zapobiegania wypadkom nie mogły wpłynąć na rozwój sytuacji w reaktorze zakładowym.

Automatyzacja poszczególnych procesów rozpoczęła się w przemyśle już w XIX wieku. Wystarczy przypomnieć sobie automatyczny regulator odśrodkowy firmy Watt do silników parowych. Jednak dopiero z początkiem przemysłowego wykorzystania energii elektrycznej możliwa stała się szersza automatyzacja nie pojedynczych procesów, ale całych cykli technologicznych. Wynika to z faktu, że wcześniej siła mechaniczna była przenoszona na obrabiarki za pomocą przekładni i napędów.

Scentralizowana produkcja energii elektrycznej i jej wykorzystanie w przemyśle w zasadzie rozpoczęły się dopiero w XX wieku - przed I wojną światową, kiedy każda maszyna była wyposażona we własny silnik elektryczny. To właśnie ta okoliczność pozwoliła zmechanizować nie tylko sam proces produkcyjny na maszynie, ale także zmechanizować jego kontrolę. To był pierwszy krok w kierunku tworzenia automaty. Pierwsze próbki pojawiły się już na początku lat 30. XX wieku. Wtedy powstał sam termin „zautomatyzowana produkcja”.

W Rosji, wówczas w ZSRR, pierwsze kroki w tym kierunku podjęto w latach 30. i 40. ubiegłego wieku. Po raz pierwszy do produkcji części łożyskowych zastosowano automaty. Potem nastąpiła pierwsza na świecie w pełni zautomatyzowana produkcja tłoków do silników ciągników.

Cykle technologiczne zostały połączone w jeden zautomatyzowany proces, który rozpoczynał się od załadunku surowców, a kończył się pakowaniem gotowych części. Stało się to możliwe dzięki powszechnemu wówczas stosowaniu nowoczesnego sprzętu elektrycznego, różnych przekaźników, zdalnych przełączników i oczywiście napędów.

Dopiero pojawienie się pierwszych komputerów elektronicznych umożliwiło osiągnięcie nowego poziomu automatyzacji. Teraz proces technologiczny przestał być uważany za po prostu zestaw pojedynczych operacji, które należy wykonać w określonej kolejności, aby uzyskać wynik. Teraz cały proces stał się jednym.

Obecnie automatyczne systemy sterowania nie tylko prowadzą proces produkcyjny, ale także kontrolują go, monitorują występowanie sytuacji awaryjnych i awaryjnych. Uruchamiają i zatrzymują urządzenia technologiczne, monitorują przeciążenia, ćwiczą działania w razie wypadku.

W ostatnich latach automatyczne systemy sterowania ułatwiają przebudowę sprzętu do produkcji nowych produktów. To już cały system, składający się z oddzielnych automatycznych systemów wielotrybowych podłączonych do centralnego komputera, który łączy je w jedną sieć i wydaje zadania do wykonania.

Każdy podsystem to osobny komputer z własnym oprogramowaniem przeznaczonym do wykonywania własnych zadań. to już jest elastyczne moduły produkcyjne. Nazywa się je elastycznymi, ponieważ można je przekonfigurować do innych procesów technologicznych, a tym samym rozszerzyć produkcję, weryfikować ją.

Szczytem zautomatyzowanej produkcji są. Automatyzacja przeniknęła produkcję od góry do dołu. Automatyczna linia transportowa do dostarczania surowców do produkcji. Zautomatyzowane zarządzanie i projektowanie. Ludzkie doświadczenie i inteligencja są wykorzystywane tylko tam, gdzie nie można ich zastąpić elektroniką.

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 fizycznych lub ich zmiana 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 regulowanych 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. wraz z rozwojem silników parowych. Stworzenie pierwszych automatycznych regulatorów było intuicyjne i było zasługą poszczególnych wynalazców. Do dalszego rozwoju narzędzi automatyki potrzebne były metody obliczania sterowników automatycznych. Już w drugiej połowie XIX wieku. stworzono spójną teorię automatycznego sterowania opartą na metodach matematycznych. W pracach D.K. Maxwella „O regulatorach” (1866) i I.A. Vyshnegradsky „O ogólnej teorii regulatorów” (1876), „O regulatorach bezpośredniego działania” (1876), regulatory i przedmiot regulacji są po raz pierwszy rozważane jako pojedynczy system dynamiczny. 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.

Aby sterować różnymi procesami technologicznymi, konieczne jest utrzymywanie w określonych granicach, a niekiedy, zgodnie z pewnym prawem, zmiana wartości jednej lub kilku wielkości fizycznych jednocześnie. 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. Początkowa (ustawiona) wartość 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 - jeśli chodzi o obciążenie cieplne).

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 nazywa się 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 sterowania automatycznego 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) nazywa się sprzężeniem zwrotnym, a sterowanie automatyczne nazywa się 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 X3. Im większe niedopasowanie X, tym większa różnica X do -X 3 i odpowiednio wzrasta efekt regulacyjny Mp.

Automatyczne systemy sterowania o zamkniętym łańcuchu działań, w których działanie sterujące jest generowane w zależności od niedopasowania, nazywane są automatycznym systemem sterowania (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). Kontroler automatyczny (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. Występujący w tym przypadku niedopasowanie AX okazuje się znacznie większy niż w systemie automatycznego sterowania, ponieważ w systemie śledzenia obciążenia nie ma sprzężenia zwrotnego, tj. nie reaguje na niedopasowanie X.

W złożonych systemach automatycznych (ryc. 1, e) wraz z obwodami głównymi (bezpośrednim i sprzężeniem zwrotnym) mogą istnieć dodatkowe obwody bezpośrednie 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). Za siłę napędową uważa się wejście układu automatyki, 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 już się nie zwiększało. Po uruchomieniu automatycznej ochrony normalne działanie automatycznego systemu sterowania zostaje zatrzymane, a kontrolowany parametr zwykle przekracza dopuszczalne limity. Jeżeli po zadziałaniu zabezpieczenia monitorowany parametr powrócił do określonej strefy, automatyczny układ sterowania może ponownie włączyć odłączony węzeł, a układ sterowania nadal działa normalnie (zabezpieczenie wielokrotnego użytku).

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

SAZ zwykle łączy się z alarmem (ogólnym lub zróżnicowanym, czyli wskazującym przyczynę operacji). Korzyści z automatyzacji. Aby ujawnić zalety automatyzacji, porównajmy na przykład 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 sprężarki powoduje marnowanie energii elektrycznej, wody chłodzącej i przedwczesne zużycie sprężarki.

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 w wadliwej sprężarce, poczuje 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) wymagany reżim technologiczny jest dokładniej utrzymany;

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 uważa się 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.

Wprowadzenie do przedsiębiorstw środków technicznych do automatyzacji procesów produkcyjnych jest podstawowym warunkiem efektywnej pracy. Różnorodność nowoczesnych metod automatyzacji poszerza zakres ich zastosowania, a koszt mechanizacji z reguły uzasadniony jest efektem końcowym w postaci wzrostu wolumenu wytwarzanych produktów, jak również wzrostu jego jakości .

Organizacje podążające ścieżką postępu technologicznego przodują na rynku, zapewniają lepsze warunki pracy i minimalizują zapotrzebowanie na surowce. Z tego powodu nie można już sobie wyobrazić dużych przedsiębiorstw bez realizacji projektów mechanizacji – wyjątki dotyczą tylko małych zakładów rzemieślniczych, gdzie automatyzacja produkcji nie usprawiedliwia się ze względu na fundamentalny wybór na rzecz produkcji ręcznej. Ale nawet w takich przypadkach możliwe jest częściowe włączenie automatyzacji na niektórych etapach produkcji.

Podstawy automatyzacji

W szerokim znaczeniu automatyzacja polega na stworzeniu takich warunków w produkcji, które pozwolą, bez ingerencji człowieka, wykonywać określone zadania związane z wytwarzaniem i wytwarzaniem produktów. W takim przypadku rolą operatora może być rozwiązywanie najbardziej krytycznych zadań. W zależności od celów automatyzacja procesów technologicznych i produkcji może być pełna, częściowa lub złożona. Wybór konkretnego modelu zależy od złożoności modernizacji technicznej przedsiębiorstwa z powodu automatycznego napełniania.

W zakładach i fabrykach, w których wdrożono pełną automatyzację, cała funkcjonalność sterowania produkcją jest zwykle przenoszona na zmechanizowane i elektroniczne systemy sterowania. Takie podejście jest najbardziej racjonalne, jeśli tryby pracy nie wymagają zmian. W formie częściowej automatyzacja jest wprowadzana na poszczególnych etapach produkcji lub podczas mechanizacji autonomicznego komponentu technicznego, bez konieczności tworzenia złożonej infrastruktury do zarządzania całym procesem. Zintegrowany poziom automatyzacji produkcji jest zwykle wdrażany w określonych obszarach – może to być wydział, warsztat, linia itp. W takim przypadku operator sam steruje systemem bez wpływu na bezpośredni przepływ pracy.

Zautomatyzowane systemy sterowania

Na początek należy zauważyć, że takie systemy obejmują pełną kontrolę nad przedsiębiorstwem, fabryką lub fabryką. Ich funkcje mogą dotyczyć konkretnego urządzenia, przenośnika, warsztatu lub zakładu produkcyjnego. W takim przypadku systemy automatyki procesowej odbierają i przetwarzają informacje z obsługiwanego obiektu i na podstawie tych danych podejmują działania naprawcze. Na przykład, jeśli działanie kompleksu zwalniającego nie spełnia parametrów standardów technologicznych, system zmieni tryby pracy za pomocą specjalnych kanałów zgodnie z wymaganiami.

Obiekty automatyki i ich parametry

Głównym zadaniem przy wdrażaniu środków mechanizacji produkcji jest utrzymanie parametrów jakościowych obiektu, co w efekcie wpłynie również na właściwości produktu. Dziś eksperci starają się nie zagłębiać w istotę parametrów technicznych różnych obiektów, ponieważ teoretycznie wprowadzenie systemów sterowania jest możliwe na dowolnym komponencie produkcji. Jeśli weźmiemy pod uwagę w tym zakresie podstawy automatyzacji procesów technologicznych, to na liście obiektów mechanizacji znajdą się te same warsztaty, przenośniki, wszelkiego rodzaju aparaty i instalacje. Porównywać można jedynie stopień skomplikowania wprowadzenia automatyzacji, który zależy od poziomu i skali projektu.

W odniesieniu do parametrów, z którymi pracują systemy automatyczne, można wyróżnić wskaźniki wejściowe i wyjściowe. W pierwszym przypadku są to właściwości fizyczne produktu, a także właściwości samego przedmiotu. W drugim są to bezpośrednio wskaźniki jakości gotowego produktu.

Regulacyjne środki techniczne

Urządzenia zapewniające regulację znajdują zastosowanie w układach automatyki w postaci specjalnych sygnalizatorów. W zależności od przeznaczenia mogą monitorować i sterować różnymi parametrami procesu. W szczególności automatyzacja procesów technologicznych i produkcji może obejmować sygnalizatory wskaźników temperatury, ciśnienia, charakterystyki przepływu itp. Technicznie urządzenia mogą być realizowane jako urządzenia bezskalowe z elektrycznymi elementami stykowymi na wyjściu.

Inna jest również zasada działania sygnalizatorów sterujących. Jeśli weźmiemy pod uwagę najpopularniejsze urządzenia temperaturowe, możemy wyróżnić modele manometryczne, rtęciowe, bimetaliczne i termistorowe. Wydajność konstrukcji z reguły jest zdeterminowana zasadą działania, ale warunki pracy również mają na nią znaczny wpływ. W zależności od kierunku przedsiębiorstwa można projektować automatyzację procesów technologicznych i branż z oczekiwaniem określonych warunków pracy. Z tego powodu opracowywane są również urządzenia sterujące z naciskiem na zastosowanie w warunkach wysokiej wilgotności, ciśnienia fizycznego lub działania chemikaliów.

Programowalne systemy automatyki

Jakość zarządzania i kontroli procesów produkcyjnych uległa znacznej poprawie na tle aktywnego zaopatrzenia przedsiębiorstw w urządzenia obliczeniowe i mikroprocesory. Z punktu widzenia potrzeb przemysłowych możliwości programowalnych środków technicznych pozwalają nie tylko zapewnić skuteczną kontrolę procesów technologicznych, ale także zautomatyzować projektowanie, a także przeprowadzać testy i eksperymenty produkcyjne.

Urządzenia komputerowe stosowane w nowoczesnych przedsiębiorstwach rozwiązują w czasie rzeczywistym problemy regulacji i sterowania procesami technologicznymi. Takie narzędzia automatyzacji produkcji nazywane są systemami komputerowymi i działają na zasadzie agregacji. Systemy zawierają zunifikowane bloki funkcjonalne i moduły, z których można tworzyć różne konfiguracje i dostosowywać kompleks do pracy w określonych warunkach.

Jednostki i mechanizmy w systemach automatyki

Bezpośrednie wykonywanie operacji roboczych odbywa się za pomocą urządzeń elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Zgodnie z zasadą działania klasyfikacja obejmuje mechanizmy funkcjonalne i porcjowane. W przemyśle spożywczym takie technologie są zwykle wdrażane. Automatyzacja produkcji w tym przypadku polega na wprowadzeniu mechanizmów elektrycznych i pneumatycznych, których konstrukcja może obejmować napędy elektryczne i organy regulacyjne.

Silniki elektryczne w systemach automatyki

Podstawą siłowników są często silniki elektryczne. W zależności od rodzaju sterowania mogą być prezentowane w wersji bezstykowej i kontaktowej. Jednostki, które są sterowane przez urządzenia stykowe, podczas manipulowania przez operatora, mogą zmieniać kierunek ruchu ciał roboczych, ale szybkość operacji pozostaje niezmieniona. Jeżeli zakłada się automatyzację i mechanizację procesów technologicznych za pomocą urządzeń bezstykowych, to stosuje się wzmacniacze półprzewodnikowe – elektryczne lub magnetyczne.

Tablice i panele sterujące

Aby zainstalować sprzęt, który powinien zapewniać zarządzanie i kontrolę procesu produkcyjnego w przedsiębiorstwach, montowane są specjalne panele i osłony. Umieszczają urządzenia do automatycznego sterowania i regulacji, aparaturę kontrolno-pomiarową, mechanizmy zabezpieczające, a także różne elementy infrastruktury komunikacyjnej. Z założenia taką osłoną może być metalowa szafka lub płaski panel, na którym zainstalowane są urządzenia automatyki.

Konsola jest z kolei centrum zdalnego sterowania - to rodzaj strefy dyspozytorskiej lub operatorskiej. Należy zauważyć, że automatyzacja procesów technologicznych i produkcji powinna zapewniać również dostęp do obsługi technicznej ze strony personelu. To właśnie ta funkcja jest w dużej mierze zdeterminowana przez panele i panele, które pozwalają wykonywać obliczenia, oceniać wskaźniki produkcji i ogólnie monitorować proces pracy.

Projektowanie systemów automatyki

Głównym dokumentem, który działa jako przewodnik modernizacji technologicznej produkcji w celu automatyzacji, jest schemat. Wyświetla budowę, parametry i cechy urządzeń, które później będą pełnić funkcję środka automatycznej mechanizacji. W wersji standardowej na schemacie wyświetlane są następujące dane:

• poziom (skala) automatyzacji w konkretnym przedsiębiorstwie;
• określenie parametrów pracy obiektu, który powinien być wyposażony w środki sterowania i regulacji;
• charakterystyka sterowania - pełna, zdalna, operator;
• możliwość blokowania siłowników i jednostek;
• konfiguracja lokalizacji środków technicznych, w tym na konsolach i tablicach.

Pomocnicze narzędzia automatyzacji

Pomimo swojej drugorzędnej roli, dodatkowe urządzenia zapewniają ważne funkcje monitorowania i sterowania. Dzięki nim zapewnione jest samo połączenie urządzeń wykonawczych z osobą. W zakresie wyposażenia w urządzenia pomocnicze automatyzacja produkcji może obejmować stacje przyciskowe, przekaźniki sterujące, różne przełączniki i konsole dowodzenia. Istnieje wiele konstrukcji i odmian tych urządzeń, ale wszystkie z nich nastawione są na ergonomiczne i bezpieczne sterowanie kluczowymi jednostkami w obiekcie.