Automatisering van technologische processen

Automatisering van productieprocessen is de belangrijkste richting waarin de productie zich momenteel over de wereld beweegt. Alles wat voorheen door de mens zelf werd uitgevoerd, zijn functies, niet alleen fysiek, maar ook intellectueel, gaan geleidelijk over op technologie, die zelf technologische cycli uitvoert en er controle over uitoefent. Dit is nu de heersende stroming van moderne technologie. De rol van een mens in veel industrieën is nu teruggebracht tot slechts een controller in plaats van een automatische controller.

In het algemeen wordt de term "procescontrole" opgevat als een reeks bewerkingen die nodig zijn om het proces te starten, te stoppen en om de fysieke grootheden (procesindicatoren) in de gewenste richting te houden of te veranderen. Individuele machines, knooppunten, apparaten, apparaten, complexen van machines en apparaten die moeten worden bestuurd, die technologische processen uitvoeren, worden in de automatisering besturingsobjecten of bestuurde objecten genoemd. Beheerde objecten hebben een zeer divers doel.

Automatisering van technologische processen - vervanging van de fysieke arbeid van een persoon die wordt besteed aan het beheer van mechanismen en machines door de bediening van speciale apparaten die deze controle bieden (regulering van verschillende parameters, bereiken van een bepaalde productiviteit en kwaliteit van het product zonder menselijke tussenkomst) .

De automatisering van productieprocessen maakt het mogelijk om de arbeidsproductiviteit meerdere malen te verhogen, de veiligheid en milieuvriendelijkheid te verbeteren, de kwaliteit van producten te verbeteren en effectiever gebruik te maken van productiemiddelen, inclusief menselijk potentieel.

Automatisering van technologische processen en productie betekent niet dat deze processen zonder menselijke arbeid mogelijk zijn. Menselijke arbeid blijft vandaag de dag de basis van de productie, alleen de aard en inhoud veranderen. De functies van het ontwerpen van automatische apparaten, hun periodieke aanpassing, ontwikkeling en introductie van programma's vallen onder een persoon, waarvoor hooggekwalificeerde specialisten nodig zijn en in het algemeen wordt het werk van mensen gecompliceerder.

Elk technologisch proces wordt gecreëerd en geïmplementeerd met een specifiek doel. Productie van het eindproduct of het verkrijgen van een tussenresultaat. Het doel van geautomatiseerde productie kan dus het sorteren, transporteren en verpakken van het product zijn. Productieautomatisering kan volledig, complex en gedeeltelijk zijn.

Gedeeltelijke automatisering vindt plaats wanneer een bewerking of een afzonderlijke productiecyclus in automatische modus wordt uitgevoerd. In dit geval is een beperkte deelname van een persoon eraan toegestaan.Meestal vindt gedeeltelijke automatisering plaats wanneer het proces te snel verloopt voor de persoon zelf om er volledig aan deel te nemen, terwijl vrij primitieve mechanische apparaten aangedreven door elektrische apparatuur er uitstekend mee werken.

Gedeeltelijke automatisering wordt in de regel gebruikt op reeds werkende apparatuur, het is een aanvulling daarop. Het toont echter de grootste effectiviteit wanneer het vanaf het begin wordt opgenomen in het totale automatiseringssysteem - het wordt onmiddellijk ontwikkeld, geproduceerd en geïnstalleerd als een integraal onderdeel.

Complexe automatisering moet een apart groot productiegebied beslaan, het kan een aparte werkplaats, energiecentrale zijn. In dit geval werkt de hele productie in de modus van een enkel onderling verbonden geautomatiseerd complex. Volledige automatisering van productieprocessen is niet altijd aan te raden. Het toepassingsgebied is moderne hoogontwikkelde productie met uiterst betrouwbare apparatuur.

Het uitvallen van een van de machines of units legt onmiddellijk de hele productiecyclus stil. Een dergelijke productie moet zelfregulering en zelforganisatie hebben, die wordt uitgevoerd volgens een eerder gemaakt programma. Tegelijkertijd neemt een persoon alleen als permanente controller deel aan het productieproces, bewaakt hij de toestand van het gehele systeem en zijn afzonderlijke onderdelen, grijpt in bij het opstarten en opstarten van de productie en in geval van noodsituaties, of met de dreiging van een dergelijke gebeurtenis.

Het hoogste niveau van automatisering van productieprocessen - volledige automatisering\u200b Hierin oefent het systeem zelf niet alleen het productieproces uit, maar ook volledige controle erover, wat wordt uitgevoerd door automatische besturingssystemen.Volledige automatisering is zinvol in een kosteneffectieve, duurzame productie met gevestigde technologische processen met een constante werking.

Alle mogelijke afwijkingen van de norm moeten vooraf worden voorzien en er moeten systemen worden ontwikkeld om zich hiertegen te beschermen. Ook is volledige automatisering nodig voor werk dat het leven of de gezondheid van mensen in gevaar kan brengen of wordt uitgevoerd op plaatsen die voor hem ontoegankelijk zijn - onder water, in een agressieve omgeving, in de ruimte.

Elk systeem bestaat uit componenten die specifieke functies uitvoeren. In een geautomatiseerd systeem nemen sensoren metingen en verzenden deze om een ​​beslissing te nemen over hoe het systeem moet worden bediend. De opdracht wordt al uitgevoerd door het apparaat. Meestal is dit elektrische apparatuur, omdat het met behulp van elektrische stroom handiger is om commando's uit te voeren.

Het is noodzakelijk om het geautomatiseerde controlesysteem en de automaat te scheiden. In een geautomatiseerd besturingssysteem sturen sensoren de meetwaarden naar het bedieningspaneel van de operator en nadat hij een beslissing heeft genomen, geeft hij het commando door aan de uitvoerende apparatuur. In een automatisch systeem wordt het signaal geanalyseerd door elektronische apparaten, nadat ze een beslissing hebben genomen, geven ze een opdracht aan de uitvoerende apparaten.

Menselijke betrokkenheid bij automatische systemen is noodzakelijk, zij het als controller. Hij heeft de mogelijkheid om op elk moment in het technologische proces in te grijpen, te corrigeren of te stoppen.

De temperatuursensor kan dus beschadigd raken en onjuiste meetwaarden geven. In dit geval zal de elektronica zijn gegevens als betrouwbaar beschouwen zonder deze in twijfel te trekken.

De menselijke geest overtreft vele malen de mogelijkheden van elektronische apparaten, hoewel hij inferieur is aan hen in termen van reactiesnelheid. De operator kan herkennen dat de sensor defect is, de risico's inschatten en hem eenvoudig uitschakelen zonder het proces te onderbreken. Tegelijkertijd moet hij er absoluut zeker van zijn dat dit niet tot een ongeval zal leiden. Ervaring en intuïtie, die niet beschikbaar zijn voor machines, helpen hem een ​​beslissing te nemen.

Dergelijke gerichte interventie in automatische systemen vormt geen serieus risico als de beslissing wordt genomen door een professional. Het uitschakelen van alle automatisering en het overzetten van het systeem naar de handmatige besturingsmodus heeft ernstige gevolgen omdat een persoon niet snel kan reageren op een verandering in de situatie.

Een klassiek voorbeeld is het ongeluk met de kerncentrale in Tsjernobyl, dat uitgroeide tot de grootste door de mens veroorzaakte ramp van de vorige eeuw. Dit gebeurde precies vanwege de stopzetting van de automatische modus, toen reeds ontwikkelde noodpreventieprogramma's de ontwikkeling van de situatie in de reactor van het station niet konden beïnvloeden.

De automatisering van individuele processen begon in de industrie al in de 19e eeuw. Het volstaat te herinneren aan de automatische centrifugaalregelaar voor stoommachines ontworpen door Watt. Maar pas met het begin van het industriële gebruik van elektriciteit werd een bredere automatisering mogelijk, niet van individuele processen, maar van hele technologische cycli.Dit komt doordat voorheen mechanisch vermogen werd overgebracht op metaalsnijmachines met behulp van transmissies en drijft.

Gecentraliseerde productie van elektriciteit en het gebruik ervan in de industrie als geheel begon pas in de twintigste eeuw - vóór de Eerste Wereldoorlog, toen elke machine was uitgerust met een eigen elektromotor. Het was deze omstandigheid die het mogelijk maakte om niet alleen het productieproces van de machine zelf te mechaniseren, maar ook om het beheer ervan te mechaniseren. Dit was de eerste stap in de richting van de creatie van automatische machines. De eerste voorbeelden hiervan verschenen in de vroege jaren 1930. Toen ontstond de term "geautomatiseerde productie".

In Rusland en vervolgens in de USSR werden in de jaren dertig en veertig de eerste stappen in deze richting gezet. Voor het eerst worden automatische metaalsnijmachines gebruikt bij de productie van dragende onderdelen. Toen kwam 's werelds eerste volledig geautomatiseerde productie van zuigers voor tractormotoren.

Technologische cycli werden gecombineerd tot één geautomatiseerd proces, beginnend met het laden van grondstoffen en eindigend met het verpakken van afgewerkte onderdelen. Dit werd mogelijk dankzij het wijdverbreide gebruik van moderne elektrische apparatuur in die tijd, verschillende relais, afstandsschakelaars en natuurlijk aandrijvingen.

En alleen de komst van de eerste elektronische computers maakte het mogelijk om een ​​nieuw niveau van automatisering te bereiken. Nu wordt het technologische proces niet meer alleen beschouwd als een reeks afzonderlijke bewerkingen die in een bepaalde volgorde moeten worden uitgevoerd om een ​​resultaat te verkrijgen. Nu is het hele proces één geworden.

Momenteel voeren automatische controlesystemen niet alleen het productieproces uit, maar besturen ze het ook, bewaken ze het optreden van noodsituaties en noodsituaties.Ze starten en stoppen technologische apparatuur, bewaken overbelasting en oefenen acties bij ongevallen.

Sinds kort maken automatische controlesystemen het gemakkelijker om apparatuur om te bouwen om nieuwe producten te produceren. Dit is al een heel systeem dat bestaat uit individuele automatische multimode-systemen die zijn aangesloten op een centrale computer die ze in een enkel netwerk verbindt en taken uitgeeft voor uitvoering.

Elk subsysteem is een afzonderlijke computer met eigen software die is ontworpen om zijn eigen taken uit te voeren. Dit zijn al flexibele productiemodules. Ze worden flexibel genoemd omdat ze opnieuw kunnen worden geconfigureerd voor andere technologische processen en zo de productie kunnen uitbreiden en diversifiëren.

Het toppunt van geautomatiseerde productie is industriële robots… Automatisering is van bovenaf doorgedrongen in de productie. Een transportlijn voor de aanvoer van grondstoffen voor de productie werkt automatisch. Beheer en ontwerp zijn geautomatiseerd. Menselijke ervaring en intelligentie worden alleen gebruikt waar elektronica ze niet kan vervangen.