Teknisten prosessien automatisointi

Tuotantoprosessien automatisointi on pääsuunta, johon valmistus tällä hetkellä liikkuu ympäri maailmaa. Kaikki, mitä ihminen on aiemmin suorittanut itse, hänen tehtävänsä, ei vain fyysiset, vaan myös älylliset, siirtyvät vähitellen teknologiaan, joka itse suorittaa teknologisia syklejä ja hallitsee niitä. Tämä on nykytekniikan valtavirtaa. Ihmisen rooli monilla teollisuudenaloilla on nyt pelkistetty ohjaimeksi automaattisen ohjaimen sijaan.

Yleisessä tapauksessa termillä "prosessin ohjaus" ymmärretään joukko toimenpiteitä, jotka ovat välttämättömiä prosessin käynnistämiseksi, pysäyttämiseksi sekä fyysisten suureiden (prosessiindikaattoreiden) ylläpitämiseksi tai muuttamiseksi vaadittuun suuntaan. Yksittäisiä koneita, solmuja, laitteita, laitteita, konekokonaisuuksia ja ohjattavia laitteita, jotka suorittavat teknisiä prosesseja, kutsutaan automaatiossa ohjausobjekteiksi tai ohjatuiksi objekteiksi. Hallinnoitavat kohteet ovat tarkoitukseltaan hyvin erilaisia.

Teknisten prosessien automatisointi - mekanismien ja koneiden hallintaan käytetyn henkilön fyysisen työn korvaaminen käyttämällä erityisiä laitteita, jotka tarjoavat tämän ohjauksen (eri parametrien säätely, tuotteen tietyn tuottavuuden ja laadun saavuttaminen ilman ihmisen väliintuloa) .

Tuotantoprosessien automatisointi mahdollistaa työn tuottavuuden useaan otteeseen lisäämisen, sen turvallisuuden, ympäristöystävällisyyden parantamisen, tuotteiden laadun parantamisen sekä tuotantoresurssien, myös inhimillisen potentiaalin, tehokkaamman käytön.

Teknisten prosessien ja tuotannon automatisointi ei tarkoita, että nämä prosessit olisivat mahdollisia ilman ihmistyövoimaa. Ihmistyö on nykyään tuotannon perusta, vain sen luonne ja sisältö muuttuvat. Automaattisten laitteiden suunnittelun toiminnot, niiden määräajoin säätäminen, ohjelmien kehittäminen ja käyttöönotto jäävät henkilölle, mikä vaatii korkeasti koulutettuja asiantuntijoita ja yleensä ihmisten työ monimutkaistuu.

Jokainen teknologinen prosessi luodaan ja toteutetaan tietyllä tarkoituksella. Lopputuotteen tuotanto tai välituloksen saavuttaminen. Joten automatisoidun tuotannon tarkoitus voi olla tuotteen lajittelu, kuljettaminen, pakkaaminen. Tuotantoautomaatio voi olla täydellistä, monimutkaista ja osittaista.

Osittainen automatisointi tapahtuu, kun toiminto tai erillinen tuotantosykli suoritetaan automaattitilassa. Tässä tapauksessa henkilön rajoitettu osallistuminen siihen on sallittu.Useimmiten osittaista automatisointia tapahtuu, kun prosessi etenee liian nopeasti, jotta henkilö itse voisi osallistua siihen täysimääräisesti, kun taas melko alkeelliset sähkölaitteiden ohjaamat mekaaniset laitteet tekevät sen kanssa erinomaista työtä.

Osittaista automaatiota käytetään pääsääntöisesti jo toimivissa laitteissa, se on lisäys siihen. Se osoittaa kuitenkin suurimman tehokkuuden, kun se on alusta alkaen mukana kokonaisautomaatiojärjestelmässä – se kehitetään, valmistetaan ja asennetaan välittömästi kiinteänä osana.

Monimutkaisen automaation tulisi kattaa erillinen suuri tuotantoalue, se voi olla erillinen työpaja, voimalaitos. Tässä tapauksessa koko tuotanto toimii yhden yhdistetyn automatisoidun kompleksin tilassa. Tuotantoprosessien täysi automatisointi ei ole aina suositeltavaa. Sen käyttöalue on nykyaikainen pitkälle kehitetty tuotanto, jossa käytetään erittäin luotettavia laitteita.

Yhden koneen tai yksikön vikaantuminen pysäyttää välittömästi koko tuotantosyklin. Tällaisella tuotannolla on oltava itsesääntely ja itseorganisaatio, joka suoritetaan aiemmin luodun ohjelman mukaisesti. Samalla henkilö osallistuu tuotantoprosessiin vain pysyvänä ohjaajana, valvoo koko järjestelmän ja sen yksittäisten osien tilaa, puuttuu tuotannon käynnistykseen ja käynnistysvaiheeseen sekä hätätilanteissa tai tällaisen tapahtuman uhka.

Tuotantoprosessien korkein automatisoinnin taso — täysautomaatio... Siinä järjestelmä itse harjoittaa tuotantoprosessin lisäksi sen täydellistä hallintaa, jonka suorittavat automaattiset ohjausjärjestelmät.Täysi automatisointi on järkevää kustannustehokkaassa, kestävässä tuotannossa vakiintuneilla teknologisilla prosesseilla ja jatkuvalla toimintatavalla.

Kaikki mahdolliset poikkeamat normista on ennakoitava etukäteen ja niitä vastaan ​​on kehitettävä suojajärjestelmät. Täysautomaatiota tarvitaan myös töihin, jotka voivat vaarantaa ihmisten hengen, terveyden tai jotka suoritetaan paikoissa, joihin hän ei pääse - veden alla, aggressiivisessa ympäristössä, avaruudessa.

Jokainen järjestelmä koostuu komponenteista, jotka suorittavat tiettyjä toimintoja. Automatisoidussa järjestelmässä anturit ottavat lukemia ja lähettävät ne tehdäkseen päätöksen järjestelmän käytöstä, laite suorittaa jo käskyn. Useimmiten tämä on sähkölaitteita, koska sähkövirran avulla on tarkoituksenmukaisempaa suorittaa komentoja.

On tarpeen erottaa automaattinen ohjausjärjestelmä ja automaatti. Automaattisessa ohjausjärjestelmässä anturit välittävät lukemat käyttäjän ohjauspaneeliin, ja hän, tehtyään päätöksen, välittää komennon ohjauslaitteille. Automaattisessa järjestelmässä - signaali analysoidaan elektronisilla laitteilla, ne, tehtyään päätöksen, antavat komennon suorittaville laitteille.

Ihmisten osallistuminen automaattisiin järjestelmiin on välttämätöntä, vaikkakin ohjaimena. Hänellä on kyky milloin tahansa puuttua teknologiseen prosessiin, korjata tai pysäyttää se.

Joten lämpötila-anturi voi vaurioitua ja antaa vääriä lukemia. Tällöin elektroniikka näkee tietonsa luotettavina kyseenalaistamatta niitä.

Ihmismieli ylittää monta kertaa elektronisten laitteiden kyvyt, vaikka se onkin niitä huonompi reaktionopeuden suhteen. Käyttäjä voi tunnistaa anturin viallisen, arvioida riskit ja yksinkertaisesti sammuttaa sen keskeyttämättä prosessia. Samalla hänen on oltava täysin varma, että tämä ei johda onnettomuuteen. Kokemus ja intuitio, jotka eivät ole koneiden käytettävissä, auttavat häntä päätöksenteossa.

Tällainen kohdennettu puuttuminen automaattijärjestelmiin ei aiheuta vakavaa riskiä, ​​jos päätöksen tekee ammattilainen. Kaiken automaation sammuttaminen ja järjestelmän siirtäminen manuaaliseen ohjaustilaan on täynnä vakavia seurauksia, koska henkilö ei voi reagoida nopeasti tilanteen muutokseen.

Klassinen esimerkki on Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuus, josta tuli viime vuosisadan suurin ihmisen aiheuttama katastrofi. Tämä tapahtui juuri automaattitilan sammumisen vuoksi, kun jo kehitetyillä hätätilanteiden ehkäisyohjelmilla ei pystytty vaikuttamaan aseman reaktorin tilanteen kehittymiseen.

Yksittäisten prosessien automatisointi alkoi teollisuudessa jo 1800-luvulla. Riittää, kun muistetaan Wattin suunnittelema automaattinen keskipakosäädin höyrykoneille. Mutta vasta sähkön teollisen käytön alkaessa tuli mahdolliseksi yksittäisten prosessien, vaan kokonaisten teknisten syklien laajempi automaatio, mikä johtuu siitä, että aiemmin mekaanista tehoa siirrettiin metallinleikkauskoneisiin voimansiirtojen ja -koneiden avulla. ajaa.

Keskitetty sähkön tuotanto ja sen käyttö teollisuudessa alkoivat vasta 1900-luvulla - ennen ensimmäistä maailmansotaa, jolloin jokainen kone varustettiin omalla sähkömoottorillaan. Juuri tämä seikka teki mahdolliseksi koneistaa paitsi itse koneen tuotantoprosessia myös sen hallintaa. Tämä oli ensimmäinen askel kohti automaattisten koneiden luomista... Ensimmäiset näytteet niistä ilmestyivät 1930-luvun alussa. Sitten syntyi termi "automaattinen tuotanto".

Venäjällä, sitten Neuvostoliitossa, ensimmäiset askeleet tähän suuntaan otettiin 1930- ja 1940-luvuilla. Ensimmäistä kertaa laakeriosien valmistuksessa käytetään automaattisia metallinleikkauskoneita. Sitten syntyi maailman ensimmäinen täysin automatisoitu traktorien moottoreiden mäntien tuotanto.

Tekniset syklit yhdistettiin yhdeksi automatisoiduksi prosessiksi alkaen raaka-aineiden lastauksesta valmiiden osien pakkaamiseen. Tämä tuli mahdolliseksi tuolloin nykyaikaisten sähkölaitteiden, erilaisten releiden, kauko-kytkimien ja tietysti käyttöjen laajan käytön ansiosta.

Ja vasta ensimmäisten elektronisten tietokoneiden tulo mahdollisti automaation uudelle tasolle. Nyt teknistä prosessia ei enää pidetä vain sarjana erillisiä toimintoja, jotka on suoritettava tietyssä järjestyksessä tuloksen saamiseksi. Nyt koko prosessista on tullut yksi.

Tällä hetkellä automaattiset ohjausjärjestelmät eivät vain suorita tuotantoprosessia, vaan myös ohjaavat sitä, valvovat hätä- ja hätätilanteiden esiintymistä.Ne käynnistävät ja pysäyttävät teknisiä laitteita, valvovat ylikuormituksia ja harjoittelevat toimia onnettomuustilanteissa.

Viime aikoina automaattiset ohjausjärjestelmät helpottavat laitteiden uudelleenrakentamista uusien tuotteiden valmistamiseksi. Tämä on jo kokonainen järjestelmä, joka koostuu yksittäisistä automaattisista monitoimijärjestelmistä, jotka on kytketty keskustietokoneeseen, joka yhdistää ne yhdeksi verkkoksi ja antaa tehtäviä suoritettaviksi.

Jokainen osajärjestelmä on erillinen tietokone, jolla on oma ohjelmistonsa, joka on suunniteltu suorittamaan sen omia tehtäviä. Tämä on jo joustavia tuotantomoduuleja. Niitä kutsutaan joustaviksi, koska ne voidaan konfiguroida uudelleen muihin teknologisiin prosesseihin ja siten laajentaa tuotantoa, monipuolistaa sitä.

Automatisoidun valmistuksen huippu on teollisuusrobotit… Automaatio on läpäissyt valmistuksen ylhäältä alas. Tuotannon raaka-aineiden kuljetuslinja toimii automaattisesti. Hallinta ja suunnittelu ovat automatisoituja. Ihmisen kokemusta ja älyä käytetään vain siellä, missä elektroniikka ei voi korvata niitä.