Apakah automasi separa, kompleks dan penuh

Kemajuan teknologi dicirikan oleh pengembangan automasi pengeluaran yang berterusan — daripada automasi separa, iaitu, pelaksanaan automatik pengeluaran individu, operasi, kepada automasi kompleks, daripada kompleks — kepada automasi penuh dengan peralihan yang semakin meningkat kepada bengkel dan kilang automatik, menyediakan kecekapan teknikal dan ekonomi yang tertinggi. …

Automasi separa

Prasyarat untuk automasi pengeluaran ialah mekanisasi semua operasi asas dan tambahan proses teknologi. Automasi separa adalah ciri tersendiri bagi mana-mana pengeluaran.

Pemindahan fungsi manusia kepada mesin penggerak alat menghapuskan batasan yang dikenakan oleh keupayaan fizikal manusia ke atas pembangunan pengeluaran dan menyebabkan lonjakan mendadak dalam tahap dan skalanya, yang dikenali sebagai revolusi perindustrian pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19.

Sejak penciptaan mesin automatik pertama, automasi pengeluaran telah berkembang secara berterusan dan kualitatif.Menggantikan enjin stim besar dengan mudah dikendalikan dan bersaiz kecil motor elektrik secara asasnya mengubah prinsip operasi dan reka bentuk mesin kerja dan mengubah prinsip pengurusan.

Pemacuan individu badan kerja berasingan mesin dan pengenalan sambungan elektrik di antara mereka sangat memudahkan kinematik mesin, menjadikannya kurang rumit dan lebih dipercayai.

Berbanding dengan sambungan mekanikal, lebih fleksibel dan mudah dalam operasi, sambungan elektrik memungkinkan untuk mencipta kawalan terprogram elektrik dan mekanikal gabungan, yang memastikan pelaksanaan automatik operasi yang jauh lebih kompleks daripada mesin automatik dengan peranti pengaturcaraan mekanikal (Kelebihan sistem automasi elektrik).

Dengan sambungan elektrik, bukan sahaja urutan pergerakan organ kerja yang diperlukan mudah dicapai, tetapi urutan ini mudah diubah untuk memulihkan mesin kerja untuk memproses produk baru. Sebagai contoh, mesin automatik dikawal komputer moden (rujuk. mesin CNC) boleh mengendalikan bahagian dalam sebarang bentuk. Untuk memulihkan mesin sedemikian, hanya perlu menukar program.

Kawalan terprogram elektrik bukan sahaja dapat melakukan kitaran pergerakan badan kerja yang diperlukan tanpa campur tangan manusia, tetapi juga memastikan permulaan automatik kitaran sedemikian apabila syarat tertentu dipenuhi, contohnya, apabila mesin dilepaskan daripada produk yang telah diproses, terdapat ialah bahagian baharu bahan dan ruang yang sesuai, terletak berhubung dengan organ kerja...

Untuk melakukan operasi sedemikian secara automatik, mesin mesti dilengkapi dengan elemen sensitif — penderia yang memantau pemenuhan syarat individu. Di samping itu, sistem kawalan itu sendiri mesti dapat menyemak set pemenuhan syarat-syarat ini, iaitu, untuk menyelesaikan beberapa masalah logik (lihat:Operasi logik).

Pengawal selia automatik telah meluas, yang, melaksanakan fungsi mereka dengan lebih pantas dan lebih tepat daripada yang boleh dilakukan oleh seseorang, telah memberikan peningkatan yang ketara dalam penunjuk teknikal dan ekonomi banyak industri dan proses. Mereka berfungsi untuk mengekalkan voltan malar penjana, revolusi enjin, tekanan dan suhu wap dalam dandang, ketebalan jalur dalam kilang penggelek, suhu dalam relau elektrik, dsb.

Tiada pengeluaran di mana pengawal automatik - peranti untuk mengawal sistem kawalan automatik - tidak digunakan. Dalam sesetengah kes, sistem ini memungkinkan untuk mencipta proses dan unit baharu yang tidak boleh dilaksanakan secara manual (cth loji tenaga nuklear).

Automasi kompleks

Kesan terbesar penggunaan sistem kawalan automatik dicapai dengan liputan komprehensif automasi semua mesin dan unit teknologi bengkel atau bahagian.

Automasi bersepadu ialah peringkat automasi pengeluaran di mana keseluruhan set operasi pemprosesan bahan, termasuk pengangkutan mereka, dijalankan melalui sistem mesin dan teknologi automatik, unit mengikut program dan mod yang telah ditetapkan, menggunakan pelbagai peranti automatik yang disatukan oleh satu sama. sistem Pengurusan.

Dengan automasi yang kompleks, fungsi manusia dalam kawalan proses teknologi dikurangkan kepada memantau perjalanan proses, menganalisis penunjuknya dan memilih mod pengendalian peralatan sebagai satu set tugas untuk pengawal selia automatik dan peranti perisian di mana penunjuk terbaik dicapai dalam keadaan ini.

Automasi bersepadu yang paling mudah dijalankan dalam pengeluaran berterusan, proses, bahagian berasingan yang disambungkan secara paksa melalui aliran bahan tunggal.

Contoh automasi proses yang kompleks ialah talian automatik, di mana setiap mesin automatik, menggunakan peranti perisian, melakukan urutan pergerakan organ kerjanya yang telah ditetapkan untuk menjalankan fasa pemprosesan bahan tertentu, dan keseluruhan set mesin linear disambungkan dengan mengendalikan peranti pengangkutan secara automatik — urutan umum fasa pemprosesan sehingga menerima produk siap.

Perniagaan automatik sepenuhnya semuanya Jana kuasa (Loji kuasa nuklear, loji kuasa haba, loji hidroelektrik). Pengurusan peralatan elektrik dan mekanikal utama di stesen ini dijalankan secara automatik, dan kawalan ke atas operasinya tertumpu, sebagai peraturan, pada satu titik, dari mana penghantar syif menetapkan mod yang diperlukan.

Pengurusan operasi mesti berpusat dan tertumpu di tangan seseorang. Keperluan untuk pemusatan sedemikian adalah disebabkan oleh fakta bahawa untuk membuat keputusan mengenai pilihan mod unit teknologi individu, gambaran lengkap keseluruhan pengeluaran, proses, iaitu pemprosesan semua maklumat yang datang dari semua bahagian proses, diperlukan.

Oleh itu, antara sistem kawalan, peranti menduduki tempat yang menonjol, tugasnya adalah untuk mengatur komunikasi antara manusia dan mesin, untuk memudahkan seseorang mengawal proses, untuk melegakan sistem sarafnya, untuk membebaskan otak daripada tekanan dan rutin. kerja.

Di samping itu, seseorang sering tidak dapat memproses aliran maklumat yang besar tentang kemajuan proses tanpa bantuan peranti tambahan.

Sebagai contoh, dalam keadaan pengurusan berpusat sistem kuasa bercabang, fungsi penghantar titik kawalan pusat menjadi semakin kompleks, dan membuat keputusan, sebagai peraturan, dijalankan dalam keadaan kekurangan masa yang akut. Semua ini memerlukan pengumpulan pesat maklumat yang pelbagai untuk menunjukkan seseorang dalam bentuk hasil yang mudah dilihat, yang diperlukan untuk membuat keputusan.

Dengan kawalan terpusat, semua maklumat status pengeluaran dan proses dipusatkan dengan penghantar atau pengendali syif.

Untuk menyampaikan maklumat kepada seseorang, terdapat banyak peranti penunjuk dan rakaman terletak pada papan pusat kawalan di hadapan pengendali atau penghantar. Sebagai tambahan kepada peranti, bilik kawalan mempunyai peranti teknikal yang membolehkan anda memantau pelbagai bidang pengeluaran kritikal.

Foto menunjukkan bilik kawalan. Ia adalah panel menegak di mana ia berada skim mnemonik industri terkawal, proses, instrumen pengukur dan pelbagai penunjuk penggera dan panel peranti kawalan automatik, kadangkala juga kunci dan butang kawalan jauh.

Oleh kerana dalam perusahaan dan industri dengan wilayah yang besar, pertukaran maklumat antara objek kawalan dan pengurusan dan pusat penghantaran dilakukan dengan bantuan cara teknikal telemekanik, peranti untuk menghasilkan semula sistem ini diletakkan pada panel penghantaran.

Seseorang yang mengawal proses berdasarkan pengetahuannya tentang sifat dan cirinya menggunakan pandangan jauh yang luas dan oleh itu dapat meningkatkan kawalan proses dengan ketara. Dalam kerangka sempit proses ini, pengetahuan adalah model proses dalam otak manusia.

Sebelum memilih satu atau satu lagi tindakan kawalan, seseorang, menggunakan "model" ini, secara spekulatif menyemak keputusan tindakan itu pada parameter output proses.

Hanya selepas yakin bahawa pengaruh ini akan memaksa proses untuk berubah ke arah yang diingini atau mengekalkan laluannya tidak berubah, seseorang memindahkan pengaruh ini kepada proses sebenar, sentiasa membandingkan perjalanannya dengan keputusan spekulatif yang diperoleh dan memperhalusi model.

Sama seperti cara manusia melakukannya, sistem kawalan ramalan automatik boleh berfungsi. Sistem sedemikian harus mempunyai model proses, peranti yang menyediakan penalaan sendiri bagi parameter model agar sepadan dengan proses sebenar dan peranti yang secara automatik mencari model untuk tindakan kawalan sedemikian yang memberikan prestasi proses terbaik. Pengaruh yang dikesan harus dipindahkan secara automatik ke proses sebenar.

Contoh sistem kawalan automatik yang kompleks ialah relau berterusan untuk memanaskan bahan, dilengkapi dengan pengawal selia suhu di ruang kerja dan pengawal selia aliran bahan api dan udara yang dibekalkan kepada pembakar relau.

Pemanasan bahan yang meninggalkan relau ditentukan oleh suhu ruang kerjanya, kelajuan pergerakan bahan dan beberapa faktor lain. Sebaliknya, suhu ruang kerja ditentukan oleh jumlah penggunaan bahan api dan nisbah bahan api - penggunaan udara, dan juga bergantung pada kelajuan pergerakan bahan yang dipanaskan.

Masalah penyelenggaraan suhu bahan dalam contoh ini tidak dapat diselesaikan dengan memasang pengawal suhu dan aliran yang berasingan dan tidak berkaitan.

Adalah perlu bahawa rujukan kepada pengawal suhu dalam relau meningkat secara automatik apabila kelajuan pergerakan bahan dalam relau meningkat, dan rujukan kepada pengawal aliran udara meningkat apabila penggunaan bahan api meningkat.

Tugas yang sukar juga timbul dalam penciptaan sistem untuk mengawal proses dengan penukaran tenaga berganda. Contoh peleburan relau letupan. Di sini, undang-undang kawalan menetapkan satu set nilai yang diperlukan bagi parameter proses individu (suhu, tekanan, kadar aliran, dll.), yang masing-masing dipengaruhi oleh banyak gangguan yang disebabkan oleh faktor luaran dan dalaman kepada proses itu.

Kejayaan automasi bersepadu kawasan pengeluaran sedia ada ditentukan hampir sepenuhnya oleh pematuhan peralatan dan teknologi sedia ada dengan keperluan untuk kawalan automatik.

Peralatan kebanyakan perusahaan yang beroperasi direka untuk kawalan manual.Oleh itu, automasi kompleks, sebagai peraturan, mesti disertakan dengan pemodenan atau penggantian lengkap peralatan, perubahan dalam teknologi dan organisasi pengeluaran, di mana kemungkinan kawalan automatik dari segi kelajuan dan ketepatan akan digunakan sepenuhnya.

Automasi lengkap mana-mana kawasan pengeluaran mesti didahului oleh analisis teknikal dan ekonomi yang menyeluruh bagi keseluruhan set langkah untuk menentukan kecekapan ekonomi. Automasi penuh membolehkan anda memusatkan pengurusan pengeluaran dan proses, mengurangkan kakitangan, meningkatkan produktiviti peralatan, meningkatkan kualiti produk dan mengurangkan kos.

Untuk proses yang kompleks, pemusatan pengurusan memerlukan penggunaan sistem pengurusan automatik yang membolehkan pengumpulan maklumat tentang kemajuan proses terkawal dan menghantarnya kepada seseorang dalam bentuk yang sesuai untuknya.

Automasi bersepadu ialah satu langkah ke arah automasi penuh, berakhir dengan penciptaan bengkel dan kilang automatik.

Automasi penuh

Automasi penuh ialah peringkat automasi pengeluaran di mana sistem mesin automatik melaksanakan, tanpa penyertaan manusia secara langsung, keseluruhan rangkaian operasi pengeluaran, proses tertentu, termasuk pemilihan dan penubuhan mod kerja yang memberikan prestasi terbaik dalam keadaan tertentu. .

Kewajipan seseorang dikurangkan kepada memantau fungsi sistem pengurusan dan unit individunya dengan betul, serta memperkenalkan tugas dan kriteria ke dalam sistem ini yang mesti dipenuhi oleh proses tersebut.

Untuk proses mudah yang berjalan dalam keadaan malar, setelah dipilih dan diselaraskan, mod optimum boleh dikekalkan untuk masa yang lama, dan konsep automasi penuh bertepatan dengan konsep automasi kompleks.

Bagi kebanyakan proses yang tertakluk kepada gangguan luaran, perbezaan utama antara automasi penuh dan automasi kompleks ialah pemindahan fungsi memilih dan menyelaraskan mod pengendalian mesin dan unit individu (termasuk dalam situasi kecemasan) daripada seseorang kepada sistem kawalan automatik.

Asas untuk peralihan kepada automasi penuh ialah carian automatik dan penubuhan mod operasi peralatan yang optimum dan automasi pengurusan operasi, iaitu, penyelarasan mod mesin dan unit individu.

Untuk menyelesaikan masalah ini, teknologi komputer digunakan secara meluas, khususnya mesin kawalan (pengawal, komputer industri), menganalisis perjalanan pengeluaran, proses, mensintesis undang-undang kawalan dan menentukan kriteria optimum. Analisis automatik aliran teknologi dan sintesis undang-undang kawalan menentukan kebolehsuaian diri sistem untuk automasi penuh.

Sistem automasi penuh mempunyai prinsip pembinaan hierarki:

• Pada peringkat 1, terdapat perisian dan sistem kawalan logik, serta sistem kawalan automatik;
• pada peringkat ke-2 — sistem untuk pengoptimuman automatik mesin dan agregat individu;
• pada peringkat ke-3 — sistem automatik untuk pengurusan operasi.

Hierarki kawalan tiga peringkat mentakrifkan struktur fungsi sistem automasi penuh.Resolusi perkakasan sistem ini boleh berbeza, sistem boleh dibina seperti yang ditunjukkan di atas, tetapi ia boleh dibina tanpa pemisahan yang jelas bagi fungsi yang dilakukan oleh peranti individu.

Kerumitan tugas kawalan yang semakin meningkat membawa kepada peningkatan dalam bilangan dan kerumitan peralatan dan, akibatnya, peningkatan kebarangkalian mengganggu operasi normal sistem.

Peningkatan berterusan proses dan peningkatan dalam skalanya serta ancaman kemalangan yang semakin meningkat menjadikan masalah kebolehpercayaan lebih penting dalam automasi pengeluaran. Oleh itu, semakin banyak elemen dan kaedah yang boleh dipercayai untuk sambungannya sedang dibangunkan, serta kaedah untuk membina sistem yang boleh dipercayai daripada unsur yang tidak boleh dipercayai sedang dicari.

Sistem automasi penuh ialah sistem kawalan automatik yang kompleks dan bercabang, yang memerlukan kebolehpercayaan yang tinggi, yang disediakan oleh kedua-dua kebolehpercayaan elemen individu dan kebolehpercayaan struktur.

Tugas automasi penuh ialah penciptaan bengkel dan perusahaan automatik (kilang automatik). Kesan ekonomi yang hebat dari automasi penuh dicapai dengan menambah baik penggunaan peralatan, memastikan rentak proses dengan produktiviti optimum dan kualiti produk di bawah keadaan yang diberikan.

Lihat: Automasi proses teknologi, Robot industri dalam pengeluaran moden,  Automasi sistem pengurusan bekalan kuasa

Pembangunan teknologi kawalan automatik adalah mustahil tanpa kemajuan dalam peralatan dan terutamanya dalam unsur-unsur dari mana peranti kawalan dibina.Masalah paling penting dalam pembangunan peralatan dan sistem kawalan automatik ialah meningkatkan kebolehpercayaan mereka.