Автоматизация производства это — контроль и управление автоматизированным производственным процессом запуском автоматических устройств; наивысший этап механизированного производства. Одно из основных направлений развития науки и производства, которое позволяет значительно повысить эффективность производства, качество продукции, культуру труда и другие показатели процесса производства. Существует три степени автоматизации производства: частично автоматизированное (локальное), общее (комплексное) и полностью автоматизированное.
На этапе частично автоматизированного производства автоматически проверяется выполнение отдельных критериев (уровень жидкости в ёмкости, давление, наличие тары и др.).
На этапе общей автоматизации производства управление осуществляется посредством определённой программы над несколькими типами автоматизированных работ в одном отделе, цехе, в качестве взаимосвязанного внутри организации единого автоматизированного комплекса. Управление производством находится под контролем человека (оператора).
Что касается этапа полной автоматизации, то он характеризуется неизменностью производственного процесса, неизменностью типов работ и характеризуется тем, что обеспечивает высокую эффективность производства.
Некоторые автоматизированные устройства известны с давних времён. Однако, в период ремесла, в условиях мелкого производства (до XVIII века) такие устройствами практике не использовались. В результате совершенствования орудий труда и механических устройств, создания новых машин и механизмов (XIX век) резко повысились объём и уровень производства.
Такое положение дел создавало необходимые предпосылки для дальнейшей механизации производства (ткацкое производство, переработка металла, дерева).
В начале XX века после изобретения датчика напряжения было положено начало использования электроэнергии в производстве; в результате, появились много операторные станки-агрегаты и автоматические линии. В этот период сформировалось понятие производства.
Устройства автоматизированного управления и освоение производственного процесса появились одновременно с тяжёлой промышленностью и машиностроением (30-ые годы, XIX столетия).
Автоматизированные устройства начали применяться в тяжёлой, лёгкой и пищевой промышленности, совершенствовалась автоматика транспорта.
Таким образом, начали развиваться энергетика, металлургия, химия, машиностроение, коммунальное хозяйство, в институтах организовывались лаборатории автоматики. К 50-ым годам фактически во всех сферах народного хозяйства внедрялась автоматика. Агрегаты ГЭС перешли на полное автоматическое управление, были автоматизированы системы водоснабжения и другие отрасли народного хозяйства.
Научные аспекты автоматизации производства в основном развивались по трём направлениям.
Во-первых, были разработаны эффективные методы изучения законов управления, динамики, устойчивости объектов и влияние на них внешних факторов. Эти задачи решаются совместными усилиями исследователей, конструкторов, технологов.
Во-вторых, были определены эффективность методов, цель функций управления. На этом основании были обозначены правила принятия решений в управлении.
В-третьих, были разработаны совершенные, простые и надёжные инженерные методы измерения, обработки результатов для устройств — средств автоматизации, реализующих функции управления.
Однако, процесс совершенствования и развития автоматизации производства непрерывно продолжался. В цехах, складах и других производственных сферах выполняется генерация информации и обработка её на клавишных устройствах, собранная информация передаётся на переработку. Для автоматической обработки информации используются датчики.
Средства передачи информации — преобразователи сигнала, телемеханическая аппаратура, сигнальные распределители-коммуникаторы другие устройства.
Математические и логические устройства обработки информации — включают в себя устройства функциональных преобразователей характера и формы сигналов информации по заданному алгоритму, например, вычислительные машины, средства вывода информации и др.
Посредством средств вывода информации — сигнального табло, мнемонических схем, цифровых устройств, электронно-лучевой трубки, принтеров оператор-человек может наблюдать за производственным процессом и регистрировать важные параметры.
Устройства, которые производят управляющие сигналы преобразуют не силовые информационные сигналы в импульсы. Эти импульсы влияют на защиту, проверку или работу устройств управления, заставляют их работать. Сбор информации и устройства её обработки в комплексе дают возможность автоматизации отраслей народного хозяйства. Помимо прочего, очень важным считается комплекс программ управления, аналитическая техника и устройства контроля и проверки, обеспечивающие оптимальный режим автоматизации управления производством. Например, на гидроэлектростанциях вода, поступающая из источника, бесперебойно проходит через турбины гидроагрегата. Автоматические датчики измеряют число вращений турбины, напряжение и частоту производимого тока, активную и реактивную энергию.
Защитные устройства предупреждают аварии. Автооператор запускает и прекращает работу агрегатов в соответствии с расписанием. Диспетчер энергосистемы пользуясь устройством телемеханики управляет ГЭС на расстоянии с центрального пульта. Можно сказать, что в Узбекистане все ГЭС управляются дистанционно.
Более сложным считается управление теплоэлектростанциями — ТЭС. Несколько сот МВт энергии в блоке: «Котёл — турбина — генератор — трансформатор» — организованы различными типами агрегатов. Например, в блоке, энергия которого 800 МВт — около 1000 объектов управления и около 1300 контролируемых параметров. Посредством системы автоматического управления параметрами этого объекта управляет один инженер-оператор.
Так же можно автоматизировать непрерывно протекающие технологические процессы в химии, нефтехимической, газовой и фармацевтической промышленности, водоснабжении, канализации и др.
В ните-мотальной системе, наравне с совершенствованием методов разделения хлопкового волокна развиваются термические, электрические методы, позволяющие эффективно автоматизировать эту работу; на хлопкоочистительных заводах используется мотальное оборудование и компьютеры.
Процесс качественной переработки хлопкового волокна в основном производится в циклическом режиме. Все основные параметры в производстве нити в автоматическом режиме измеряются и выпрямляются. В качественной системе управления режимом используются компьютеры.
В металлопрокате управление станками проката, двигателями устройств зажима и вспомогательными механизмами автоматизировано. С помощью вычислительных машин применяется система раскроя материала с наименьшими отходами.
Сегодня автоматизация производства в современном машиностроении — основа развития техники. Наравне со станками-автоматами создаются и постоянно совершенствуются многооперационные агрегаты, пневматические, электрические или смешанные системы управления.
Полная автоматизация рабочего цикла станков с числовым программным управлением для обработки металла сохраняет их универсальность.
Автоматизация процесса сбора в машиностроении считается актуальной и сложной задачей. Это даёт большой экономический эффект. Качество собранного узла и целого изделия непрерывно проверяется. На предприятии «GM-UZ avto» в Андижанской области Республики Узбекистан все работы автоматизированы.
Производство радиодеталей, электронных ламп, ионных устройств, электронно-лучевых трубок, транзисторов, монтажного провода, радиоэлектронной аппаратуры и телевизоров полностью автоматизировано.
В лёгкой промышленности применяются автоматизированные устройства и в управлении предприятиями — системы автоматического управления.
Производство обуви, галантерейной продукции и другие крупные отрасли производства оснащены высокоэффективными автоматическими устройствами.
На предприятиях общественного питания так же большое значение имеет автоматизация. Автоматические устройства по переработке продукции (полоскание, нарезка, измельчение и др.) полностью сохраняют её вкусовые качества и эстетический вид, значительно уменьшают количество отходов.
В хлопковой промышленности тоже имеет место автоматизация. Начиная с приёмки хлопка, разделения на волокно, семена, вату и связывания волокна в тюки, имеются комплексы автоматизации данных процессов. Рост объёмов доставляемого груза, количества перевозимых людей связан с расширением типов транспорта и ускорением движения на имеющихся линиях. Имеет место автоматизация эксплуатации железнодорожного транспорта, что обеспечивает следование по маршруту точно в соответствии с графиком и безопасность передвижения. Итак, управление движением поездов автоматизировано. Так же автоматизировано много работ по перевозке груза и пассажиров на судах. Самолёты тоже управляются посредством «автопилотов». Метеослужба это — сложный комплекс, который занимается сложным процессом измерения метеорологических данных, сбором, передачей и обработкой информации. Эта информация: давление воздуха в различных атмосферных слоях, температура, скорость перемещения воздушных потоков, влажность, обилие дождевых выбросов и т. п.
Для дальнейшего развития гидрометеорологии эту область необходимо автоматизировать. В этом большую помощь людям оказывают искусственные спутники Земли, компьютеры.
Автоматическое управление производством — сопряжено с применением в управлении различными отраслями производства математических моделей, автоматических устройств и средств вычислительной техники. Основа автоматического управления производством — экономическая кибернетика. Важной задачей экономической кибернетики является решение методических и точных задач отношений человека и кибернетических машин.
В автоматизации производства кроме компьютеров используются десятки специализированных автоматических устройств, что позволяет автоматизировать процесс сбора информации для производства, её переработку и тем самым избавляет людей от сложных вычислений, повышает творческую роль производства, повышает эффективность работ, даёт возможность освобождённых от управления производственным процессом людей задействовать на другой работе.
Итак, делаем вывод: система автоматического управления (САУ) — система, состоящая из объекта управления и устройства управления, в которой автоматически выполняется заданный процесс.
Устройство управления (УУ) и регулятор — совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление главным технологическим параметром (физической величиной). Регулятор УУ и САУ воздействует на объект управления и обозначается в функциональным схемах в виде, представленном на рис.1.
Рис. 1
В случае, если сигнал ошибки (1)-(2)=0, то САУ находится в покое. В случаях, когда (1)-(2)>0 или (1)-(2)<0 — САУ находится в переходном режиме.
Литература:
- Ерофеев А. А. Теория автоматического управления. Учебник для вузов. — 2-е изд.перераб.и доп.- СПб: Политехника, 2003. — 302 с.: ил.
- Avtomatika asoslari: o‘quv qo‘llanma/ D. M. Shomurodova, A. U. Usmonov, M. I. Abdurahmonova; O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi. — T.: «Niso Poligraf» nashriyoti, 2014, -160 b.
