Вивчилися на «автоматизація технологічних процесів та виробництв», ким працювати навіть не уявляєте? Напевно, це свідчить про серйозні прогалини у освіті, але давайте разом спробуємо розібратися в питанні. Ми щодня користуємось автоматизованими системами навіть не усвідомлюючи цього.

Потреба автоматизації - чи є вона?

Будь-який виробничий процес, Це витрати ресурсів. Завдяки новим технологіям та методикам виробництва ми можемо заощадити кількість сировини та палива, що йде на виготовлення продукції.

Але як бути із людським ресурсом? Адже висококваліфікованих фахівців можна задіяти для реалізації інших проектів, та й сам контроль конвеєра працівниками – дороге задоволення, що підвищує ціну кінцевої продукції.

Частково проблему вирішили ще кілька століть тому, з винаходом парових машинта конвеєрного виробництва. Але навіть зараз у більшості цехів на території колишнього Союзу все ще надто багато робітників. А крім додаткових витрат це загрожує «людським фактором», який є основною причиною більшості проблем, що виникають.

Інженер чи 5 інших спеціальностей?

Отримавши після закінчення вузу диплом, ви можете розраховувати на посаду:

1. Інженер.
2. Проектувальника.
3. Конструктори.
4. Науковий співробітник.
5. Керівник відділу розробок.
6. Співробітника експлуатаційного відділу.

Професія інженера була модний років 40 тому, зараз мало хто готовий думати головою та брати на себе відповідальність. Звичайно, з вашим дипломом ви будете дуже вузьким фахівцем, у списку основних завдань буде впровадження та розробка нових систем управління та контролю на виробництві.

Але найчастіше від вас потрібно лише підтримки в робочому стані всієї системи, виправлення дрібних несправностей, що виникають, і подальше планування роботи.

Будь-які проекти з оптимізації чи оновлення системи будуть проводитись під керівництвом безпосереднього начальства, зусиллями всього відділу. Так що можете не переживати, у перший же день вас не змусять розробити щось інноваційне або впровадити абсолютно новий спосібконтролю. Вимоги до фахівців цілком адекватні, заробітна платазалежить від регіону та галузі промисловості.

Розробка та проектування проекту.

У проектувальників та конструкторівзавдання трохи інші. Ось уже вони займаються новимипроектами, практично всіх етапах розробки. Насамперед від цих співробітників вимагають формулювання та постановки завдання.

Коли визначено мету та обсяг майбутніх робіт, приступають до складання загального плану реалізації майбутнього проекту. Тільки після цього проектувальник має право перейти до складання детальніших планів, розробки архітектури та вибору коштів.

А на заключному етапіПотрібно ще буде документацію скласти, для тих же інженерів.

Праця конструктора мало чим відрізняється від наведеного плану робіт, тому загострювати на цьому увагу особливо не варто. Можна лише сказати, що представники цих двох професій стоять дещо ближче до теорії та науки, але все ще зберігають зв'язок безпосередньо з виробництвом і чудово усвідомлюють кінцевий продуктсвоєї роботи.

Науковці в галузі автоматизації виробництва.

А тепер настав час поговорити про тих, кому до вподоби білі халати та наукові лабораторії. Насправді йдеться про математики в чистому вигляді . Проектування, створення та удосконалення моделей, нових алгоритмів. Здібності до вирішення таких теоретичних завдань, іноді кілька відірваних від реальності, виявляється ще в школі чи університеті. Якщо це помітили за собою, варто адекватно оцінити свої здібності і знайти собі місце в дослідному центрі.

Пропозиції від приватних структур більш оплачувані, але більшість контор вимагатиме всіх прав на результати вашої інтелектуальної діяльності. Працюючи у державній структурі можна вести наукову діяльність, більше шанс отримати будь-яке зізнання серед колег. Питання лише у тому, щоб правильно розставити свої пріоритети.

Керівні пости та особиста відповідальність.

На посаду керівника відділу чи проекту можна розраховувати у двох випадках:

1. Спроба вислужитися, реалізуючи свої амбіції та прагнення.
2. Високий рівень відповідальності та особистих навичок.

Відразу після університету перший пункт вам не підійде, молодому фахівцюсерйозну посаду не довірять, та й не впораєтеся ви з нею без певного досвіду та набору знань. А ось відповідальність за невдачу перекласти на когось буде проблематично.

Так що просто знайте, що при якісному та своєчасному виконанні своїх обов'язків ви можете розраховувати на просування кар'єрними сходами, ваш диплом це дозволяє. Тому жодні аргументи від начальства про невідповідність рівня освіти не пройдуть. Але подумайте, чи варто воно того – додадуться обов'язки та помітно підніметься рівень відповідальності.

Професіонали з факультету "автоматизація технологічних процесів та виробництв" ким працювати, знають вже з перших курсів. Не варто соромитися, якщо робоче місцевдалося отримати завдяки знайомствам. Тримати на відповідальному місці нікчемного фахівця ніхто не буде, тож це не дуже вагомий аргумент.

Відео про професію

Далі на відео в рамках програми «Фахівці майбутнього» буде розглянуто, ким працюватиме після закінчення факультету «Автоматизація технологічних процесів та виробництв». Які є нюанси, плюси та мінуси цієї професії:

Широке використання автоматизації - найефективніший шлях підвищення продуктивність праці.

На багатьох об'єктах для організації правильного технологічного процесу необхідно тривалий час підтримувати задані значення різних фізичних параметрівабо змінювати їх у часі за певним законом. Внаслідок різних зовнішніх впливів на об'єкт, ці параметри відхиляються від заданих. Оператор або машиніст повинен так впливати на об'єкт, щоб значення параметрів, що регулюються, не виходили за допустимі межі, тобто керувати об'єктом. Окремі функціїоператора можуть виконувати різні автоматичні прилади. Вплив їх на об'єкт здійснюється за командою людини, яка слідкує за станом параметрів. Таке керування називають автоматичним. Щоб повністю виключити людину з процесу управління, система має бути замкненою: прилади повинні стежити за відхиленням регульованого параметра та відповідно давати команду на керування об'єктом. Така замкнута система управління називається системою автоматичного регулювання (САР).

Перші найпростіші автоматичні системирегулювання підтримки заданих значень рівня рідини, тиску пари, швидкості обертання з'явилися торік у другій половині XVIII в. із розвитком парових машин. Створення перших автоматичних регуляторів йшло інтуїтивно та було заслугою окремих винахідників. Для подальшого розвитку засобів автоматизації потрібні були методи розрахунку автоматичних регуляторів. Вже у другій половині ХІХ ст. була створена струнка теорія автоматичного регулювання, заснована на математичних методів. У роботах Д. К. Максвелла "Про регулятори" (1866 р.) та І.А. Вишнеградського "Про загальну теорію регуляторів" (1876р.), "Про регулятори прямої дії" (1876г.) регулятори та об'єкт регулювання вперше розглядаються як єдина динамічна система. Теорія автоматичного регулювання безперервно розширюється та поглиблюється.

Сучасний етап розвитку автоматизації характеризується значним ускладненням задач. автоматичного керування: збільшенням числа регульованих параметрів та взаємозв'язком об'єктів регулювання; підвищенням необхідної точності регулювання, їхньої швидкодії; збільшенням дистанційності управління тощо. буд. Ці завдання можна вирішити лише з основі сучасної електронної техніки, широкого впровадження мікропроцесорів та універсальних комп'ютерів.

Широке використання автоматизації на холодильних установкахпочалося лише у XX ст., але вже у 60-х роках створено великі повністю автоматизовані установки.

Для керування різними технологічними процесаминеобхідно підтримувати в заданих межах, інколи ж змінювати за певним законом значення однієї чи одночасно кількох фізичних величин. При цьому слід стежити, щоб не виникали небезпечні режими роботи.

Пристрій, в якому протікає процес, що вимагає безперервного регулювання, називають об'єктом, що керується, або скорочено об'єктом (рис. 1,а).

Фізична величина, значення якої не повинно виходити за певні межі, називається керованим або регульованим параметром і позначається буквою X. Це може бути температура t, тиск р, рівень рідини Н, відносна вологість? і т. д. Початкове (задане) значення регульованого параметра позначимо Х0. Внаслідок зовнішніх впливів на об'єкт дійсне значення X може відхилятися від заданого Х 0 . Величину відхилення регульованого параметра від початкового значення називають неузгодженістю:

Зовнішній вплив на об'єкт, що не залежить від оператора і збільшує неузгодженість, називають навантаженням і позначають Мн (або QH - коли йдетьсяпро теплове навантаження).

Щоб зменшити неузгодженість, необхідно вплинути на об'єкт, протилежне навантаженню. Організований вплив на об'єкт, що зменшує неузгодженість, називають регулюючим впливом - М р (або Q P - при тепловому впливі).

Значення параметра X (зокрема, Х 0) зберігається постійним лише тоді, коли регулюючий вплив дорівнює навантаженню:

Х = const тільки за М р = М н.

Це основний закон регулювання (як ручного, і автоматичного). Для зменшення позитивної неузгодженості необхідно, щоб М р було по модулю більше, ніж М н. І навпаки, при М р<М н рассогласование увеличивается.

Автоматичні системи. При ручному регулюванні зміни регулюючого впливу машиністу доводиться іноді виконувати низку операцій (відкриття чи закриття вентилів, пуск насосів, компресорів, зміна їх продуктивності тощо. буд.). Якщо ці операції виконуються автоматичними пристроями за командою людини (наприклад, натисканням кнопки "Пуск"), такий спосіб роботи називають автоматичним управлінням. Складну схему такого управління показано на рис. 1,б, Елементи 1, 2, 3 і 4 перетворять один фізичний параметр на інший, більш зручний для передачі наступному елементу. Стрілки показують напрямок впливу. Вхідним сигналом автоматичного управління Х упр може бути натискання кнопки, переміщення ручки реостата і т. д. Для збільшення потужності сигналу, що передається, до окремих елементів може бути підведена додаткова енергія Е.

Для управління об'єктом машиністу (оператору) необхідно безперервно отримувати інформацію від об'єкта, тобто вести контроль: заміряти значення регульованого параметра X і підраховувати величину неузгодженості? Цей процес також можна автоматизувати (автоматичний контроль), тобто встановити прилади, які будуть показувати, записувати величину Х або подавати сигнал при виході Х за допустимі межі.

Інформацію, що отримується від об'єкта (ланцюжок 5-7), називають зворотним зв'язком, а автоматичне управління - прямим зв'язком.

При автоматичному керуванні та автоматичному контролі оператору достатньо поглянути на прилади та натиснути кнопку. Чи не можна і цей процес автоматизувати, аби зовсім обійтися без оператора? Виявляється, достатньо подати вихідний сигнал автоматичного контролю Х на вхід автоматичного управління (до елемента 1), щоб процес управління став повністю автоматизованим. При цьому елемент 1 порівнює сигнал Х до заданим Х 3 . Чим більше неузгодженість? Х, тим більша різниця Х до -Х 3 і відповідно збільшується регулюючий вплив М р.

Автоматичні системи управління із замкнутим ланцюгом впливу, в яких керуючий вплив виробляється в залежності від неузгодженості, називають системою автоматичного регулювання (САР).

Елементи автоматичного управління (1-4) і контролю (5-7) при замиканні ланцюга утворюють автоматичний регулятор. Таким чином, автоматична система регулювання складається з об'єкта та автоматичного регулятора (рис. 1, в). Автоматичним регулятором (або просто регулятором) називають пристрій, який сприймає неузгодженість та впливає на об'єкт так, щоб зменшити це неузгодження.

По меті на об'єкт розрізняють такі системи управління:

а) стабілізуючі,

б) програмні,

в) слідчі,

г) оптимізують.

Стабілізуючі системи підтримують значення регульованого параметра постійним (у заданих межах). Налаштування у них постійне.

Програмні системиуправління мають налаштування, що змінюється з часом за заданою програмою.

У стежать системахНалаштування безперервно змінюється залежно від якогось зовнішнього фактора. В установках кондиціонування повітря, наприклад, у спекотні дні вигідніше підтримувати в приміщенні більш високу температуру, ніж прохолодні. Тому бажано постійно змінювати налаштування в залежності від температури зовнішнього повітря.

У оптимізуючих системахінформація, що надходить на регулятор від об'єкта і зовнішнього середовища, попередньо обробляється для визначення найбільш вигідного значення регульованого параметра. Відповідно, змінюється настройка.

Для підтримки заданого значення регульованого параметра Х0 крім автоматичних систем регулювання іноді застосовують автоматичну систему відстеження навантаження (рис. 1, г). У цій системі регулятор сприймає зміну навантаження, а не неузгодженості, забезпечуючи безперервну рівність М р ​​= М н. Теоретично у своїй точно забезпечується X 0 = const. Однак практично через різні зовнішні впливи на елементи регулятора (перешкоди) рівність М Р = М н може порушитися. Виникає у своїй неузгодження?Х виявляється значно більше, ніж у системі автоматичного регулювання, оскільки у системі відстеження навантаження відсутня зворотний зв'язок, т. е. вона реагує на неузгодження?Х.

У складних автоматичних системах (рис. 1, д) поряд з основними ланцюгами (прямим і зворотним зв'язками) можуть бути і додаткові ланцюги прямої та зворотної зв'язків. Якщо напрямок додаткового ланцюга збігається з основним, то його називають прямим (ланцюга 1 і 4); якщо напрями впливів не збігаються, виникає додатковий зворотний зв'язок (ланцюга 2 і 3). Входом автоматичної системи вважають вплив, що видає, виходом - регульований параметр.

Поряд з автоматичною підтримкою параметрів у заданих межах необхідний захист установок від небезпечних режимів, яку виконують системи автоматичного захисту (САЗ). Вони можуть бути профілактичними чи аварійними.

Профілактичний захист впливає на регулюючі пристрої або окремі елементи регулятора до небезпечного режиму. Наприклад, у разі припинення подачі води на конденсатор компресор слід зупинити, не чекаючи аварійного підвищення тиску.

Аварійний захист сприймає відхилення регульованого параметра і коли значення його стає небезпечним, відключає один з вузлів системи, щоб неузгодження більше не зростало. При спрацьовуванні автоматичного захисту нормальне функціонування системи автоматичного регулювання припиняється і параметр, що регулюється, зазвичай виходить за допустимі межі. Якщо після спрацювання захисту контрольований параметр повернувся в задану зону, САЗ може знову увімкнути відключений вузол, і система регулювання продовжує нормально працювати (захист багаторазової дії).

На великих об'єктах частіше застосовують САЗ одноразової дії, тобто після повернення контрольованого параметра в допустиму зону відключені захистом вузли самі вже не включаються.

САЗ зазвичай поєднують із сигналізацією (загальною або диференційованою, тобто вказує на причину спрацьовування). Переваги автоматизації. Щоб виявити переваги автоматизації, можна порівняти для прикладу графіки зміни температури в холодильній камері при ручному та автоматичному її регулюванні (рис. 2). Нехай необхідна температура камери від 0 до 2°С. Коли температура сягає 0°З (точка 1), машиніст зупиняє компресор. Температура починає підвищуватися, і коли підніметься приблизно до 2°С, машиніст знову включає компресор (точка 2). Графік показує, що через несвоєчасне включення або зупинення компресора температура в камері виходить за допустимі межі (точки 3, 4, 5). При частих підвищеннях температури (ділянка А) скорочуються допустимі терміни зберігання, погіршується якість продуктів, що швидко псуються. Знижена температура (дільниця Б) викликає усихання продуктів, а іноді і знижує їх смакові якості; крім того, на додаткову роботу компресора безцільно витрачаються електроенергія, вода, що охолоджує, передчасно настає знос компресора.

При автоматичному регулюванні реле температури включає та зупиняє компресор при 0 і +2 °С.

Основні функції захисту прилади також виконують надійніше, ніж людина. Машиніст може не помітити швидкого підвищення тиску в конденсаторі (через припинення подачі води), несправність масляного насоса тощо, прилади ж реагують на ці несправності миттєво. Щоправда, у деяких випадках неполадки швидше будуть помічені машиністом, він почує стукіт у несправному компресорі, відчує місцевий витік аміаку. Все ж таки досвід експлуатації показав, що автоматичні установки працюють значно надійніше.

Таким чином, автоматизація забезпечує такі основні переваги:

1) скорочуються витрати часу обслуговування;

2) точніше підтримується потрібний технологічний режим;

3) зменшуються експлуатаційні витрати (на електроенергію, воду, ремонт тощо);

4) підвищується надійність роботи установок.

Незважаючи на перелічені переваги, автоматизація є доцільною лише в тих випадках, коли це економічно обґрунтовано, тобто витрати, пов'язані з автоматизацією, окупаються економією від її впровадження. Крім того, необхідно автоматизувати процеси, нормальне перебіг яких не може бути забезпечено при ручному управлінні: точні технологічні процеси, робота у шкідливому чи вибухонебезпечному середовищі.

З усіх процесів автоматизації найбільше практичного значення має автоматичне регулювання. Тому в основному розглядаються автоматичні системи регулювання, що є основою автоматизації холодильних установок.

Література

1. Автоматизація технологічних процесів харчових виробництв / Под ред. Е. Б. Карпіна.

2. Автоматичні прилади, регулятори та керуючі машини: Довідник / За ред. Б. Д. Кошарського.

3. Петров. І. К., Солощенко М. Н., Царьков В. Н. Прилади та засоби автоматизації для харчової промисловості: Довідник.

4. Автоматизація технологічних процесів харчової промисловості. Соколів.

ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Під засобом автоматизації технологічного процесу розуміється комплекс технічних пристроїв, які забезпечують переміщення виконавчих (робітників) органів машини із заданими кінематичними параметрами (траєкторії та закони руху). У випадку зазначене завдання вирішується у вигляді системи управління (СУ) і приводу робочого органу. Однак, у перших автоматичних машинах виділити приводи та систему керування в окремі модулі неможливо. Приклад структури такої машини подано на рис.1.

Автомат працює в такий спосіб. Асинхронний електродвигун через головний передавальний механізм приводить у безперервне обертання розподільний кулачковий вал. Далі рухи передаються відповідними штовхачами через передавальні механізми 1...5 на робочі органи 1...5. Розподільний вал забезпечує не тільки передачу механічної енергії до робочих органів, але і є пограмоносієм, узгоджуючи рух останніх за часом. У машині, що має таку структуру, приводи та система управління інтегровані в єдині механізми. Наведеною вище структурою може, наприклад, відповідати кінематична схема, що представлена ​​на рис.2.

Аналогічна машина такого призначення та відповідної продуктивності в принципі може мати структурну схему, представлену на рис.3.

Автомат, представлений на рис.3, працює в такий спосіб. СУ видає команди приводи 1...5, які здійснюють переміщення у просторі робочих органів 1...5. При цьому СУ здійснює узгодження траєкторій у просторі та за часом. Основною особливістю автомата тут є наявність явно виділеної системи керування та приводів кожного робочого органу. У загальному випадку до складу автомата можуть включатися датчики, які забезпечують СУ відповідною інформацією, необхідною для вироблення обґрунтованих команд. Датчики зазвичай встановлюються перед робочим органом або після нього (датчики положення, акселерометри, датчики кутових швидкостей, сили, тиску, температури тощо). Іноді датчики розташовуються всередині приводу (на рис.3 канал передачі інформації показаний пунктиром) і забезпечують додатковою інформацією СУ (величина струму, тиску в циліндрі, швидкості зміни струму і т.п.), яка використовується для підвищення якості управління. Більш детально такі зв'язки розглядаються в спеціальних курсах.. Згідно з структурою (рис.3) можуть бути побудовані різні, принципово відрізняються один від одного автомати. Основною ознакою їх класифікації є тип СУ. У випадку класифікація систем управління за принципом дії представлена ​​на рис.4.

Циклові системи можуть бути замкнуті або розімкнуті. Автомат, структура та кінематична схема якого представлені відповідно на рис.1 та рис.2, має розімкнуту систему управління. Такі машини часто називають «механічними дурнями», тому що вони працюють доти, доки обертається розподільчий вал. СУ не контролює параметри технологічного процесу й у разі розрегулювання окремих механізмів автомат продовжує випускати продукцію, навіть якщо це шлюб. Іноді в устаткуванні можуть бути один або кілька приводів без зворотних зв'язків (див. привід 3 на рис.3). На рис.5 представлена ​​кінематична схема автомата з розімкнутою цикловою системою керування та роздільними приводами. Автоматом, що має таку схему, можна керувати тільки за часом (забезпечувати узгоджені початку переміщень робочих органів у часі) за допомогою контролера, що перепрограмується, командоапарата з розподільчим кулачковим валом, логічної схеми, реалізованої на будь-якій елементній базі (пневмоелементи, реле, мікросхеми і т.п. .). Основним недоліком керування за часом є вимушене завищення циклових параметрів машини та, отже, зниження продуктивності. Справді, створюючи алгоритм тимчасового управління, доводиться враховувати можливу нестабільність роботи приводів за часом спрацьовування, яке контролюється, шляхом завищення часових інтервалів між подачею команд. В іншому випадку може мати місце зіткнення робочих органів, наприклад, через випадкове збільшення часу ходу одного циліндра та зменшення часу ходу іншого циліндра.

У тих випадках, коли необхідно контролювати початкові та кінцеві положення робочих органів (для того, наприклад, щоб виключити їх зіткнення), застосовують циклові СУ зі зворотними зв'язками за положенням. На рис.6 представлена ​​кінематична схема автомата з такою системою керування. Опорні сигнали для синхронізації спрацьовувань робочих органів 1...5 надходять із датчиків положення 7...16. На відміну від автомата зі структурою та кінематичною схемою, представлених на рис.1 та 2, дана машина має менш стабільний цикл. У першому випадку всі циклові параметри (часи робочих і неодружених ходів) визначаються виключно частотою обертання розподільного валу, а в другому (рис.4 і 6) - вони залежать від часу спрацьовування кожного циліндра (є функцією стану циліндра і поточних параметрів, що характеризують технологічний процес ). Однак, ця схема в порівнянні зі схемою, представленою на рис.5, дозволяє підвищити продуктивність машини за рахунок виключення непотрібних інтервалів часу між подачею команд управління.

Усі наведені вище кінематичні схеми відповідають цикловим СУ. У тому випадку, коли хоча б один із приводів автомата має позиційне, контурне або адаптивне керування, то прийнято називати його СУ відповідно до позиційної, контурної або адаптивної.

На рис.7 представлений фрагмент кінематичної схеми поворотного столу автомата із позиційною СУ. Привід поворотного столу РВ здійснюється електромагнітом, що складається з корпусу 1, в якому розташовані обмотка 2 і рухомий якір 3. Повернення якоря забезпечується пружиною, а обмеження ходу - упорами 5. На якорі встановлений штовхач 6, який за допомогою ролика 7 важеля 8 і вала I пов'язаний із поворотним столом РВ. Важель 8 пов'язаний з нерухомим корпусом пружиною 9. Рухомий елемент потенціометричного датчика положення 10 жорстко пов'язаний з якорем.

При подачі напруги на обмотку 2 якір стискає пружину і, зменшуючи зазор магнітопроводу, переміщає РВ за допомогою механізму прямолінійної куліси, що складається з ролика 7 і куліс 8. Пружина 9 забезпечує силове замикання ролика і куліси. Датчик положення забезпечує СУ інформацією про поточні координати РВ.

СУ збільшує струм в обмотці до тих пір, поки якір, а, отже, і жорстко пов'язаний з ним РВ, не досягне заданої координати, після чого сила пружини врівноважується силою електромагнітної тяги. Структура такого приводу може мати, наприклад, вигляд, як показано на рис.8.

СУ працює в такий спосіб. Пристрій зчитування програм видає на вхід перетворювача координат змінну х 0 виражену наприклад в двійковому коді і відповідну необхідну координату якоря двигуна. З виходу перетворювачів координат, один з яких є датчиком зворотного зв'язку, напруги U і U 0 надходять на пристрій порівняння, що виробляє сигнал помилки DU, пропорційний різниці напруги на його входах. Сигнал помилки подається на вхід підсилювача потужності, який залежно від знака та величини DU видає струм I на обмотку електромагніту. Якщо величина помилки дорівнює нулю, то струм стабілізується на відповідному рівні. Як тільки вихідна ланка з тієї чи іншої причини зміщується від заданого положення, величина струму починає змінюватися таким чином, щоб повернути його у вихідне положення. Таким чином, якщо СУ послідовно задає приводу кінцеве безліч М записаних на програмоносії координат, то привід матиме М точок позиціонування. Циклові СУ зазвичай мають дві точки позиціонування з кожної координати (кожного приводу). У перших позиційних системах кількість координат обмежувалося числом потенціометрів, кожен із яких служив для запам'ятовування певної координати. Сучасні контролери дозволяють задавати, зберігати та видавати в двійковому коді практично необмежену кількість точок позиціонування.

На рис.8 представлена ​​кінематична схема типового електромеханічного приводу з контурною СУ. Такі приводи широко застосовують у верстатах з числовим програмним управлінням. Як датчики зворотного зв'язку використовуються тахогенератор (датчик кутової швидкості) 6 та індуктосин (датчик лінійних переміщень) 7. Очевидно, що механізмом, представленим на рис. 8 може керувати позиційна система (див. рис.7).

Таким чином, за кінематичною схемою неможливо відрізнити контурну та позиційну СУ. Справа в тому, що в контурній СУ програмуючий пристрій запам'ятовує та видає не набір координат, а безперервну функцію. Таким чином, контурна система - це по суті позиційна система з нескінченним числом точок позиціонування та керованим часом переходу РВ з однієї точки в іншу. У позиційних та контурних СУ є елемент адаптації, тобто. вони можуть забезпечити хід РВ у задану точку або його рух за заданим законом за різних реакцій на нього з боку навколишнього середовища.

Проте, практично адаптивними СУ прийнято вважати такі системи, які залежно від поточної реакції довкілля можуть змінювати алгоритм роботи машини.

Насправді при проектуванні автомата чи автоматичної лінії буває надзвичайно важливо на стадії ескізного проектування вибрати приводи механізмів і СУ. Це завдання є багатокритеріальним. Зазвичай вибір приводів та СУ здійснюють за такими критеріями:

n вартість;

n надійність;

n ремонтопридатність;

n конструктивна та технологічна наступність;

n пожежо- та вибухобезпека;

n рівень робочого шуму;

n стійкість до електромагнітних перешкод (ставиться до СУ);

n стійкість до жорстких випромінювань (належить до СУ);

n масогабаритні характеристики.

Усі приводи та СУ можна класифікувати на кшталт використовуваної енергії. У приводах сучасних технологічних машин зазвичай використовуються: електрична енергія (електромеханічні приводи), енергія стисненого повітря (пневмоприводи), енергія потоку рідини (гідроприводи), енергія розрідження (вакуумні приводи), приводи з двигунами внутрішнього згоряння. Іноді у машинах застосовують комбіновані приводи. Наприклад: електропневматичний, пневмогідравлічний, електрогідравлічний та ін. Короткі порівняльні характеристики двигунів приводів наведені в таблиці 1. Крім того, при виборі приводу слід враховувати механізм передавання та його характеристики. Так, сам двигун може бути дешевим, а передавальний механізм -дорогим, надійність двигуна може бути великою, а надійність передавального механізму - маленькою та інш.

Найважливішим аспектом вибору типу приводу є наступність. Так, наприклад, якщо у новопроектованому автоматі хоча б один із приводів гідравлічний, то варто подумати про можливість застосування гідравліки і для інших робочих органів. Якщо гідравліка застосовується вперше, то треба пам'ятати, що вона вимагатиме установки поряд з обладнанням дуже дорогою та великою за масогабаритними параметрами гідростанції. Так само треба чинити і щодо пневматики. Деколи буває нерозумно прокладати пневмомагістраль або навіть купувати компресор заради одного пневмоприводу в одній машині. Як правило, при проектуванні обладнання необхідно прагнути до застосування однотипних приводів. У цьому випадку, крім перерахованого вище, суттєво спрощується технічне обслуговування та ремонт. Більш глибоке порівняння різних типів приводів та СУ можна зробити лише після вивчення спеціальних дисциплін.

Запитання для самоконтролю

1. Що називають засобом автоматизації технологічного процесу стосовно виробництва?

2. Перерахуйте основні частини автоматичної виробничої машини.

3. Що виконувало функції програмоносія у перших циклових автоматах?

4. У чому полягає еволюція автоматичних виробничих машин?

5. Перерахуйте типи СУ, що застосовуються у технологічному обладнанні.

6. Що таке замкнута та розімкнена СУ?

7. У чому основні особливості циклової СУ?

8. Чим відрізняються позиційні та контурні СУ?

9. Які СУ називаються адаптивними?

10. З яких основних елементів складається привід машини?

11. За якими ознаками класифікуються приводи машин?

12. Перерахуйте основні типи приводів, що застосовуються у технологічних машинах.

13. Перерахуйте критерії порівняння приводів та СУ.

14. Наведіть приклад замкненого циклового приводу.

Насправді цей процес включає велику кількість заходів, що передбачають створення та використання спеціальних інструментів, що працюють в автоматичному режимі, розробку технологічних процесів, що забезпечують збільшення продуктивності праці, роблять приріст цього показника постійним.

Автоматизація проблеми та тенденції

Автоматизація технологічних процесів та виробництв пов'язана з проблемами,

які найчастіше з'являються через те, що кожне конкретне рішення має відноситися до певного процесу, виробу чи деталі. Отже, повинні враховуватися всі особливості, характерні для цих елементів. Особливо складно буває повністю дотримуватися зазначених розмірів і форм. Якість деталі також має відповідати найвищим вимогам, інакше робочий процес неможливо буде організувати.

Які вимоги мають виконати підприємства, щоб перейти до автоматизації?

Насамперед для збільшення продуктивності таким шляхом необхідно підготувати персонал, який зміг би не тільки керувати новою технікою, а й пропонувати щось нове в цій галузі. Обов'язкова кооперація та

При цьому сама автоматизація технологічних процесів і виробництв повинна проводитися тільки комплексно, не стосовно конкретних деталей або елементів, а до всієї системи. Крім того, необхідно якомога грамотніше розраховувати ті ресурси, що вже є на підприємстві. Тільки при виконанні цієї умови система без жодних проблем працюватиме протягом цілого року.

Як ще можна підвищити продуктивність праці?

Насамперед, автоматизація технологічних процесів та виробництв дозволяє зменшити загальну кількість робітників, які зайняті у виробництві. Завдяки сучасним технологіям один робітник може обслуговувати одразу кілька одиниць техніки. Так що енергія та віддача збільшуються, не має значення, в якому напрямку працює те чи інше підприємство.

Крім того, автоматизація дозволяє вдосконалювати не тільки самі, а й обладнання, яке використовується під час роботи.

Зрештою, увагу можна приділити зменшенню вартості самого виробництва. Зниження собівартості можна забезпечити рахунок уніфікації та стандартизації які у організації деталей, механізмів і вузлів. При організації такого процесу, як автоматизація технологічних процесів та виробництв , без вирішення подібних питань просто не обійтись.

Особливості сучасної автоматизації

Головна умова та вимога, яку пред'являють системи автоматизації

технологічних процесів, - використання найпростіших схем задля досягнення максимального результату. Уніфікувати необхідно як самі деталі, а й їх конкретні елементи.

Крім того, самим деталям треба прагнути надавати якомога простішу форму. Головне – щоб сама форма відповідала рівню сучасного виробництва, задовольняла усі його вимоги.

Для спрощення сучасного виробництва не слід використовувати матеріали, що важко піддаються обробці.

У той же час будь-яка деталь, що піддається обробці, має бути закріплена міцно та надійно. Автоматизація технологічних процесів галузі завжди потребує цього. Завдяки цьому не потрібно штучно щось змінювати, використовувати додаткове обладнання.

Типи систем автоматизації включають:

• незмінні системи.Це системи, у яких послідовність дій визначається конфігурацією устаткування чи умовами процесу і може бути змінена під час процесу.
• програмовані системи.Це системи, в яких послідовність дій може змінюватись в залежності від заданої програми та конфігурації процесу. Вибір необхідної послідовності дій здійснюється за рахунок набору інструкцій, які можуть бути прочитані та інтерпретовані системою.
• гнучкі (самоналаштовані) системи.Це системи, здатні здійснювати вибір необхідних дій у процесі роботи. Зміна зміни процесу (послідовності та умов виконання операцій) здійснюється на підставі інформації про перебіг процесу.

Ці типи систем можуть застосовуватися всіх рівнях автоматизації процесів окремо чи склад комбінованої системи.

У кожній галузі економіки існують підприємства та організації, які виробляють продукцію чи надають послуги. Всі ці підприємства можна поділити на три групи, залежно від їхньої «віддаленості» у ланцюжку переробки природних ресурсів.

Перша група підприємств, це підприємства, які видобувають чи виробляють природні ресурси. До таких підприємств належать, наприклад, сільськогосподарські виробники, нафтогазовидобувні підприємства.

Друга група підприємств – це підприємства, що виконують переробку природної сировини. Вони виготовляють продукцію із сировини, видобутої чи виробленої підприємствами першої групи. До таких підприємств належать, наприклад, підприємства автомобільної промисловості, сталеливарні підприємства, підприємства електронної промисловості, електростанції тощо.

Третя група – це підприємства сфери послуг. До таких організацій належать, наприклад, банки, освітні установи, медичні установи, ресторани та ін.

Для підприємств можна виділити загальні групи процесів, пов'язані з виробництвом продукції чи наданням послуг.

До таких процесів належать:

• бізнес-процеси;
• процеси проектування та розробки;
• процеси виробництва;
• процеси контролю та аналізу.

• Бізнес процеси – це процеси, що забезпечують взаємодію всередині організації та із зовнішніми зацікавленими сторонами (споживачами, постачальниками, наглядовими органами та ін.). До цієї категорії процесів можна віднести процеси маркетингу та продажу, взаємодії зі споживачами, процеси фінансового, кадрового, матеріального планування та обліку та ін.
• Процеси проектування та розробки– це процеси, пов'язані з розробкою продукції чи послуги. До таких процесів відносяться процеси планування розробки, збору та підготовки вихідних даних, виконання проекту, контроль та аналіз результатів проектування та ін.
• Процеси виробництва- Це процеси, необхідні для виробництва продукції або надання послуг. До цієї групи належать усі виробничі та технологічні процеси. Вони також включають процеси планування потреби і планування потужностей, логістичні процеси та процеси обслуговування.
• Процеси контролю та аналізу- Ця група процесів пов'язана зі збором та обробкою інформації про виконання процесів. До таких процесів належать процеси контролю якості, операційного управління, процеси контролю запасів та ін.

Більшість процесів, що належать до цих груп, може бути автоматизованою. На сьогоднішній день існують класи систем, які забезпечують автоматизацію цих процесів.

Технічне завдання на підсистему "Склади"	Технічне завдання на підсистему "Документообіг"	Технічне завдання на підсистему "Закупівлі"

Стратегія автоматизації процесів

Автоматизація процесів є складним і трудомістким завданням. Для успішного вирішення цього завдання необхідно дотримуватись певної стратегії автоматизації. Вона дозволяє покращити процеси та отримати від автоматизації ряд суттєвих переваг.

Коротко, стратегію можна сформулювати так:

• розуміння процесу.Щоб автоматизувати процес необхідно розуміти існуючий процес з його деталями. Процес має бути повністю проаналізований. Повинні бути визначені входи та виходи процесу, послідовність дій, взаємозв'язок з іншими процесами, склад ресурсів процесу та ін.
• спрощення процесу.Після аналізу процесу необхідно спростити процес. Зайві операції, які не приносять цінності, мають бути скорочені. Окремі операції можуть поєднуватися або виконуватися паралельно. Для покращення процесу можуть бути запропоновані інші технології його виконання.
• автоматизація процесу.Автоматизація процесів може виконуватись лише після того, як процес максимально спростився. Чим простіше порядок дій процесу, тим простіше його автоматизувати і ефективніше працюватиме автоматизований процес.