Ano ang partial, complex at full automation

Ang pag-unlad ng teknolohiya ay nailalarawan sa pamamagitan ng patuloy na pagpapalawak ng automation ng produksyon — mula sa bahagyang automation, iyon ay, awtomatikong pagpapatupad ng mga indibidwal na produksyon, operasyon, hanggang sa kumplikadong automation, mula sa kumplikado — hanggang sa ganap na automation na may patuloy na pagtaas ng paglipat sa mga workshop at awtomatikong pabrika, na nagbibigay ng ang pinakamataas na teknikal at pang-ekonomiyang kahusayan. …

Bahagyang automation

Ang isang paunang kinakailangan para sa automation ng produksyon ay ang mekanisasyon ng lahat ng mga pangunahing at pandiwang pantulong na operasyon ng prosesong teknolohikal. Ang bahagyang automation ay isang natatanging tampok ng anumang produksyon.

Ang paglipat ng mga function ng tao sa tool-moving machine ay inalis ang mga limitasyon na ipinataw ng mga pisikal na kakayahan ng tao sa pag-unlad ng produksyon at nagdulot ng matinding pagtalon sa antas at sukat nito, na kilala bilang industrial revolution ng huling bahagi ng ika-18 at unang bahagi ng ika-19 na siglo.

Mula sa paglikha ng mga unang awtomatikong makina, ang automation ng produksyon ay patuloy na binuo at may husay.Pinapalitan ang napakalaking steam engine ng madaling patakbuhin at maliit ang laki mga de-kuryenteng motor sa panimula ay binago ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo ng mga gumaganang makina at binago ang mga prinsipyo ng pamamahala.

Ang indibidwal na drive ng hiwalay na gumaganang katawan ng mga makina at ang pagpapakilala ng mga de-koryenteng koneksyon sa pagitan ng mga ito ay lubos na pinasimple ang kinematics ng mga makina, ginawa silang mas mahirap at mas maaasahan.

Kung ikukumpara sa mga mekanikal na koneksyon, mas nababaluktot at maginhawa sa operasyon, ang mga de-koryenteng koneksyon ay naging posible upang lumikha ng isang pinagsamang elektrikal at mekanikal na programmed na kontrol, na siniguro ang awtomatikong pagpapatupad ng hindi masusukat na mas kumplikadong mga operasyon kaysa sa mga awtomatikong makina na may isang mekanikal na programming device (Mga kalamangan ng mga electrical automation system).

Gamit ang mga de-koryenteng koneksyon, hindi lamang ang kinakailangang pagkakasunud-sunod ng paggalaw ng mga gumaganang organ ay madaling makamit, ngunit ang pagkakasunud-sunod na ito ay madaling mabago upang maibalik ang gumaganang makina upang maproseso ang isang bagong produkto. Halimbawa, isang makabagong computer-controlled na awtomatikong makina (cf. CNC machine) kayang hawakan ang mga bahagi ng anumang hugis. Upang maibalik ang naturang makina, kinakailangan lamang na baguhin ang programa.

Ang electric programmed control ay hindi lamang maaaring magsagawa ng kinakailangang cycle ng paggalaw ng mga nagtatrabaho na katawan nang walang interbensyon ng tao, ngunit tiyakin din ang awtomatikong pagsisimula ng naturang cycle kapag natugunan ang ilang mga kundisyon, halimbawa, kapag ang makina ay inilabas mula sa isang naprosesong produkto, doon ay isang bagong bahagi ng materyal at ang mga tamang espasyo nito, na matatagpuan kaugnay ng mga gumaganang organ...

Upang awtomatikong maisagawa ang naturang operasyon, ang makina ay dapat na nilagyan ng mga sensitibong elemento - mga sensor na sinusubaybayan ang katuparan ng mga indibidwal na kondisyon. Bilang karagdagan, ang control system mismo ay dapat na masuri ang hanay ng katuparan ng mga kundisyong ito, iyon ay, upang malutas ang ilang lohikal na problema (tingnan ang:Isang lohikal na operasyon).

Ang mga awtomatikong regulator ay naging laganap, na, na gumaganap ng kanilang mga pag-andar nang mas mabilis at mas tumpak kaysa sa magagawa ng isang tao, ay nagbigay ng isang makabuluhang pagpapabuti sa mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ng maraming mga industriya at proseso. ng makina, presyon ng singaw at temperatura sa mga boiler, kapal ng strip sa mga rolling mill, temperatura sa mga electric furnace, atbp.

Walang produksyon kung saan hindi ginagamit ang mga awtomatikong controller - mga device para sa pagkontrol ng mga awtomatikong control system. Sa ilang mga kaso, ginawang posible ng mga system na ito na lumikha ng mga bagong proseso at yunit na hindi maipapatupad nang manu-mano (hal nuclear power plants).

Kumplikadong automation

Ang pinakamalaking epekto ng paggamit ng mga awtomatikong sistema ng kontrol ay nakakamit na may komprehensibong saklaw ng automation ng lahat ng mga makina at teknolohikal na yunit ng isang workshop o seksyon.

Ang pinagsamang automation ay isang yugto ng automation ng produksyon kung saan ang buong hanay ng mga operasyon sa pagproseso ng materyal, kabilang ang kanilang transportasyon, ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang sistema ng mga awtomatikong makina at teknolohiya, mga yunit ayon sa paunang natukoy na mga programa at mga mode, gamit ang iba't ibang mga awtomatikong aparato na pinagsama ng isang karaniwang sistema ng pamamahala.

Sa kumplikadong automation, ang mga pag-andar ng tao sa kontrol ng teknolohikal na proseso ay nabawasan sa pagsubaybay sa kurso ng proseso, pag-aaral ng mga tagapagpahiwatig nito at pagpili ng mga operating mode ng kagamitan bilang isang hanay ng mga gawain para sa mga awtomatikong regulator at software device kung saan ang pinakamahusay na mga tagapagpahiwatig. ay nakakamit sa ilalim ng mga kundisyong ito.

Ang pinakamadaling pinagsama-samang automation ay isinasagawa sa tuluy-tuloy na produksyon, mga proseso, hiwalay na mga seksyon na kung saan ay sapilitang konektado sa pamamagitan ng isang solong daloy ng materyal.

Ang isang halimbawa ng kumplikadong proseso ng automation ay isang awtomatikong linya, kung saan ang bawat awtomatikong makina, gamit ang isang software device, ay nagsasagawa ng isang paunang natukoy na pagkakasunud-sunod ng mga paggalaw ng mga gumaganang organ nito upang isagawa ang isang naibigay na yugto ng pagproseso ng materyal, at ang buong hanay ng mga linear na makina ay konektado. sa pamamagitan ng awtomatikong pagpapatakbo ng mga transport device — isang pangkalahatang pagkakasunud-sunod ng mga yugto ng pagproseso hanggang sa matanggap ang tapos na produkto.

Ang mga ganap na automated na negosyo ay lahat planta ng kuryente (Nuclear power plant, thermal power plant, hydroelectric plant). Ang pamamahala ng pangunahing mga de-koryente at mekanikal na kagamitan sa mga istasyong ito ay awtomatikong isinasagawa, at ang kontrol sa operasyon nito ay puro, bilang panuntunan, sa isang punto, mula sa kung saan ang shift dispatcher ay nagtatakda ng mga kinakailangang mode.

Ang pamamahala sa pagpapatakbo ay dapat na sentralisado at nakatuon sa mga kamay ng isang tao. Ang pangangailangan para sa naturang sentralisasyon ay dahil sa ang katunayan na upang makagawa ng isang desisyon sa pagpili ng mga mode ng mga indibidwal na teknolohikal na yunit, isang kumpletong larawan ng buong produksyon, proseso, iyon ay, ang pagproseso ng lahat ng impormasyon na nagmumula sa lahat ng mga seksyon ng ang proseso, ay kailangan.

Samakatuwid, sa mga sistema ng kontrol, ang mga aparato ay sumasakop sa isang kilalang lugar, ang gawain kung saan ay upang ayusin ang komunikasyon sa pagitan ng tao at mga makina, upang gawing mas madali para sa isang tao na kontrolin ang mga proseso, upang mapawi ang kanyang sistema ng nerbiyos, upang palayain ang utak mula sa stress at nakagawian. trabaho.

Bilang karagdagan, ang isang tao ay madalas na hindi makapagproseso ng isang malaking daloy ng impormasyon tungkol sa pag-unlad ng mga proseso nang walang tulong ng mga karagdagang device.

Halimbawa, sa mga kondisyon ng sentralisadong pamamahala ng mga branched power system, ang mga function ng dispatcher ng central control point ay nagiging mas kumplikado, at ang paggawa ng desisyon, bilang panuntunan, ay isinasagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding kakulangan ng oras. Ang lahat ng ito ay nangangailangan ng mabilis na koleksyon ng magkakaibang impormasyon upang ipakita ang isang tao sa anyo ng isang madaling kapansin-pansin na resulta, na kinakailangan para sa paggawa ng desisyon.

Sa sentralisadong kontrol, ang lahat ng impormasyon sa katayuan ng produksyon at proseso ay sentralisado sa mga shift dispatcher o operator.

Upang maihatid ang impormasyon sa isang tao, maraming mga aparatong nagpapahiwatig at nagre-record na matatagpuan sa mga control center board sa harap ng operator o dispatcher. Bilang karagdagan sa mga aparato, ang control room ay may mga teknikal na aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang subaybayan ang iba't ibang mga kritikal na lugar ng produksyon.

Ipinapakita ng larawan ang control room. Ito ang (mga) patayong panel kung saan matatagpuan ang mga ito mga mnemonic scheme kinokontrol na mga industriya, proseso, mga instrumento sa pagsukat at iba't ibang mga tagapagpahiwatig ng alarma at mga panel ng mga awtomatikong kontrol na aparato, kung minsan din ang mga remote control key at mga pindutan.

Dahil sa mga negosyo at industriya na may malaking teritoryo, ang pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga bagay ng kontrol at pamamahala at ang dispatch center ay isinasagawa sa tulong ng mga teknikal na paraan ng telemechanics, ang mga aparato para sa pagpaparami ng mga sistemang ito ay inilalagay sa panel ng dispatch.

Ang isang taong kumokontrol sa isang proseso batay sa kanyang kaalaman sa mga katangian at katangian nito ay gumagamit ng malawak na pag-iintindi sa kinabukasan at samakatuwid ay nagagawang makabuluhang mapabuti ang kontrol sa proseso. Sa makitid na balangkas ng prosesong ito, ang kaalaman ay isang modelo ng proseso sa utak ng tao.

Bago pumili ng isa o isa pang kontrol na aksyon, ang isang tao, gamit ang "modelo" na ito, ay tiyak na sinusuri kung ano ang magiging resulta ng mga aksyon sa mga parameter ng output ng proseso.

Pagkatapos lamang makumbinsi na ang impluwensyang ito ay pipilitin ang proseso na magbago sa nais na direksyon o panatilihing hindi nagbabago ang kurso nito, inililipat ng isang tao ang impluwensyang ito sa tunay na proseso, na patuloy na inihahambing ang kurso nito sa mga resulta ng haka-haka na nakuha at pinipino ang modelo.

Katulad ng kung paano ito ginagawa ng isang tao, maaaring gumana ang isang awtomatikong predictive control system. Ang ganitong sistema ay dapat magkaroon ng modelo ng proseso, mga device na nagbibigay ng self-tuning ng mga parameter ng modelo upang tumugma sa aktwal na proseso, at isang device na awtomatikong naghahanap sa modelo para sa mga naturang kontrol na aksyon na nagbibigay ng pinakamahusay na pagganap ng proseso. Ang mga natukoy na impluwensya ay dapat na awtomatikong ilipat sa aktwal na proseso.

Ang isang halimbawa ng isang kumplikadong awtomatikong sistema ng kontrol ay isang tuluy-tuloy na pugon para sa pagpainit ng materyal, nilagyan ng mga regulator ng temperatura sa lugar ng pagtatrabaho at mga regulator ng daloy ng gasolina at hangin na ibinibigay sa mga burner ng hurno.

Ang pag-init ng materyal na umaalis sa pugon ay tinutukoy ng temperatura ng lugar ng pagtatrabaho nito, ang bilis ng paggalaw ng materyal at isang bilang ng iba pang mga kadahilanan. Kaugnay nito, ang temperatura ng lugar ng pagtatrabaho ay tinutukoy ng dami ng pagkonsumo ng gasolina at ang ratio ng pagkonsumo ng gasolina - hangin, at nakasalalay din sa bilis ng paggalaw ng pinainit na materyal.

Ang problema sa pagpapanatili ng temperatura ng materyal sa halimbawang ito ay hindi malulutas sa pamamagitan ng pag-install ng hiwalay, hindi nauugnay na mga controller ng temperatura at daloy.

Kinakailangan na awtomatikong tumataas ang reference sa temperature controller sa furnace habang tumataas ang bilis ng paggalaw ng materyal sa furnace, at tumataas ang reference sa air flow controller habang tumataas ang fuel consumption.

Ang mga mahihirap na gawain ay lumitaw din sa paglikha ng mga sistema para sa pagkontrol ng mga proseso na may maraming conversion ng enerhiya. Isang halimbawa ng blast furnace smelting. Dito, ang batas ng kontrol ay nagtatatag ng isang hanay ng mga kinakailangang halaga ng mga indibidwal na parameter ng proseso (temperatura, presyon, rate ng daloy, atbp.), Ang bawat isa ay apektado ng maraming mga kaguluhan na dulot ng mga salik na panlabas at panloob sa prosesong iyon.

Ang tagumpay ng pinagsama-samang automation ng mga umiiral na lugar ng produksyon ay halos ganap na natutukoy sa pamamagitan ng pagsunod ng mga umiiral na kagamitan at teknolohiya sa mga kinakailangan para sa awtomatikong kontrol.

Ang kagamitan ng karamihan sa mga operating enterprise ay idinisenyo para sa manu-manong kontrol.Samakatuwid, ang kumplikadong automation, bilang panuntunan, ay dapat na sinamahan ng paggawa ng makabago o kumpletong pagpapalit ng kagamitan, isang pagbabago sa teknolohiya at organisasyon ng produksyon, kung saan ang mga posibilidad ng awtomatikong kontrol sa mga tuntunin ng bilis at katumpakan ay ganap na gagamitin.

Ang kumpletong automation ng anumang lugar ng produksyon ay dapat na mauna sa isang masusing teknikal at pang-ekonomiyang pagsusuri ng buong hanay ng mga hakbang upang matukoy ang kahusayan sa ekonomiya. Binibigyang-daan ka ng buong automation na isentro ang produksyon at pamamahala ng proseso, bawasan ang mga tauhan, pataasin ang produktibidad ng kagamitan, pagbutihin ang kalidad ng produkto, at bawasan ang mga gastos.

Para sa mga kumplikadong proseso, ang sentralisasyon ng pamamahala ay nangangailangan ng paggamit ng mga awtomatikong sistema ng pamamahala na nagpapahintulot sa pagkolekta ng impormasyon tungkol sa pag-unlad ng isang kinokontrol na proseso at pagpapadala nito sa isang tao sa isang form na maginhawa para sa kanya.

Ang pinagsamang automation ay isang hakbang patungo sa ganap na automation, na nagtatapos sa paglikha ng mga workshop at awtomatikong pabrika.

Buong automation

Ang buong automation ay isang yugto ng automation ng produksyon kung saan gumaganap ang isang sistema ng mga awtomatikong makina, nang walang direktang partisipasyon ng tao, ang buong hanay ng mga operasyon ng isang partikular na produksyon, proseso, kabilang ang pagpili at pagtatatag ng mga mode ng trabaho na nagbibigay ng pinakamahusay na pagganap sa mga partikular na kondisyon. .

Ang mga tungkulin ng isang tao ay binabawasan sa pagsubaybay sa wastong paggana ng sistema ng pamamahala at mga indibidwal na yunit nito, pati na rin ang pagpapakilala ng mga gawain at pamantayan sa sistemang ito na dapat matugunan ng proseso.

Para sa mga simpleng proseso na tumatakbo sa ilalim ng pare-parehong mga kondisyon, sa sandaling napili at naayos, ang pinakamainam na mode ay maaaring mapanatili sa mahabang panahon, at ang konsepto ng buong automation ay tumutugma sa konsepto ng kumplikadong automation.

Para sa karamihan ng mga prosesong napapailalim sa mga panlabas na kaguluhan, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng buong automation at kumplikadong automation ay ang paglipat ng function ng pagpili at pag-coordinate ng mga operating mode ng mga indibidwal na makina at unit (kabilang ang mga emergency na sitwasyon) mula sa isang tao patungo sa isang awtomatikong sistema ng kontrol.

Ang batayan para sa paglipat sa buong automation ay ang awtomatikong paghahanap at pagtatatag ng pinakamainam na mga mode ng pagpapatakbo ng kagamitan at ang automation ng pamamahala ng pagpapatakbo, iyon ay, ang koordinasyon ng mga mode ng mga indibidwal na makina at yunit.

Upang malutas ang mga problemang ito, ang mga teknolohiya ng computer ay malawakang ginagamit, sa partikular na mga control machine (mga controllers, mga pang-industriyang kompyuter), pag-aaral sa kurso ng produksyon, proseso, synthesizing ng mga batas sa kontrol at pagtukoy ng pamantayan sa pagiging optimal. Ang awtomatikong pagsusuri ng teknolohikal na daloy at ang synthesis ng mga batas ng kontrol ay paunang tinutukoy ang kakayahang umangkop sa sarili ng mga system para sa ganap na automation.

Ang buong sistema ng automation ay may hierarchical na prinsipyo ng konstruksiyon:

• Sa 1st stage, may mga software at logical control system, pati na rin ang mga awtomatikong control system;
• sa ika-2 yugto - mga sistema para sa awtomatikong pag-optimize ng mga indibidwal na makina at pinagsama-samang;
• sa ika-3 yugto - mga awtomatikong sistema para sa pamamahala ng pagpapatakbo.

Tinutukoy ng tatlong antas na hierarchy ng kontrol ang functional na istraktura ng mga full automation system.Ang resolution ng hardware ng system na ito ay maaaring iba, ang system ay maaaring itayo tulad ng ipinapakita sa itaas, ngunit maaari itong itayo nang walang malinaw na paghihiwalay ng mga function na ginagawa ng mga indibidwal na device.

Ang lumalagong pagiging kumplikado ng mga gawain sa kontrol ay humahantong sa isang pagtaas sa bilang at pagiging kumplikado ng kagamitan at, bilang isang resulta, sa isang pagtaas sa posibilidad ng pagkagambala sa normal na operasyon ng system.

Ang patuloy na pagtindi ng mga proseso at ang pagtaas ng kanilang sukat at ang katumbas na pagtaas ng banta ng mga aksidente ay ginagawang mas mahalaga ang problema sa pagiging maaasahan sa automation ng produksyon. Samakatuwid, ang higit pa at mas maaasahang mga elemento at pamamaraan para sa kanilang koneksyon ay binuo, pati na rin ang mga pamamaraan para sa pagbuo ng mga maaasahang sistema mula sa hindi sapat na maaasahang mga elemento ay hinahanap.

Ang buong sistema ng automation ay isang kumplikado at branched na awtomatikong sistema ng kontrol, na nangangailangan ng mataas na pagiging maaasahan nito, na ibinigay ng parehong pagiging maaasahan ng mga indibidwal na elemento at ang pagiging maaasahan ng istraktura.

Ang gawain ng buong automation ay ang paglikha ng mga awtomatikong workshop at negosyo (awtomatikong pabrika). Ang mahusay na pang-ekonomiyang epekto ng buong automation ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpapabuti ng paggamit ng kagamitan, na tinitiyak ang ritmo ng proseso na may pinakamainam na produktibo at kalidad ng produkto sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon.

Tingnan mo: Automation ng mga teknolohikal na proseso, Mga robot na pang-industriya sa modernong produksyon,  Automation ng power supply management system

Ang pag-unlad ng teknolohiya ng awtomatikong kontrol ay imposible nang walang pag-unlad sa kagamitan at lalo na sa mga elemento kung saan itinayo ang mga control device.Ang pinakamahalagang problema sa pagbuo ng mga kagamitan at sistema ng awtomatikong kontrol ay ang pagtaas ng kanilang pagiging maaasahan.