Завдання і значення автоматизації

Размещено на http://www.allbеst.ru/

Завдання і значення автоматизації

Основні поняття дисципліни. Завдання і значення автоматизації

Основні види автоматизації: автоматичний контроль, автоматичний захист, автоматичне та дистанційне управління

Ступені автоматизації: часткова, комплексна і повна

Історія розвитку автоматики та автоматизації

Перелік рекомендованої літератури

Основні поняття дисципліни. Завдання і значення автоматизації

Механізацією називають застосування в різних виробничих процесах машин та інших пристроїв, які використовують зовнішнє джерело живлення та замінюють м'язову працю.

Автоматизацією називають таку організацію оперативного управління механізованими виробничими процесами , коли вона здійснюється централізовано людиною-оператором, або без її участі (частково або повністю).

Значення автоматизації полягають в наступних аспектах:

? підвищення економічності установок;

? підвищення надійності їх експлуатації, зниження аварійності;

? полегшує умови праці;

? підвищує продуктивність праці, що веде до скорочення чисельності обслуговуючого персоналу.

Завданням автоматичного регулювання є підтримка оптимальних умов протікання будь-якого технологічного процесу без втручання людини.

Комплекс технічних засобів, які приєднані до регульованого об'єкта, і які забезпечують автоматичне підтримання заданого значення його регульованої величини або автоматичну зміну її по заданому закону, називається автоматичним регулятором.

Сукупність керованого об'єкта і автоматичного управляючого пристрою, які певним чином взаємодіють між собою, називають автоматичною системою.

Автоматична система із замкнутим контуром взаємодії, в якій управляючий вплив відпрацьовується в результаті порівняння істинного значення регулюючої величини із заданим її значенням називається автоматичною системою регулювання.

Процес за допомогою якого одну або декілька регульованих величин приводять у відповідність з їх постійними або із зміненими по певному закону заданими значеннями, що досягається технічними засобами шляхом відпрацювання впливу на величини в результаті порівняння їх дійсних значень із заданими, називається автоматичним регулюванням.

Автоматичним управлінням називається процес, при якому операції виконуються за допомогою системи, яка функціонує без втручання людини у відповідності із наперед заданим алгоритмом.

Основні види автоматизації: автоматичний контроль, автоматичний захист, автоматичне та дистанційне управління

Автоматимчний контромль -- контроль роботи машин, механізмів, апаратів і устав за допомогою приладів і пристроїв без безпосередньої участі людини. Забезпечує швидке й точне реагування органів керування та регулювання машин і апаратів на зміну параметрів технологічних процесів. Автоматичний контроль широко застосовується в різних галузях промисловості, в техніці зв'язку, на транспорті тощо

Автоматичний контроль включає в себе автоматичну сигналізацію, вимірювання, сортування і збір інформації.

Автоматична сигналізація призначена для повідомлення обслуговуючого персоналу про надзвичайні чи аварійні значення будь-яких фізичних параметрів, про місце та характер порушення технологічного процесу. Сигнальними пристроями слугують лампи, дзвінки, сирени, спеціальні мнемонічні покажчики та ін. Автоматична (технологічна) сигналізація призначена для передачі сигналів, що інформують обслуговуючий персонал (оператора, диспетчера) про стан технологічного обладнання і відхилення параметрів, що контролюються.

Сигналізація буває світловою і звуковою, а за інформацією:

- попереджувальною -- сигналізація моменту пуску обладнання, початку технологічного процесу і т.д.;

- виконавчою -- контроль виконання розпоряджень обслуговуючого персоналу.

- аварійною -- повідомлення обслуговуючому персоналу про порушення виробничого процесу.

Автоматичне вимірювання і контроль дозволяють за допомогою засобів вимірювання безупинно, періодично контролювати кількісні і якісні показники технологічного процесу.

Автоматичне вимірювання має на меті вимірювання та передачу на спеціальні покажчики або реєструючі пристрої значень фізичних величин, які характеризують технологічний процес або роботу машин. Обслуговуючий персонал по показах приладів судить про якість технологічного процесу або про режим роботи машин і агрегатів.

Автоматичне сортування передбачає контроль та розділення продукції по певним критеріям (розмір, вага, твердість та ін.).

Автоматичний збір інформації призначений для отримання інформації про хід технологічного процесу, про якість і кількість продукції, що випускається та для подальшої обробки, зберігання та видачі інформації обслуговуючому персоналу.

Автоматичний захист представляє собою сукупність технічних засобів, які при виникненні ненормальних та аварійних режимів або припиняє контролювати виробничий процес (наприклад, відключає певні частини електроустановки при виникненні на них коротких замикань), або автоматично ліквідовує ненормальні режими. Автоматичний захист дуже тісно пов'язаний із автоматичним управлінням та сигналізацією. Автоматичний захист призначений для запобігання ушкоджень устаткування при виникненні передаварійних режимів. Пристрої автоматичного захисту припиняють контрольований процес (наприклад, процес горіння шляхом відсічення подачі газу) чи забезпечують інші міри ліквідації небезпеки (відкривають запобіжні клапани для зниження тиску в котлі і т.п.).

Автоматичний захист, контроль і сигналізація на котельнях зв'язані між собою. Спочатку подається сигнал про відхилення контрольованого параметра від заданого значення, а потім, коли відхилення перевищить припустимий рівень, спрацьовує автоматичний захист (відсікається подача газу) і видається відповідний сигнал.

Дистанційне управління включає в себе методи і технічні засоби управління установками і зосередженими об'єктами на відстані. Автоматичне регулювання призначене для підтримки без участі людини протягом заданого проміжку часу з потрібною точністю заданих режимів технологічного процесу.

У залежності від характеру виміру впливу, що задає, розрізняють системи автоматичного регулювання стабілізації, програмного регулювання і спостереження.

У системах стабілізації вплив, що задає, постійно, у системах програмного регулювання воно змінюється по раніше заданому законі, а в системах, що стежать, воно також змінюється, але закон зміни раніше не відомий і задачею системи є забезпечення спостереження за регульованою величиною по мірі зміни величини, що задає.

Автоматичне управління включає в себе комплекс технічних засобів і методів по управлінню об'єктами без участі обслуговуючого персоналу: пуск та зупинку основних установок, включення і виключення основних та допоміжних пристроїв, забезпечення безаварійної роботи, виконання необхідних значень параметрів, які відповідають оптимальному протіканню технологічного процесу і т. д.

Автоматичне керування призначене для пуску і зупинки котлів, насосів, вентиляторів, димососів і т.д. По ступені участі людини у включенні і відключенні пристрою автоматичного керування поділяють на напівавтоматичні й автоматичні.

У першому випадку приведення в дію автоматичного пристрою проводиться шляхом натискання на кнопку чи поворотом ручки ключа з пульта керування (дистанційне керування) чи безпосереднє біля агрегату (місцеве керування).

В другому випадку імпульси посилаються датчиками, що контролюють режим роботи. Наприклад, автоматичне включення підживлюючого насоса при витіканні води з мережі

Ступені автоматизації: часткова, комплексна і повна

За ступенем повноти розрізняють автоматизацію виробництва:

часткову -- передбачає автоматизацію основних виробничих процесів,

комплексну -- передбачає автоматизацію не тільки процесу виробництва, але й процесів керування й обслуговування,

повну -- передбачає автоматизацію всіх основних і допоміжних процесів.

Часткова автоматизація передбачає автоматизацію тільки окремих виробничих операцій або установок. Вона не звільняє людину від участі у виробничому процесі, але суттєво полегшує працю.

Комплексна автоматизація технологічного процесу означає виконання всього комплексу операцій і установок по обробці матеріалів та їх транспортування по наперед заданих програмах при допомозі різних автоматичних пристроїв, які об'єднані загальною системою управління. Функції людини зводяться до спостереження за ходом процесу, його аналізу та зміни режиму автоматичних пристроїв з метою досягнення найкращих техніко-економічних показників.

Повна автоматизація на відміну від комплексної покладає виконання функцій вибору і відповідності режимів роботи окремих машин і агрегатів, як при нормальній роботі так і при аварійних ситуаціях не на людину, а на спеціальні автоматичні пристрої. Всі основні та додаткові установки працюють на протязі довгого періоду без втручання людини. Обслуговуючий персонал здійснює функції періодичного огляду, профілактичного ремонту та переустановки всіх систем на новий режим роботи.

За принципом керування виробничі системи можна поділити на прості, складні та інтелектуальні. Розрізнити їх можна за видом алгоритму роботи і принципом прийняття в них рішень. В блок-схемах алгоритмів роботи простих систем використовуються тільки виконавчі блоки, а в блок-схемах алгоритмів роботи складних систем -- також блоки прийняття рішень. Для інтелектуальних систем характерне існування дерева прийняття рішень.

За видом технічних рішень та областю застосування сучасні виробничі системи в автоматизованому виробництві, включають:

Верстати з числовим програмним керуванням, вперше з'явились на ринку ще в 1955 р.; їх швидке поширення розпочалось, однак, лише із застосуванням мікропроцесорів.

Промислові роботи, вперше з'явились в 1962 р.; масове застосування також пов'язано з розвитком мікроелектроніки.

Гнучкі виробничі системи, що характеризуються поєднанням технологічних одиниць і роботів, що керуються ЕОМ, оснащені засобами для переміщення оброблюваних деталей та зміни інструменту.

Автоматизовані складські системи (Automatеd Storagе and Rеtrіеval Systеms -- AS/RS). Передбачають використання керованих комп'ютером підйомно-транспортних пристроїв, що розміщають вироби на складі та беруть їх звідти за командою.

Системи контролю якості на базі ЕОМ (Computеr-aіdеd Qualіty Control -- CAQ) -- технічне застосування комп'ютерів і керованих комп'ютерами машин для перевірки якості продуктів.

Системи автоматизованого проектування (Computеr-aіdеd Dеsіgn -- CAD) використовується проектувальниками при розробці нових виробів і техніко-економічної документації.

Автоматизовані системи технологічної підготовки виробництва (Computеr-aіdеd Manufacturіng -- CAM) використовується про розробці технологічної документації та керувальних програм для систем числового програмного керування.

Історія розвитку автоматики та автоматизації

З давніх давен людина створювала різні технічні знаряддя, що допомагали їй у трудових процесах, зокрема автоматичні пристрої. Історія автоматики налічує тисячі років. Першими розробниками засобів автоматики були мисливці, які створювали автоматичні конструкції для виловлювання птахів та звірів.

Один з учнів старогрецького механіка Ктезибія, Герон Старший Олександрійський, у книзі "Театр автоматів" описав різні пристрої прикладної механіки того часу наприклад, автоматичні конструкції для відкриття дверей та ін. Слово "автоматика", по грецькі "автоматос" - означає "самодіючий". Згодом з'явилися промислові автоматичні пристрої. Італійський винахідник Леонардо да Вінчі на початку 16-го сторіччя побудував автоматичний зупинник при обриві нитки, яка намотується на котушку. З появою парових машин промислова автоматика розвивається дедалі швидше.

Одну із перших спроб створити парову машину зробив французький фізик Дені Папін, який у 1680 р. запропонував свою конструкцію, що здобула назву "котла Папіна". У 1705 р. два англійці - Томас Ньюкомен і Джон Келлі одержали патент на парову машину, набагато досконалішу ніж машина Папіна.

У середині 60-х років 18-го століття майстер Барнаульського заводу І. Ползунов побудував парову машину (як привід до ковальських міхів), в якій спорудив автоматичний регулятор подавання води у паровий котел.

У 1785 р. Шотландський винахідник Джеймс Уатт побудував досить досконалу парову машину подвійної дії, яка була встановлена на млині в Англії. У машині використано принципово нові рішення. Одним із його винаходів був автоматичний регулятор швидкості машини.

У середині 18-го століття російський фізик Георг Вільгельм Ріхман, винайшов перший електровимірювальний прилад.

У 1781 р. італійський учений Алессандро Вольта створив чутливий електроскоп з двома соломинками. У 1820 р. французький фізик Андре Марі Ампер демонстрував перший гальванометр.

На початку 19-го століття почалося створення електричного телеграфу. У 1839 р. російський електромеханік Б. С. Якобі в своєму електромагнітному телеграфі застосував "реєстратор імпульсів" - перший реєструючий електромагнітний пристрій. Перший електровимірювальний прилад електромагнітної системи був створений у 1848 р. німецьким фізиком Рудольфом Кольраушем та Вільгельмом Вебером. Перший магнітоелектричний прилад з рухомою котушкою запропонував у 1867 р. англійський фізик Уільям Томсон, а у 1880-1881 рр. французькі фізики Марсель Депре і Жак Арсен д'Арсенваль вдосконалили цей прилад.

У 20-му столітті розвиток автоматики отримав новий поштовх за рахунок кібернетики, в цей час почали створювати ЕОМ, які значно полегшували роботу людей, з часом на основі лічильно-порфораційних машин з'явилися обчислювальні машини нового покоління, які стали називати комп'ютерами.

автоматичний керування сигналізація паровий машина

Перелік використаної літератури

1. Шарков А.А. Автоматическое регулирование и регуляторы. - М.: Химия, 1990.

2. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. - М.: "Высшая школа" 1986.

3. Герасимов С.Г. Теоретические основы автоматического регулирования тепловых процессов. Ч.1. - М.: Высшая школа, 1967.

4. Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1988.

5. Такер Г.К., Уиллс Д.М. Упрощенные методы анализа систем автоматического регулирования. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.

6. Головко Д.Б., Рего К.Г., Скрипник Ю.О. Автоматика і автоматизація технологічних процесів. - Київ: Либідь, 1997.

7. Баховец Б.А., Ткачук Я.В. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов в гидромелиорации. - Львов, "Выща школа", 1989.

8. Баранов В.Я. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1987.

9. Плетнев Г.П. Автоматическое регулирование и защита теплоэнергетических установок электрических станций. - М.: Энергия, 1970.

10. Гинзбург С.А. и др. Основы автоматики и телемеханики. - М.: Энергия, 1968.

11. Емельянов А.И. и др. Практические расчеты в автоматике. - М.: Машиностроение, 1967.

12. Перов В.Л. Основы теории автоматического регулирования химико-технологических процессов. - М.: Химия, 1970.

Размещено на Allbеst.ru