Автоматизированная система управления. 5
Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода, управляющих устройств (контроллеров), исполнительных устройств, устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека. Наряду с термином автоматический, используется понятие автоматизированный, подчеркивающий относительно большую степень участия человека в процессе.
· организация, планирование и управление;
Цель автоматизации — повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья, повышение надежности и точности производства, увеличение конвертируемости и уменьшение времени обработки данных.
Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами, например:
· система автоматического управления (САУ);
· система автоматизации проектных работ (САПР);
· автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).
Автоматизация обладает рядом преимуществ и недостатков в сравнении с предыдущим этапом технического развития.
К основным преимуществам можно отнести:
· Замена человека в задачах, включающих тяжелый физический или монотонный труд.
· Замена человека при выполнении задач в опасных условиях (а именно: пожар, космос, извержения вулканов, ядерные объекты, под водой и т.д.)
· Выполнение задач, которые выходят за рамки человеческих возможностей по весу, скорости, выносливости и т.д.
· Экономика улучшения. Автоматизация может вносить улучшения в экономику предприятия, общества или большей части человечества.
Основными недостатками автоматизации являются:
· Рост уровня безработицы из-за высвобождения людей в результате замены их труда машинным.
· Угрозы безопасности / Уязвимость.
· Непредсказуемые затраты на разработку.
· Высокая начальная стоимость.
Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.
Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).
Основными целями автоматизации технологических процессов являются:
· Повышение эффективности производственного процесса.
Достижение целей осуществляется посредством решения следующих задач:
· Улучшение качества регулирования
· Повышение коэффициента готовности оборудования
· Улучшение эргономики труда операторов процесса
· Обеспечение достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в т.ч. с помощью управления каталогом)
· Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях
Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.
Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Может иметь связь с более глобальной Автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).
Под АСУТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций технологического процесса на производстве, в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт.
Термин «автоматизированный» в отличие от термина «автоматический» подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.
Составными частями АСУТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило АСУТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.
В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:
· Автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation)
· Автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation)
· Автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation)
Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации.
· Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте
· Автоматизированная система управления производством (АСУ П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Для решения этих задач применяются MIS и MES-системы, а также LIMS-системы.
автоматизация система управление технологический
1. Электронный ресурс: [http://ru.wikipedia.org]
2. Электронный ресурс: [http://en.wikipedia.org]
3. Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М.: Высшая школа, 2004. — 415 с.
4. Юревич, Е. И. Основы робототехники. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 416 с.
5. Воройский, Ф. С. Информатика. Энциклопедический систематизированный словарь-справочник. (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — М.: Физматлит, 2007. — 760 с.
6. Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. М., Наука, 1977
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp» , которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
реферат Автоматизация производства |
| |
?
Содержание:
1. Уровни автоматизации и их отличительные признаки ………………
2. Развитие автоматизации в направлении технологической гибкости и широкого применения ЭВМ ……………………………………………….
1. Уровни автоматизации и их отличительные признаки.
Автоматизация производственных процессов может осуществляться на разных уровнях.
Автоматизация имеет так называемый нулевой уровень – если в производстве участие человека исключается только при выполнении рабочих ходов (вращение шпинделя, движение подачи инструментов и др.). Такую автоматизацию назвали механизацией. Можно сказать, что механизация – это автоматизация рабочих ходов. Отсюда следует, что автоматизация предусматривает механизацию.
Автоматизация первого уровня ограничивается созданием устройств, цель применения которых – исключить участие человека при выполнении холостых ходов на отдельно взятом оборудовании. Такая автоматизация называется автоматизацией рабочего цикла в серийном и поточном производстве.
Холостые хоты в норме штучного времени, определяющем трудоемкость операции, учитываются в виде вспомогательного времени tв и времени технического обслуживания tт.об:
где tо – основное время, которое учитывает время рабочих ходов, tо=tp.x; tв вспомогательное время, включает отвод и подвод инструмента, загрузку оборудования и контроль; tт.об время технического обслуживания, затрачиваемое на смену инструмента, наладку оборудования, устранение отходов и управление; tорг время обслуживания оборудования; tотд – время отдыха рабочего.
На первом уровне автоматизации рабочие машины еще не связаны между собой автоматической связью. Поэтому транспортировка и контроль объекта производства выполняются с участием человека. На этом уровне создаются и применяются станки-автоматы и полуавтоматы. На автоматах рабочий цикл выполняется и повторяется без участия человека. На полуавтоматах для выполнения и повторения рабочего цикла требуется участие человека.
Например, современный токарный многошпиндельный автомат выполняет обтачивание, сверление, зенкерование. развертывание и нарезание резьбы на заготовке из прутка. Такой автомат может заменить до 10 универсальных станков за счет автоматизации и совмещения холостых и рабочих ходов, высокой концентрации операций.
Автоматизация второго уровня – это автоматизация технологических процессов. На этом уровне решаются задачи автоматизации транспортировки, контроля объекта производства, удаления отходов и управления системами машин. В качестве технологического оборудования создаются и применяются автоматические линии, гибкие производственные системы (ГПС).
Автоматической линией называют автоматически действующую систему машин, установленных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, загрузки, контроля, управления и устранения отходов. Например, линия по обработке ведущей конической шестерни редуктора автомобиля высвобождает до 20 рабочих и окупается через три года при соответствующей программе выпуска.
Автоматическая линия состоит из технологического оборудования, которое компонуется под определенный вид транспорта и связывается с ним устройствами загрузки (манипуляторами, лотками, подъемниками). Линия включает кроме рабочих позиций и холостые позиции, которые необходимы для осмотра и обслуживания линии.
Если линия включает позиции с участием человека, то ока называется автоматизированной.
Третий уровень автоматизации – комплексная автоматизация, которая охватывает все этапы и звенья производственного процесса, начиная от заготовительных процессов и заканчивая испытаниями и отправкой готовых изделий.
Комплексная автоматизация требует освоения всех предшествующих уровней автоматизации. Она связана с высокой технической оснащенностью производства и большими капитальными затратами. Такая автоматизация эффективна при достаточно больших программах выпуска изделий стабильной конструкции и узкой номенклатуры (производство подшипников, отдельных агрегатов машин, элементов электрооборудования и др.).
Вместе с тем именно комплексная автоматизация позволяет обеспечить развитие производства в целом, так как имеет наибольшую эффективность капитальных затрат. Чтобы показать возможности такой автоматизации, рассмотрим в качестве примера 1зт: завод по выпуску автомобильных рам в США. При выпуске до 10 000 рам в сутки завод имеет штат в 160 человек, который в основном состоит из инженеров и наладчиков. При работе без применения комплексной автоматизации для выполнения той же производственной программы понадобилось бы не менее 12 000 человек.
На третьем уровне автоматизации решаются задачи автоматизации складирования и межцеховой транспортировки изделий с автоматическим адресованием, переработки отходов и управления производством на базе широкого применения ЭВМ. На этом уровне участие человека сводится к обслуживанию оборудования и поддержанию его в рабочем состоянии.
2. Развитие автоматизации в направлении технологической гибкости и широкого применения ЭВМ.
Гибкие производственные системы представляют собой совокупность технологического оборудования и систем обеспечения его работы в автоматическом режиме при изготовлении изделий изменяющиеся номенклатурой. Развитие ГПС происходит в направлении к безлюдной технологии, обеспечивающей работу оборудования в течение заданного времени без участия опратора.
Для каждого изделия при заданных требованиях к количеству и качеству продукции могут быть разработаны различные варианты ГПС, отличающиеся методами и маршрутами обработки, контроля и сборки, степенью дифференциации и концентрации операций технологического процесса, типами транспортно – загрузочных систем, числом обслуживающих транспортных средств (ОТС), характером межагрегатных и межучастковых связей, конструктивными решениями основных и вспомогательных механизмов и устройств, принципами построения системы управления.
Технический уровень и эффективность ГПС определяется такими показателями, как качество изделий, производительность ГПС и её надежность, структура потоков компонентов, поступающих на ее вход. Именно с учетом этих критериев должны решаться такие задачи, как выбор типа и количества технологического оборудования, межоперационных накопителей, их вместимости и мест их расположения, числа обслуживающих операторов, структуры и параметров транспортно-складской системы и т.п.
Гибкие производственные системы могут быть построены из взаимозаменяемых, из взаимодополняющих ячеек или же смешанным образом.
На рисунке показана схема гибкой системы из двух однотипных взаимозаменяемых обрабатывающих центров (ОЦ). Обрабатывающие центры обслуживаются двумя транспортными тележками (робокарами), поддерживающими движение материальных потоков (деталей, заготовок, инструментов). Обычным является управление в автоматизированном режиме. Если допускаются ручные операции, то оператору должна быть предоставлена определенная свобода действий. Управление совместной работой ОЦ и транспортной системой осуществляется от центральной ЭВМ.
В общем случае управлением робокарами осуществляется от центральной ЭВМ через промежуточное устройство или же от локальной системы управления (ЛСУ). Передача команд на робокары может осуществляться только на остановках, которые делят трассы движения на зоны. ЭВМ разрешает пребывание в конкретной зоне только одного робокара. Максимальная скорость движения может достигать 1 м/с.
Верхняя часть робокара для выполнения операций перегрузки, разгрузки и загрузки может подниматься и опускаться с помощью гидропривода. При отказе или отключении управления от ЭВМ робокар может управляться Л СУ.
Существуют различные варианты робокаров, используемых в качестве транспортных средств в ГПС. Наиболее распространен вариант, когда робокар перемещается вдоль трека (маршрута, трассы) или иной конструкции, уложенной в полу или на его поверхности. Один из вариантов трассирования заключается в том, что на поверхность пола наносят трек в виде полосы (флюоресцентной, светоотражающей, белой с черной окантовкой), а маршрутослежение осуществляется оптоэлектронными методами. Недостатком является необходимость следить за чистотой полосы. Поэтому более распространенным является трассирование робокаров индуктивным проводником, уложенным в канавке на небольшой глубине (порядка 20 мм). Известны и другие интересные решения – с применением, например, телевизионного навигационного оборудования для свободного перемещения в пространстве под управлением ЭВМ.
Источником снабжения робокаров материальными потоками является автоматизированный склад со штабелерами, осуществляющими адресуемый доступ к любой ячейке склада. Склад сам по себе является достаточно сложным объектом управления.
В качестве его системы управления используют программируемые контроллеры, ЭВМ или же специализированного устройства.
Наиболее распространенные робокары с индуктивным маршрутослежением имеют следующие характеристики: грузоподъемность – 500 кг; скорость перемещения – 70 м/мин; ускорения при разгоне и торможении соответственно – 0,5 и 0,7 м/с2; ускорение при аварийном торможении 2,5 мс2; величина подъема палеты – 130 мм; точность остановки робокара – 30 мм; время цикла перегрузки – 3 с; радиус поворота на максимальной скорости – 0,9 м; время работы без подзарядки аккумуляторов – 6 ч; напряжение аккумуляторной батареи – 24В; мощность каждого из двух приводных двигателей – 600 Вт; собственная масса робокара – 425 кг.
Важным преимуществом робокаров как транспортных средств является отсутствие сколько-нибудь серьезных ограничений на расстановку оборудования, которая может быть осуществлена из соображений наибольшей эффективности по любым критериям. Маршрут робокаров нередко оказывается достаточно сложным, с параллельными ветвями и петлями.
Иногда в ГПС применяются все же не робокары, а транспортные средства со свободной адресацией кареток, несущих спутники. Пример компоновки гибкой системы с подобным видом транспорта. Управление этой транспортной системой осуществляется от программируемого контроллера или от ЭВМ.
Конструктивная модификация ГПС с линейным транспортом, кареткой свободной адресации и неподвижным общим накопителем палет. К транспортной системе подключают не только различное технологическое, но и вспомогательное оборудование, например моечную станцию.
Используется также конструктивная модификация (ГПС) с портальной системой транспортирования палет и с применением автооператора.
Более сложную структуру имеет ГПС в тех случаях, когда наряду с транспортным потоком деталей имеется еще и транспортный поток инструмента. Существует немало способов практической реализации такой структуры. Например, транспортирование деталей может осуществляться с помощью каретки свободной адресации, а доставка инструментальных наладок выполняется рельсовой тележкой, на которой смонтирован робот, играющий роль приемопередающего механизма.
Портальное трехкоординатное устройство для перегрузки инструментов из внешнего инструментального магазина в инструментальные магазины станков. Поток деталей между рабочими ячейками и центральным накопителем палет организован с помощью каретки свободной адресации. Наличие двух потоков усложняет структуру ГПС, но независимость этих потоков позволяет осуществлять оптимальное управление для каждого из них по отдельности.
Известны структурные решения с совмещением транспортных потоков деталей и инструментов. Например, робокар может доставлять к станкам и палеты с деталями, и инструментальные наладки. В таких структурах экономия транспортных средств может привести, однако, к задержкам в обслуживании станков и к усложнению управления.
Структурный анализ позволяет установить совокупность повторяющихся объектов в ГПС. К числу объектов, требующих как автономного управления, так и централизованной координации, прежде всего, относятся ОЦ, а также накопители, транспортные средства, склады.
Конструктивные особенности объектов должны быть ориентированы на взаимную интеграцию без доработок и переделок. В этом случае множественность указанных объектов составит семейство совместимых компонентов, способных порождать многочисленные варианты ГПС в соответствие с конкретным техническим заданием на их разработку.
Структуры гибкого многономенклатурного производства характеризуются составом или номенклатурой основного технологического оборудования и его количеством, которое зависит от программы выпуска и производительности, определяющих производственные связи между отдельными станками, ветвление и соединение потоков обрабатываемых деталей. Гибкое многономенклатурное производство является одной из разновидностей ГПС. Оно характеризуется движением деталей по произвольному маршруту с возможностью его прерывания, не требует обязательного выравнивания значений времени пребывания детали на различных операциях технологического маршрута и числа операций технологического маршрута для деталей разных наименований. Маршрут движения деталей и последовательность подачи их на обработку никак не связаны с компоновкой оборудования, и определяются планом работы комплекса и расписанием загрузки единиц оборудования.
При формировании структуры такого производства учитываются порядок следований операций и их длительность. Разработку ГПС обычно осуществляют исходя из следующих условий:
• задано ли множество реализуемых производственных функций;
• заданы ли взаимосвязи между производственными функциями;
• заданы или же подлежат выбору элементы технических средств комплекса управления;
• учитывается или нет расположение элементов производственной системы;
• указаны или нет Связи между элементами производственной системы;
• имеется или отсутствует возможность выполнения одной и той же задачи несколькими различными элементами.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. Автоматизация производственных процессов. Шаумян Г.А.
’’ Высшая школа ’’, 1967, -172с.
2. Автоматизация процессов в машиностроении. Учеб. пособие для вузов.
М. , ’’ Высшая школа ’’, 1973, -456с.
3. Власов С.Н., Чертаков Б.И. Справочник молодого наладчика
автоматических линий и специальных станков. Изд. 2-е переработанное
и дополненное. М., ’’ Высшая школа ’’, 1977, -248с.
4. Комплексная автоматизация производства. Л.И. Волкевич, М.П. Коваль
-М.: Машиностроение, 1983, 269 с.
5. Либерман Я.Л. Кувшинский В.В. Контрольно-сортировочные автоматы
Краткое описание технологического процесса. Описание схемы автоматизации с обоснованием выбора приборов и технических средств. Сводная спецификация на выбранные приборы. Системы регулирования отдельных технологических параметров и процессов.
Подобные документы
Схемы технологических процессов, обеспечивающих контроль и регулирование температуры жидкости и газа. Определение поведения объекта регулирования. Зависимость технологического параметра автоматизации от времени при действии на объект заданного возмущения.
контрольная работа, добавлен 18.11.2015
Описание технологического процесса нагревания. Теплообменник как объект регулирования температуры. Задачи автоматизации технологического процесса. Развернутая и упрощенная функциональная схема, выбор технических средств автоматизации процесса нагревания.
курсовая работа, добавлен 03.11.2010
Краткая характеристика объекта автоматизации, основные технические решения, схемы технологических процессов. Структурная схема системы регулирования. Выбор параметров сигнализации. Регулирование расхода мононитронафталина в линии подачи его в нитратор.
контрольная работа, добавлен 22.09.2012
Описание технологического процесса подготовки шихты, основные компоненты ее состава, требования к сырьевым материалам. Выбор технических средств автоматизации и разработка принципиальной электрической схемы. Сравнение качества переходных процессов.
дипломная работа, добавлен 25.08.2010
Автоматизация процессов тепловой обработки. Схемы автоматизации трубчатых печей. Схема стабилизации технологических величин выпарной установки. Тепловой баланс процесса выпаривания. Автоматизация массообменных процессов. Управление процессом абсорбции.
реферат, добавлен 26.01.2009
Понятие автоматизации, ее основные цели и задачи, преимущества и недостатки. Основа автоматизации технологических процессов. Составные части автоматизированной системы управления технологическим процессом. Виды автоматизированной системы управления.
реферат, добавлен 06.06.2011
Характеристика объекта автоматизации. Описание поточной линии для приготовления шоколадных масс. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации и выбор контролируемых параметров. Выбор технических средств и описание схемы автоматизации.
курсовая работа, добавлен 09.05.2011
Автоматизация, интенсификация и усложнение металлургических процессов. Контролируемые и регулируемые параметры в испарителе. Функциональная схема автоматизации технологических процессов. Функция одноконтурного и программного регулирования Ремиконта Р-130.
контрольная работа, добавлен 11.05.2014
Общая характеристика технологического процесса и задачи его автоматизации, выбор и обоснование параметров контроля и регулирования, технических средств автоматизации. Схемы контроля, регулирования и сигнализации расхода, температуры, уровня и давления.
курсовая работа, добавлен 21.06.2010
Описание технологического процесса отстаивания неоднородных систем. Выбор средств автоматического контроля и регулирования технологических параметров. Расчет ротаметра и сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра типа КСП4.
|