Автоматизация технологических процессов что это
Автоматизация технологических процессов и производств
На предприятиях автоматизация технологических процессов и производств существенно упрощает работу. Она представляет собой набор методов, решений, которые дают возможность управлять производственными процессами без участия самих сотрудников. При этом предприятие продолжает работать стабильно, а сам персонал может разве что контролировать работу.
При автоматизации технологических процессов и производств создаётся автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), и перераспределяются ресурсы в зависимости от степени автоматизации.
В качестве примера автоматизации технологических процессов и производств можно привести предприятия, специализирующиеся на выпуске продуктов питания. Если это выпуск мясных полуфабрикатов, то процесс приготовления фарша и формирования котлет полностью перекладывается на машины, так быстрее и удобнее (фарш хорошо вымешивается, котлеты формируются ровными, одинаковыми по весу и размерам).
На заводе, где разливаются напитки, процесс налива автоматизируется, это обеспечивает скорость, точность.
Цели, задачи
Стремясь к автоматизации производства, владельцы бизнеса пытаются:
Задачи автоматизации технологических процессов и производств:
В общем, автоматизация технологических процессов и производств позволяет исключить человеческий фактор, сэкономить на персонале или перераспределить ресурсы, наконец, оставаться конкурентоспособным, увеличивая производительность, добиваясь высокого качества товаров.
Использование технических средств автоматизации в производстве
Автоматизация невозможна без использования машин, устройств, механизмов, которые и берут на себя ручной труд. Процесс их разработки непростой: с одной стороны, производителям надо учитывать потребности предприятий, которые будут использовать автоматику, с другой — экономику, возможности заводов, изготавливающих комплектующие для этой автоматики.
Для повышения производительности предприятий выпускаются механизмы с обширным функционалом. Однако в сфере наблюдается тяготение к уменьшению функций, основная задача заключается в том, чтобы убрать лишние, ненужные, но максимально сохранить выгоды от использования автоматики. То есть её функционала должно хватать на решение всех задач предприятий.
Чтобы добиться этого, опираются на принципы создания оборудования.
При этом, вне зависимости от вносимых изменений, на предприятиях по производству технических средств следят, чтобы те отвечали базовым требованиям: выполняли нужные процессы, управлялись, были просты в обслуживании.
Подходы в автоматизации технологических процессов
Большинство западных компаний осуществляют автоматизацию технологических процессов и производств с учётом стратегии развития. Иными словами, автоматизируются задачи, которые позволяют быстрее достичь цели. Чтобы выявить эти задачи, каждую оценивают с позиции соотношения цены и эффективности. Так проще понять, будет ли автоматизация выгодной.
Подход логичный, поскольку:
Правда, при реализации такого подхода в России могут возникнуть определённые сложности.
К сожалению, в российских компаниях автоматизация технологических процессов и производств осуществляется не всегда верно. Так, иногда руководство может закупать дорогую технику, как у конкурентов, не анализируя предварительно работу персонала и не выявляя те процессы, которые действительно нужно автоматизировать.
Как осуществляется автоматизация
В процессе внедряются методы и средства автоматизации. Выполняют эту работу специалисты.
Их доминирующие виды деятельности:
Как подобрать специалиста
Чтобы успешно справляться со своими задачами по автоматизации технологических процессов и производств, специалист должен обладать важными профессиональными качествами, иметь нужные задатки, умения, а именно:
Очень важны уровень ответственности и мотивации. Чем они выше, тем лучше. Хорошо, если в компанию пришли уже мотивированные и ответственные люди, но чаще всего руководителю необходимо всё равно повышать их уровень по шкале побудительных мотивов. Для компании хорошо, если персонал будут мотивировать не деньги или личная выгода, а убеждённость и чувство долга.
В то же время специалист по автоматизации не должен быть:
К слову, психические расстройства, неврологические нарушения, проблемы с суставами или со зрением также будут препятствовать эффективной деятельности специалиста.
Области применения профессиональных знаний
Специалисты по автоматизации технологических процессов и производств всегда нужны на предприятиях, особенно на тех, которые специализируются:
Также такие сотрудники востребованы в НИИ, в технических вузах и т. д.
Автоматизация технологических процессов
Автоматизация производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за ними. Вот такое теперь генеральное русло современных технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролеру за автоматическим контролером.
В общем случае под понятием «управление технологическим процессом» понимают совокупность операций, необходимых для пуска, остановки процесса, а также поддержания или изменения в требуемом направлении физических величин (показателей процесса). Осуществляющие технологические процессы отдельные машины, агрегаты, аппараты, устройства, комплексы машин и аппаратов, которыми необходимо управлять, в автоматике называют объектами управления или управляемыми объектами. Управляемые объекты весьма разнообразны по своему назначению.
Автоматизация технологических процессов – замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирование различных параметров, получение заданной производительности и качества продукта без вмешательства человека).
Автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повышать его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.
Автоматизация технологических процессов и производств не означает, что эти процессы возможны без труда человека. Труд людей и сегодня остается основой производства, меняется лишь его характер и содержание. На человека ложатся функции конструирования автоматических устройств, их периодической наладки, разработки и введения программ, что требует высокой квалификации специалистов, а в целом труд людей становится более сложным.
Любой технологический процесс создается и осуществляется для получения конкретной цели. Изготовления конечной продукции, или же для получения промежуточного результата. Так целью автоматизированного производства может быть сортировка, транспортировка, упаковка изделия. Автоматизация производства может быть полной, комплексной и частичной.
Частичная автоматизация имеет место, когда в автоматическом режиме осуществляется одна операция или отдельный цикл производства. При этом допускается ограниченное участие в нем человека. Чаще всего частичная автоматизация имеет место, когда процесс протекает слишком быстро для того, чтобы сам человек мог в нем полноценно участвовать, при этом достаточно примитивные механические устройства, приводящиеся в движение при помощи электрического оборудования, отлично с ним справляются.
Комплексная автоматизация должна охватывать отдельный крупный участок производства, это может быть отдельный цех, электростанция. В этом случае все производство действует в режиме единого взаимосвязанного автоматизированного комплекса. Комплексная автоматизация производственных процессов целесообразна не всегда. Ее область применения – современное высокоразвитое производство, на котором используется чрезвычайно надежное оборудование.
Поломка одного из станков или агрегата тут же останавливает весь производственный цикл. Такое производство должно обладать саморегуляцией и самоорганизацией, которая осуществляется по предварительно созданной программе. При этом человек принимает участие в производственном процессе лишь в качестве постоянного контролера, отслеживающего состояние всей системы и отдельных ее частей, вмешивается в производство для пуска-запуска и при возникновении внештатных ситуаций, или при угрозе такого возникновения.
Все возможные отклонения от нормы должны быть предварительно предусмотрены, и разработаны системы защиты от них. Также полная автоматизация необходима для работ, которые могут угрожать жизни человека, его здоровью или же проводятся в недоступных для него местах – под водой, в агрессивной среде, в космосе.
Каждая система состоит из компонентов, которые выполняют определенные функции. В автоматизированной системе датчики снимают показания и передают для принятия решения по управлению системой, команду выполняет уже привод. Чаще всего это электрическое оборудование, так как именно при помощи электрического тока целесообразнее выполнять команды.
Следует разделять автоматизированные систему управления и автоматические. При автоматизированной системе управления датчики передают показания на пульт оператору, а он уже, приняв решение, передает команду исполнительному оборудованию. При автоматической системе – сигнал анализируется уже электронными устройствами, они же, приняв решение, дают команду устройствам-исполнителям.
Участие человека в автоматических системах все же необходимо, пусть и в качестве контролера. Он имеет возможность вмешаться в технологический процесс в любой момент, откорректировать его или же остановить.
Так, может выйти из строя датчик температуры и подавать неправильные показания. Электроника в таком случае, будет воспринимать его данные, как достоверные, не подвергая их сомнению.
Человеческий разум во много раз превосходит возможности электронных устройств, хотя по быстроте реагирования уступает им. Оператор, может понять, что датчик неисправен, оценить риски, и просто отключить его, не прерывая процесс. При этом он должен быть полностью уверен в том, что это не приведет к аварии. Принять решение ему помогает опыт и интуиция, недоступные машинам.
Такое точечное вмешательство в автоматические системы не несет с собой серьезных рисков, если решение принимает профессионал. Однако, отключение всей автоматики и перевод системы в режим ручного управления чреват серьезными последствиями из-за того, что человек не может быстро реагировать на изменение обстановки.
Классический пример – авария на Чернобыльской атомной электростанции, ставшая самой масштабной техногенной катастрофой прошлого века. Она произошла именно из-за отключения автоматического режима, когда уже разработанные программы по предотвращению аварийных ситуаций не могли влиять на развитие обстановки в реакторе станции.
Автоматизация отдельных процессов началась в промышленности еще в девятнадцатом веке. Достаточно вспомнить автоматический центробежный регулятор для паровых машин конструкции Уатта. Но лишь с началом промышленного использования электричества стала возможной более широкая автоматизация уже не отдельных процессов, а целых технологических циклов. Связано это с тем, что до этого механическое усилие на станки передавалось с помощью трансмиссий и приводов.
В России – тогда еще в СССР, первые шаги в этом направлении были сделаны в 30-40-е годы прошлого века. Впервые автоматические станки были использованы в производстве деталей для подшипников. Затем появилось первое в мире полностью автоматизированное производство поршней для тракторных двигателей.
Технологические циклы соединились в единый автоматизированный процесс, начинавшийся с загрузки сырья и заканчивающийся упаковкой готовых деталей. Это стало возможно, благодаря широкому применению современного на то время электрооборудования, различных реле, дистанционных выключателей, и конечно же, приводов.
И только появление первых электронно-вычислительных машин позволило выйти на новый уровень автоматизации. Теперь уже технологический процесс перестал рассматриваться, как просто совокупность отдельных операций, которые нужно совершать в определенной последовательности для получения результата. Теперь весь процесс стал единым целым.
В настоящее время автоматические системы управления не только ведут производственный процесс, но также контролируют его, отслеживают возникновение внештатных и аварийных ситуаций. Они запускают и останавливают технологическое оборудование, отслеживают перегрузки, отрабатывают действия в случае аварий.
В последнее время автоматические системы управления позволяют достаточно легко перестраивать оборудование на производство новой продукции. Это уже целая система, состоящая из отдельных автоматических многорежимных систем, соединенных с центральным компьютером, который увязывает их в единую сеть, и выдает задания для исполнения.
Каждая подсистема является отдельным компьютером со своим программным обеспечением, предназначенным для выполнения собственных задач. Это уже гибкие производственные модули. Гибкими их называют потому, что их можно перенастроить на другие технологические процессы и тем самым расширять производство, версифицировать его.
Вершиной автоматизированного производства являются промышленные роботы. Автоматизация пронизало производство сверху донизу. Автоматически работают транспортная линия по доставке сырья для производства. Автоматизировано управление и проектирование. Человеческий опыт и интеллект используется лишь там, где его не может заменить электроника.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Автоматизация технологических процессов
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.
Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.
Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).
Содержание
Цели автоматизации
Основными целями автоматизации технологического процесса являются:
Задачи автоматизации и их решение
Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:
Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:
Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.
В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:
Примечания
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Автоматизация технологических процессов» в других словарях:
ГОСТ 23004-78: Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Основные термины, определения и обозначения — Терминология ГОСТ 23004 78: Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Основные термины, определения и обозначения оригинал документа: 6. Автоматизация живого труда Автоматизация труда Применение… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Единичная механизация (автоматизация) технологических процессов — 16. Единичная механизация (автоматизация) технологических процессов Единичная механизация (автоматизация) Частичная или полная механизация (автоматизация) одной первичной составной части технологического процесса или системы технологических… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
единичная механизация (автоматизация) технологических процессов — единичная механизация (автоматизация) Частичная или полная механизация (автоматизация) одной первичной составной части технологического процесса или системы технологических процессов, исключая (включая) управление. Примечание Содержание первичной … Справочник технического переводчика
Вторичная механизация (автоматизация) технологических процессов — 19. Вторичная механизация (автоматизация) технологических процессов Вторичная механизация (автоматизация) Механизация (автоматизация) технологических процессов или их систем, в которых до ее проведения использовалась энергия людей и неживой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Комплексная механизация (автоматизация) технологических процессов — 17. Комплексная механизация (автоматизация) технологических процессов Комплексная механизация (автоматизация) Частичная или полная механизация (автоматизация) двух или более первичных составных частей технологического процесса или системы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Первичная механизация (автоматизация) технологических процессов — 18. Первичная механизация (автоматизация) технологических процессов Первичная механизация (автоматизация) Механизация (автоматизация) технологических процессов или их систем, в которых до ее проведения использовалась только энергия людей Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Полная механизация (автоматизация) технологических процессов — 15. Полная механизация (автоматизация) технологических процессов Полная механизация (автоматизация) Механизация (автоматизация) технологических процессов или их систем, при которой все затраты энергии людей заменены затратами энергии неживой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Частичная механизация (автоматизация) технологических процессов — 14. Частичная механизация (автоматизация) технологических процессов Частичная механизация (автоматизация) Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
вторичная механизация (автоматизация) технологических процессов — вторичная механизация (автоматизация) Механизация (автоматизация) технологических процессов или их систем, в которых до ее проведения использовалась энергия людей и неживой природы (только неживой природы). Объектом вторичной механизации… … Справочник технического переводчика
комплексная механизация (автоматизация) технологических процессов — комплексная механизация (автоматизация) Частичная или полная механизация (автоматизация) двух или более первичных составных частей технологического процесса или системы технологических процессов, исключая (включая) управление. [ГОСТ 23004 78]… … Справочник технического переводчика
Автоматизация технологических процессов и производств
Современную жизнь человека невозможно представить без электроники, гаджетов и компьютеров. Они не только упрощают жизнь, но и автоматизируют некоторые ее аспекты. То же самое происходит и на производствах, и в организациях. Рано или поздно большинство средств и процессов на заводах роботизируются, в организациях введутся совершенные CRM и ERP системы. В материале будет рассмотрено, что такое автоматизация технологических процессов и производств.
Сущность автоматизации
Автоматизация производственных процессов имеет сегодня приоритетное значение для предприятий, так как она способствует меньшему количеству брака, меньшим расходам и высокой производительности труда.
Полностью автоматизированный процесс сборки автомобиля
Автоматизация процесса — это совокупность методов, позволяющих создать системы, которые могут управлять процессом без участия человека. Она представляет собой:
Основными показателями на производствах стали качество техники и ее продуктивность. Автоматизация представляет собой постепенную замену старых мануфактурных методов на современные технологии и является процессом, то есть это не единоразовое мероприятие. Механизмы производства постоянно модернизируются и переходят от более старых форм к совершенным, а их автоматизация способствует более продуктивному труду и заменяет большую часть ручных операций машинными.
Важно! Идеалом считается цикл производства, где все делают машины, а человек выступает в качестве оператора. Помимо автоматизации самого процесса изготовления, автоматизируется и диагностика исправности ПО и механизмов, формирование отчётности.
Средства автоматизации включают в себя устройства для фиксации и передачи информации для ее использования другими машинами и оператором.
ПО, обслуживающее автоматизированный бетонный завод
Затруднения в проведении
Несмотря на то, что положительных моментов от автоматизации огромное количество, существует ряд проблем, связанный с невозможностью ее осуществления стандартными компонентами. Среди них:
Все чаще системы становятся более сложными, а значит, требуют обслуживания высшего качества, которое не может быть достигнуто из-за нехватки квалифицированных кадров в профессии. Вследствие этого производители автоматизируют большую часть процессов и уменьшают влияние человека на работу.
Важно! Проблемой здесь может стать то, что на одних производствах уровень автоматизации может достигать 50%, а на других — всего 5%. Связано это со спецификой или отраслью производства, его сложностью.
Условия, необходимые для автоматизации на предприятии
Перед тем как провести механизацию и модернизацию предприятия, следует ответить на несколько вопросов. Не зная ответов на них, сотрудникам и руководителям будет тяжело осуществить внедрение, выработать правильный подход
Цель автоматизации
Исходя из анализа и статистики, можно сделать вывод, что чаще всего инициатором автоматизации является собственник, гендиректор, бухгалтер и т.д. Соответственно, у каждого из них есть свои ожидания конечного результата и выгод. Лучше всего, когда проектом занимаются высшие лица предприятий, потому что именно они способны указать причины механизации, среди которых могут быть:
Более того, начальник способен определить приоритетные моменты и решить любые конфликтные ситуации. Их статус позволяет смягчить отношение к проекту простых сотрудников.
Автоматизированное рабочее место оператора
Причины выбора метода
Определившись с инициаторами, следует решить вопрос, связанный с тем, что именно ждут от системы. Чаще всего такие проекты реализовываются для повышения управляемости. Современное управление невозможно представить без информационных систем. Если в организации происходит обмен огромным количеством информации, следить за которым невозможно вручную, то автоматизация — это выход. Если ИС нет, то следует оценить ситуацию здраво и понять, даст ли что-нибудь автоматизация после внедрения.
Выбор процессов, подлежащих автоматизации
Один из самых сложных вопросов: какие именно техпроцессы будут обрабатываться. Чаще всего они связанны с определенными механизмами, а также обработкой информации больших объемов. Обычно это бухгалтерия и налоговый учет. В первую очередь нужно выбрать систему начального уровня, которая подойдет по всем требованиям и не будет сковывать организацию при дальнейшем росте. Для небольших компаний это решение подходит идеально, но для более крупных нужно не просто определить процесс, но и получить его точное описание. Помимо этого, для больших организаций следует определиться с:
Основные объекты
Основными объектами автоматизации на предприятиях стали:
Стоит подробнее разобрать каждый из них.
Технические средства
Средства представляют собой приборы, которые регулируют некоторые процессы в системах, в виде определенных сигнализаторов. Их функции зависят от задач: отслеживание, управление и т.д. Автоматизация таких средств включает температурные датчики, датчики давления и других параметров. Такие приборы должны обладать повышенными эксплуатационными характеристиками: выдерживать высокое давление и температуры, влажность, химические вещества.
Программируемые системы
Качество систем управления заметно выросло на фоне снабжения производств программируемыми с помощью машинного кода микроконтроллерами и вычислительными устройствами. Для промышленности эти системы имеют конкретное значение с точки зрения управления и автоматизации проектирования, испытаний и экспериментирования.
Важно! Вычислительная техника в режиме реального времени выполняет регулирование и управление техпроцессами и в машиностроении называется вычислительным комплексом.
Агрегаты и механизмы
Физическое выполнение всех действий берут на себя агрегаты и механизмы. Они представляют собой электрические, гидравлические или пневматические устройства. Автоматизация производства предполагает замены всех механизмов на электрические и пневматические механики, чья конструкция может включать специальные регулирующие приборы и приводы.
Электродвигатели
В системах автоматизации электродвигатели имеют не последнее место. Они формируют основы многих приводов и исполнительных приборов, приводящих в движение другие механизмы. Машины, управляемые электроприводами, могут изменять направление рабочих органов, но не скорость выполнения работы. Автоматизация же делает возможным применение бесконтактных механик с полупроводниковыми и магнитными усилителями для регулирования скорости работы.
Типичный привод для исполнительного агрегата
Щиты и пульты
Для управления всеми агрегатами и устройствами используются щиты и пульты, монтируемые на предприятиях. Они содержат функционал для регулирования и измерения рабочих параметров. Конструкция щита выполнена в форме ящика или шкафа, панели, располагающих средствами автоматизации. Пульт же используется в качестве центра для дистанционного управления механизмами.
Вспомогательные средства автоматизации
Вспомогательные средства являются вторичными, но, несмотря на это, обеспечивают дополнительные функции по контролю и управлению производством. К ним могут относиться: реле для управления, командные пульты и кнопочные станции. Разновидностей таких устройств множество, но все они нацелены на удобное и безопасное управление агрегатами.
Проектирование систем автоматизации
Проектирование включает в себя специальные средства для модернизации. Основным из них является схема. Она позволяет отображать всю структуру, характеристики и прочие параметры будущих систем, которые будут автоматизированы.
Кнопочная станция — вспомогательное средство механизации
Таким образом, автоматизация технических процессов и производств — одна из основных задач современных предприятий. Именно она обеспечит конкурентоспособность в будущем, повысит производительность и уменьшит воздействие человеческого фактора на многие этапы производства, приводящего к учащенному браку, задержкам и повышенным расходам.