Полная автоматизация производства: что это такое?
Автоматизация производства - один из наиболее ярких показателей стремительного роста технического прогресса. Слово «автоматизация» происходит от лат. automatum, «автомат», что означает «самодвижущийся». В нынешнее время термин «автоматизация» относится к процессу применения компьютерных систем и программ для автоматической обработки информации и управления технологическими процессами.
Автоматизированная производственная линия
Различия между частичной и полной автоматизацией
Разница между частичной и полной автоматизацией производства заключается в уровне охвата процессов:
- Частичная автоматизация затрагивает конкретное оборудование или отдельные операции. Например, установка фрезерного станка с ЧПУ на металлообрабатывающем предприятии: человек задаёт параметры, но обработку деталей полностью выполняет станок.
- Полная автоматизация - высший уровень автоматизации, при котором машинам передан полный цикл работ от проектирования до контроля качества. При такой системе машины и программное обеспечение работают сообща, а также полностью контролируют и управляют всеми технологическими процессами.
Таким образом, частичная автоматизация охватывает отдельные участки производства, в то время как полная автоматизация предполагает автоматизацию всего производственного цикла в целом.
Уровни автоматизации
Автоматизация производства разделяется на комплексную, полную и частичную. Рассмотрим каждый из этих уровней подробнее:
- Комплексная автоматизация предполагает охват всех основных функций предприятия. Она актуальна на предприятиях с высокоразвитыми технологиями и новейшей техникой.
- Полная автоматизация означает, что все функции контроля и управления системой осуществляются аппаратурой. Этот способ применяют на рентабельных, стабильных предприятиях с уже устоявшимся режимом работы, предполагаемые же отклонения от режима учитываются заранее.
- Частичная автоматизация предусматривает автоматизацию отдельных функций и операций. Бывает так, что некоторые процессы недоступны человеку из-за их скоротечности или сложности проведения.
Выбирая ту или иную степень автоматизации, прежде всего, опираются на ее целесообразность на конкретном предприятии и экономическую выгоду.
Основные характеристики и задачи полной автоматизации
Полная автоматизация - этап автоматизации производства, при котором система автоматических машин выполняет без непосредственного участия человека весь комплекс операций данного производств, процесса, включая выбор и установление режимов работы, обеспечивающих наилучшие в данных условиях показатели.
Для большинства же процессов, подверженных внешним возмущениям, основным отличием полной автоматизации от комплексной является передача функции выбора и согласования режимов работы отдельных машин и агрегатов. Основой перехода к полной автоматизации служит автоматическое отыскание и установление оптимальных режимов работы оборудования и автоматизация оперативного управления.
Для решения этих задач широко используется вычислительная техника, в частности управляющие машины (контроллеры, промышленные компьютеры), анализирующие ход производств, процесса, синтезирующие законы управления и определяющие критерии оптимальности. Трехступенчатая иерархичность управления определяет собой функциональную структуру систем полной автоматизации.
Схема автоматизированной системы управления технологическим процессом
Преимущества и недостатки полной автоматизации
Преимущества:
- Улучшение производительности и качества: автоматизация позволяет устранить или свести к минимуму ручной труд и повысить скорость и точность выполнения задач, что приводит к улучшению производительности и качества.
Недостатки:
- Усложнение задач управления приводит к увеличению количества и усложнению аппаратуры и, как следствие, к увеличению вероятности нарушения нормальной работы системы.
- Непрерывная интенсификация процессов и увеличение их масштабов, а следовательно, и нарастающая угроза аварий делают проблему надежности еще более важной в автоматизации производства.
Примеры применения автоматизации
Сейчас автоматический контроль применяют в различных сферах: при производстве автозапчастей или изготовлении косметики. Комплексно автоматизированными предприятиями являются все электрические станции (АЭС, ТЭЦ, ГЭС).
Автоматические регуляторы
Широкое распространение получили автоматические регуляторы, которые выполняя свои функции значительно быстрее и точнее, чем это может сделать человек, обеспечили существенное улучшение технико-экономических показателей многих производств, процессов. Они служат для поддержания постоянства напряжений генераторов, скорости двигателей, давления и температуры пара в котлах, толщины прокатываемой полосы в прокатных станах, температуры в электрических печах и т. Нет такого производства, где не применялись бы автоматические регуляторы - управляющие устройства систем автоматического регулирования.
Централизованное управление
Оперативное управление должно быть централизованным и сосредоточенным в руках одного человека. Необходимость такой централизации обусловлена тем, что для принятия решения по выбору режимов отдельных технологических агрегатов необходима полная картина всего производств, процесса, т. е. К тому же человек часто оказывается не в состоянии без помощи дополнит, устройств перерабатывать большой поток информации о ходе процессов. При централизованном управлении вся информация о состоянии производств, процесса сосредоточивается у сменных диспетчеров или операторов.