Технологические объекты управления мдк01. 01 КипиА 1 курс
 Скачать 23.62 Kb.
|
|
Технологические объекты управления МДК01.01 КИПиА 1 курс Автоматизация производства базируется на законах кибернетики. Кибернетика — наука, изучающая системы и методы управления, причем управления чем угодно: машинами, живыми организмами, обществом. Законы управления в живой и неживой природе одни и те же. Общие закономерности развития нашей страны в период перехода от социализма к капитализму, оказывается, в сущности не отличаются от закономерностей раскрутки электродвигателя после подачи напряжения или изменения состояния организма космонавта, осваивающего после выхода на орбиту состояние невесомости. Автоматика — раздел кибернетики, изучающий теорию и методы автоматизации производственных процессов. Мы с вами будем рассматривать следующие вопросы: что такое автоматизация производства, зачем она нужна, с чего она начинается, как она осуществляется, какие технические средства для нее требуются, как они устроены и как работают, как их объединить в единую автоматическую систему и как ею управлять? Рассмотрим понятия «производство» и «автоматизация». Существуют разные подходы к определению производства — с экономических, технических и социальных позиций. В современном понимании в общем виде производство — это процесс создания материальных и нематериальных благ и услуг, необходимых для существования и развития общества. Производство можно подразделить на несколько категорий: добывающее производство, обеспечивающее добычу сырья из природных запасов (разработка недр, рыболовство и т. д.); сельскохозяйственное производство, связанное с воспроизводством животных и растительных продуктов с участием самой природы (растениеводство, животноводство и т. д.); обрабатывающая промышленность, занимающаяся переработкой сырья в нужные человеку изделия; транспортные и торговые услуги, суть которых можно свести к перемещению сырья и продукции от производителя к потребителю. Соответственно процессы добычи, производства, создания, обработки, преобразования и перемещения сырья и готовой продукции можно назвать процессами производства, или производственными процессами. В последнее время существенно выросла доля нематериального производства, связанного с умственной деятельностью человека. Поэтому под продукцией производства можно понимать все то, что изготавливается, добывается, перемещается и создается — это могут быть как материальные, так и духовные ценности: сырье, материалы, изделия, энергия, экономическая и другая информация, произведения искусства, компьютерные программы и игры и многое другое, что является результатом человеческого труда. Если все многообразие производственных процессов сгруппировать по основным действиям, составляющим суть этих процессов, то такими действиями могут быть создание, накопление, преобразование и транспортирование. Эти действия могут производиться над веществом, энергией и информацией. Если объектом воздействия является информация, то процессы называются информационными, а если вещество и энергия — то технологическими (ТП). Технологические процессы — это процессы создания, накопления, преобразования и транспортирования материалов, изделий и энергии. Такое определение технологических процессов является довольно общим, абстрактным, но именно эта отвлеченность от конкретной специфики различных производств позволяет показать единство подхода к автоматизации всех этих существенно отличающихся друг от друга производств. Участие человека в производственных процессах, его труд является решающим фактором — без этого участия никакое производство в принципе невозможно. Однако формы участия человека в производстве могут быть разными и степень этого участия имеет прямое отношение к изучаемому нами предмету. Автоматизация — это применение в производстве технических средств, методов и систем управления, освобождающих человека от непосредственного участия в производственных процессах. В этом определении есть очень важное уточнение: речь идет об освобождении именно от непосредственного участия, т. е. от выполнения самим человеком действий, из которых состоит производственный процесс. Человек, обладая разумом, способен создать машины, которые будут выполнять за него эту работу, причем не только физическую, но и умственную. Цель автоматизации заключается в повышении производительности и эффективности труда, улучшении качества продукции и условий трудовой деятельности человека. Главная черта человека — способность разумно мыслить. Можно создать механизм, который будет поднимать груз в 1 000 раз больший, чем может поднять человек, или сделать устройство, которое будет в 100 раз быстрее пришивать пуговицы, но пока еще не существуют машины, способной хотя бы приблизиться к человеку в способности мыслить. Поэтому освобождение человека от участия в производстве наиболее эффективно там, где мыслительные способности человека используются меньше всего, — в сфере тяжелого физического труда, а также труда монотонного и однообразного, вызывающего умственное утомление. Оно эффективно и в непрерывных производствах, так как заменяющие человека машины не требуют перерывов на обед и могут работать круглосуточно без выходных и отпусков. Оно необходимо там, где нужна быстрота реакции, не доступная человеку, и там, где человеку находиться просто опасно. Такие виды нематериального производства, как проектирование, программирование, организация и управление предприятиями, сфера образования, искусства, гораздо в большей степени опираются на мыслительную деятельность человека. Здесь без непосредственного участия человека, полного или частичного, не обойтись. Конечно, и здесь есть процессы, от которых человека стоит освободить (например, создание баз данных, поиск документов и т. д.), но в целом это, скорее, не исключение человека из производственного процесса, а помощь тем, кто занят в этих сферах трудовой деятельности. Особенно важно, в первую очередь, освобождение человека от непосредственного участия в процессах именно материального производства, т. е. в технологических процессах. Технологические процессы реализуются с помощью оборудования, которое тоже называется технологическим. Для того чтобы процесс протекал так, как запланировано, этим оборудованием надо управлять, т.е. воздействовать на него по определенным правилам. Совокупность технологического оборудования, реализующего ТП (технологический процесс), является объектом управления. Таким объектом может быть и автомобиль с его оборудованием — рулевым управлением, тормозами и коробкой передач, которыми управляет водитель, и самолет, где управление может быть поручено автоматическому устройству — автопилоту, и металлургический завод с практически полностью автоматизированными цехами. Любой технологический процесс организуется для достижения какой-то цели, получения конечной продукции. Для обеспечения высокого качества этой продукции необходимо контролировать как ход ТП, так и работу самого технологического оборудования. Это можно сделать, только собрав всестороннюю информацию. Протекание ТП и состояние оборудования в каждый момент времени характеризуются различными физическими величинами. Эти величины называются технологическими параметрами. К ним относятся: температура, давление, перемещение, скорость, ускорение, расход жидкостей и газов, электрическое напряжение, сила тока и т. д. Технологические параметры бывают: — входные параметры (сигналы с датчиков, реле, исполнительных механизмов, электрооборудования и т.д.) — выходные параметры (как правило, сигналы на вкл/откл оборудования, на клапаны и исполнительные механизмы) — константы (значения параметров, обеспечивающие нормальный технологический режим) — расчетные параметры (промежуточные величины, вычисляемые при регулировании и математических расчетах). По числу технологических параметров, участвующих в управлении обычно оценивают степень сложности технологического объекта управления: — минимальная 10-40 параметров — малая 41-160 — средняя 161-650 — повышенная 651-2500 — высокая 2500 и выше. В ходе технологического процесса и работы оборудования значения этих величин непрерывно меняются. Для осуществления контроля оператор, ведущий процесс, должен получать сведения о значении технологических параметров и об их изменении в удобном для него виде, т. е. со всеми необходимыми обобщениями, анализами и прогнозами. Таким образом, контроль включает в себя сбор, обработку, анализ и выдачу оператору информации о ТП и работе оборудования. Полученная в процессе контроля информация используется для воздействия на технологическое оборудование с целью обеспечения протекания ТП в полном соответствии с запланированным его ходом, т. е. для управления технологическим процессом. Автоматизация технологических процессов — это применение технических средств, методов и систем управления для сбора, обработки, анализа и выдачи информации о технологических параметрах и воздействия по результатам анализа на технологиче ский процесс. Структура технологического процесса Любой технологический процесс состоит из отдельных операций. Операцией называется часть технологического процесса, выполняемая непрерывно над определенной деталью одним рабочим (или группой рабочих) на одном рабочем месте. Операция является основной единицей производственного планирования. Операция делится на переходы и проходы. Переход – часть операции, которая характеризуется неизменностью обрабатываемой поверхности, режущего инструмента и режима обработки. Проход – осуществляется за один рабочий ход режущего инструмента. |