Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.
Автоматизация производственных процессов – одно из основных направлений которое в настоящее время развивается во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим человеком, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за всеми технологическими процессами.
Роль человека во многих отраслях уже сводится к контролю за автоматическим контролером, а также автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повысить его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.
Понятие «управление технологическим процессом» понимают под совокупностью операций, необходимых для пуска, остановки процесса, а также поддержания или изменения в требуемом направлении физических величин.
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.
Основными целями автоматизации технологического процесса являются:
- Повышение эффективности производственного процесса;
- Повышение безопасности производственного процесса;
Задачи автоматизации и их решение:
Цели достигаются с помощью решения следующих задач автоматизации технологического процесса:
- Улучшение качества регулирования;
- Повышение коэффициента готовности оборудования;
- Улучшение эргономики труда операторов процесса;
- Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях;
- Автоматическое регулирование - область исследования и теоретическая основа для механизации и автоматизации, с использованием инженерных и математических методов;
Система управления — систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.
Системы управления с участием людей как объектов управления зачастую называют системами менеджмента.
Техническая система управления — устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.
Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д.
Системы управления разделяют на два класса:
- Автоматизированные системы управления (АСУ) — с участием человека в контуре управления;
- Системы автоматического управления (САУ) — без участия человека в контуре управления;
Автоматизация технологических процессов – заменяет физический 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 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.
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.
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, верифицировать 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.
В заключение можно отметить что одним из главных условий технического прогресса в настоящее время является постоянное обновление выпускаемой продукции, освоение новой при минимальных потерях и затратах. Развитие современного производства имеет тенденцию широкого использования автоматизированных производственных систем.
Однако, внедрение автоматизированных систем требует комплексного подхода, широкой модернизации оборудования, реорганизации структуры предприятия и в целом реформы технической и технологической службы для достижения оптимального результата. На данный момент не каждое производство способно на такой шаг.
Многие люди сегодня негативно относятся к автоматизации производства и повышению производительности труда, поскольку в рамках денежной системы это приводит к «технологической безработице», потере покупательной способности и средств к существованию для множества людей, в то время как рабочий день оставшихся работников не сокращается, а ответственность повышается.
Но тем не менее, не смотря на все затруднения, будущее промышленности за автоматизированными системами.
