Технічний коледж


НазваТехнічний коледж
Сторінка4/19
Дата12.03.2013
Розмір2.18 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

1.2 Основні поняття про автоматизацію керування виробництвом та технологічними процесами. Засоби та методи керування виробництвом
Сучасне виробництво - складна система, яка складається з багатьох підсистем: технічних, економічних, екологічних, соціальних та інших, і призначена для вирішення поставлених перед нею завдань. Елементи системи з'єднані між собою найрізноманіт­нішими зв'зками. Для успішного керування такою системою потрібно знати основні закономірності і принципи її функціонування та тенденції розвитку.

Кожне сучасне виробництво характеризується двома тенденціями:

  • намаганням спростити виробництво з метою його економічності, технологічності га ефективності (ця тенденція спостерігається і у природі: там, де це можливо, природа спростила явища і речі);

  • необхідністю ускладнення виробництва, яке викликається прагненням освоювати нові види продукції, підвищувати її якість, використовувати досягнення науки і техні­ки. Ускладнення виробництва, його внутрішніх та зовнішніх зв'язків неминуче викли­кає необхідність ускладнення керування ним. Без якісного керування виробництво не може бути ефективним.

В автоматиці розмежовують поняття керування та регулювання.

Керування - су­купність дій, направлених на забезпечення функціонування системи у відповідності з заданою програмою, алгоритмом або метою. Цей термін вживається тоді, коли мова іде тро керування людьми, виробництвами, підприємствами або складнішими технологіч­ними процесами.

Регулювання є вужчим поняттям і, як правило, є складовою части­ною процесу керування. Воно переважно вживається тоді, коли мова іде про регулю­вання якогось параметру у технологічному процесі.

У сфері виробництва розрізняють дві різновидності керування: керування вироб­ництвом та керування технологічними процесами. Вони мають такі основні відмінності:

  1. У процесі адміністративного керування виробництвом люди керують людьми і діють на них. Продуктом керування є інформація.

  2. Технологічними процесами також керують люди, але вони діють на речі, маши­ни, процеси. Продуктом керування тут є фактично продукт праці - товари або послуги.

Проте, треба пам'ятати, що у всіх випадках за результати керування відповідають конкретні люди: вони або безпосередньо керують, або задають алгоритми керування івтоматам. У своїй діяльності вони підпорядковуються певній меті, виходять з якихось засад, керуються деякими принципами. Характер цих факторів впливає на результати роботи.

Об’єктом керування називається динамічна система, характеристики якої змінюються під впливом регулюючої дії.

Об’єктом управління є:

  1. Апарати, в яких протікають технологічні процеси (нагрівання, сушка).

  2. Окремі виробництва (сірчаної кислоти, каучука).

  3. Підприємства.

  4. Галузі промисловості.

Розрізнятимемо:

  • Прості (гідравлічні резервуари, ел. двигуни, генератори).

  • Складні (атомні реактори, літальні апарати).

Керування технічними об’єктами здійснюється за допомогою технічних засобів керування .

Об’єкти керування класифікують у відповідності з типом протікаючого технологічного процесу.

Сукупність технологічного процесу та автоматичних засобів для його реалізації називається автоматизованою системою керування (АСК).
1.3 Класифікація технологічних процесів
Сучасні хіміко-технологічні процеси відзначаються складністю та високою швидкістю протікання, а також чутливістю до відхилення режимних параметрів від нормальних значень, шкідливістю умов роботи, вибухо- та пожежонебезпечністю перероблюваних речовин. Зі збільшенням навантаження апаратів, потужності машин виконувати технологічні процеси при високих і надвисоких тисках та температурах (близьких до критичних значень), а також швидкостях хімічних реакцій з використанням ручного керування неможливо. У таких умовах навіть досвідчений працівник не може своєчасно вплинути на процес у разі відхилення його від норми, а це може призвести до втрати якості готової продукції, псування сировини, допоміжних речовин, наприклад каталізаторів, а також до аварійних ситуацій, включаючи пожежі, вибухи, викиди великої кількості шкідливих речовин у навколишнє середовище. Деякі технологічні процеси можна виконувати лише при їх повній автоматизації.

Із застосуванням автоматизації поліпшуються основні показники ефективності виробництва -збільшується кількість вироблюваної продукції, підвищується її якість і зменшується собівартість, зростає продуктивність праці.

Класифікація технологічних процесів:

    1. Механічні (подрібнення, дозування, сортування, переміщення).

    2. Гідромеханічні (переміщення рідин і газів, розділення неоднорідних систем, змішування, очистка газів).

    3. Теплові (нагрівання, охолодження, випарювання, кристалізація).

Особливо складні:

    1. Масообмінні (ректифікація, абсорбція, адсорбція, сушка, екстракція).

    2. Хімічні (окислення, синтез, нейтралізація, дегідратація, електроліз, нітрування, полімеризація).








    1. 1.4 Види параметрів керування.


Всі технологічні процеси, які здійснюються на підприємстві характеризуються великою кількістю різних параметрів.

Всі параметри можуть бути об’єднані в три групи:

  1. Вхідні

  2. Режимні

  3. Вихідні

Вхідні параметри характеризують матеріальні та енергетичні потоки на вході в апарат (витрата сировини, тиск пари).

Режимні параметри дають уявлення про умови протікання процесу в апараті.

В деяких об’єктах значення параметрів неоднакові в різних точках одного і того ж апарата (ректифікаційна колона – тиск, температура і склад продукта змінюються по висоті колони). Такі параметри називають розподіленими.

Здійснювати управління об’єктами з розподіленими параметрами, як правило, складніше, ніж об’єктами із зосередженими параметрами.

Вихідні параметри характеризуют мате­риальні та енергетичні потоки на виході із апарату (склад кінцевого продукту, кількість відходів і т. д.). Це можуть бути також економічні показники процесу, наприклад собівартість чи витрати на виробництво кінцевої продукції.

Сукупність значення всіх параметрів процесу називають технологічним режимом, а сукупність значень параметрів, які забезпечують розв’язок задачі, поставленої при керуванні процессом — нормальним технологічним режимом. Нормальний технологічний режим задають і оформляють у вигляді технологічної карти. В карті приводять перелік параметрів, значення яких необхідно підтримувати на визначеному рівні, а так­ож вказують діапазон значень, в яких зміна цих па­раметрів не призводить до серйозних порушень технологічного режиму. Керування технологічним процесом зводиться до під­тримання параметрів на значеннях, які відповідають нормально­му технологічному режиму.

Реальні об’єкти керування в більшій чи меньшій мірі піддаються збуренням, які порушують хід процесу в об’єкті. Більшість збурень важко заздалегідь передбачити, що значно ускладнює керування процесом. Розрізняють зовнішні та внутрішні збурення.

Зовнішні збурення проникають в об’єкти керування зовні — зі зміною вхідних параметрів, деяких вихідних параметрів, а також параметрів навколишнього середовища. Зміна будь-якого вхідного параметра процеса обов’язково при­водить до зміни проходження процесу в об'єкті. Більшість ви­хідних параметрів об’єкта (наприклад, склад і температура кінцевого продукту) не впливає на хід процесу в об'єкті, більше того, їх значення визначаються ходом цього процесу. Однак зміна деяких вихідних параметрів призводить до зміни режимних параметрів. Так, зміна витрати пари, який виходить із ректифікаційної колони, впливає на тиск в колоні, а зміна витрати залишку —на рівень рідини в ку­бі. Збурення, які надходять в об’єкт керування при зміні параметрів навколишнього середовища, найбільш сильно впливають на технологічний режим у випадку установки апаратів під відкри­тим небом.

Внутрішні збурення виникають в самому об’єкті автоматизації (наприклад, при забрудненні і корозії внутршніх поверхонь апарату, зміні активності каталізатора и т. д.).

При керуванні процесом осбливу увагу слід звернути на зовнішні збурення, так як вони надходять в об’єкт частіше, чим внутрішні, нерідко мають ступінчастий характер, велику амплітуду зміни і в ряді випадків можуть бути вилучені до надходження в об’єкт.

Автоматизованою системою керування (АСК), взаємодіє із зовнішнім середовищем і кількісно її можна оцінити через входи X та виходи Y. Входами можуть бути витрати матеріальних та енергетичних потоків, які надходять в апарат або виходять з нього; виходами, як правило, є температура, тиск, рівень рідини та концентрація продукту. Звичайно на систему діють збурення Z, які намагаються відхилити вихідні координати від їх нормальних значень. Такими збуреннями є витрати речовин, їх температура, тиск концентрації та ін. Щоб компенсувати ці збурення, тобто щоб АСК працювала в заданому напрямі, використовують керуючі впливи U (рис. 1.2.).



Рис. 1.2. Структурна схема АСК
1.5 Вимоги до об’єктів керування
Високоефективна система автоматичного керування може бути створена тільки в тому випадку, якщо об’єкт керувания є підготовлений до автоматизації. Це означає, що він повинен бути повністю механізованим і по можливості неперервно діючим.

В об’єктах періодичної дії окремі операції процесу проводяться в одному і тому ж апараті в різний час, що викликає необхідність періодичної перенастройки його роботи (закривають одні магістралі і відкривають інші; змінюють задані значення регулюючих величин і самі величини і т. д.). Це заважає підтримувати нормальний технологічний режим, ускладнює автоматизацію, а в деяких випадках робить її неможливою. Тому об’єкт керування повинен бути з манімальним числом збурень, їх величиною та частотою. З цією метою в окремих випадках встановлюють проміжні додаткові апарати (наприклад, ресивери), в яких вхідні параметри процесу усереднюються.

Отже, сформулюємо необхідні умови для впровадження автоматизації:

  1. Завершення комплексної механізації виробництва.

  1. Наявність типових, високоефективних та довговічних технічних засобів автоматики.

  1. Масовість та однотипність продукції.

  1. Наявність однотипних (неперервних або циклічних) технологічних процесів та їх відпрацьованість і досконалість.

  2. Оснащеність виробництва машинами та агрегатами з силовими приводами, що піддаються автоматизації: пневмо- і гідроприводом та регульованим електроприводом.

  3. Мінімальний вплив неконтрольованих збурюючих дій на технологічні процеси, нестабільність характеристик сировини та параметрів процесів, перерви з постачанням енергоносіїв: електроенергії, пари, стисненого повітря тощо.

  1. Наявність необхідних умов для роботи автоматичних засобів.

  1. Можливість забезпечення висококваліфікованим технічним обслуговуванням нової техніки.

  1. Забезпечення вимог сангігієни та техніки безпеки.

10. Можливість отримання економічного ефекту або звільнення людини від важкої та шкідливої праці.

Недотримання цих умов не лише зменшує ефективність вкладених коштів, що приводить до матеріальних збитків, але і дискредитує саму ідею автоматизації, чим наносить їй моральну шкоду.
1.6 Види і рівні автоматизації
Всі осмислені дії у природі відбуваються згідно з відповідними умовами функціонування. Автоматичне керування як різновидність функціонування також повинно здійснюватися згідно з наперед заданими умовами та правилами. Сукупність цих правил та математичних залежностей, які показують, як необхідно змінювати вхідні величини щоб забезпечити потрібну зміну вихідних величин, котрі відповідають вимогам технології, економіки, екології, техніки безпеки і іншим, називається алгоритмом керування.

Алгоритми керування пов'язані з рівнями автоматизації. Чим вищий рівень, тим складнішою мусить бути апаратура, яка зможе забезпечити виконання заданого алго­ритму керування. Найдавнішим і найпростішим алгоритмом автоматичного керування вважається стабілізація процесу, тобто підтримання постійного заданого значення ре­гульованої величини (рис. 1.3.). Пізніше з'явились алгоритми програмного керування - підтримання змінного заданого значення регульованої величини в часі, та його різно­видності: слідкуюче та логіко-програмне керування.






Рис. 1.3. Алгоритми керування технологічними процесами.
Розвиток теорії автоматичного регулювання та поява нових технічних засобів ав­томатики дозволили розробити і реалізувати більш складні та ефективні алгоритми керування: оптимальні та адаптивні. Останні забезпечують не тільки автоматичне регу­лювання параметрів, але і дослідження та аналіз процесу, а сама система у процесі керування здатна змінювати свої параметри і навіть структуру.

Вибір оптимального рівня автоматизації залежить від багатьох факторів. Необхід­но враховувати не лише сучасний рівень технологічних процесів і засобів автоматиза­ції, але і перспективи їх розвитку і вдосконалення, а також попередній досвід впровад­ження автоматизації в даній галузі та ефективність цих заходів.

Автоматизований процес може бути простим (наприклад, автоматична підтримка постійної температури) і дуже складним (автоматичне керування підприємством).

Якщо автоматизація здійснює тільки одну автоматичну операцію, яка виконується окремими машинами, і робота яких не зв’язана між собою в масштабі всього виробничого процесу то вона називається частковою (технологічні апарати, які працюють в автоматичному режимі, але з участю людини).

Автоматизація, яка здійснюється для ряду технологічних операцій зв’язаних між собою умовами виробничого процесу, називається комплексною (лінії по виготовленні напівфабрикатів).

При повній автоматизації забезпечується не тільки взаємозв’язок основних і додаткових ділянок виробництва, але і упрвління їх роботою.

Рівні автоматизації:

Перший (найнижчий) ступінь ієрархічної структури створюють типові технологічні процеси (механічні, гідродинамічні, теплові, масообмінні та хімічні) в окремому апаратурному оформленні і локальні системи автоматичного керування. Задача керування підсистемами в основному зводиться до локальної стабілізації технологічних параметрів типових процесів за допомогою АСР.

Основу другого ступеня ієрархії становлять агрегати, комплекси, АСК технологічними процесами (АСКТП) та ін. Агрегати і комплекси являють собою сукупність взаємопов'язаних окремих типових технологічних процесів та апаратів, у разі взаємодії яких виникають статично розподілені в часі збурення. На цьому ступені збільшуються складність і жорсткість зв'язків між апаратами, що потребує використання керуючих електронних обчислювальних машин (ЕОМ). Лише за такої умови можна досягти стійкої та надійної роботи системи, зменшення ймовірності аварійних зупинок і виконання технологічного процесу на високоефективному оптимальному рівні.

Третій (найвищий) ступінь ієрархічної структури становлять системи оперативного керування підприємством або сукупністю його підрозділів. Мета третього ступеня - організувати виробництво, планування та реалізацію продуктів. Такі системи називаються автоматизованими системами керування підприємством (АСКП).
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Схожі:

Тема. Поняття про технічний рисунок, креслення
Мета: сформувати уміння та навички виконувати технічний рисунок, креслення у масштабі; ознайомити учнів з типами ліній і умовних...
М. Дніпропетровськ Дніпропетровський університет економіки та права...
...
ТЕХНІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ
Цей Технічний регламент розроблений з урахуванням вимог Директиви Ради Європи від 29 травня 1997 р. №97/23/ЄС про обладнання, що...
ПРАВИЛА ПРИЙОМУ до Державного вищого навчального закладу «Нововолинський...
Провадження освітньої діяльності у Державному вищому навчальному закладі “Нововолинський електромеханічний коледж” здійснюється відповідно...
Державний вищий навчальний заклад «Куп’янський автотранспортний коледж»...
Комунальний заклад охорони здоров′я ″ Ізюмський медичний коледж″ 64300, м. Ізюм, вул. Старопоштова, 41 0-5743 2-12-46
Додаток 8 до правил прийому в ДВНЗ «Нововолинський електромеханічний...
Прізвище, ім'я, по батькові вступника у сертифікатах зовнішнього незалежного оцінювання різних років повинно збігатися з прізвищем,...
Технічний регламент «Вимоги щодо виробництва молока та молочних продуктів» Загальні положення
Цей Технічний регламент визначає обов’язкові вимоги до молочної продукції та процесів її виробництва, у тому числі, стосовно інформації,...
К. М. Ситника Допущено Міністерством освіти і науки України
Рецензенти: д-р техн наук, проф. /. М. Астрелін (Національний технічний університет України «КПІ»), д-р техн наук, проф. О. Я. Лобойко...
РІВНЕНСЬКИЙ ЕКОНОМІКО ГУМАНІТАРНИЙ ТА ІНЖЕНЕРНИЙ КОЛЕДЖ

ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету...
ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету імені Тараса Шевченка»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка