Технічний коледж

Скачати 2.18 Mb.

Назва	Технічний коледж
Сторінка	5/19
Дата	12.03.2013
Розмір	2.18 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Фізика > Документи

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

1.7 Економічні аспекти автоматизації
Автоматизація виробництва не є самоціллю, а ефективним засобом підвищення продуктивності праці, покращення якості продукції, зменшення затрат важкої, монотонної, небезпечної та шкідливої праці.

При вирішенні питань про автоматизацію того чи іншого виробництва, необхідно приймати до уваги не лише економічні, але і соціальні чинники. Перш за все автоматизують ті виробничі процеси, за ходом яких людині важко слідкувати, а також там, де перебування людини є небезпечним для її життя або шкідливим для здоров'я. В інших випадках впровадження автоматизації залежить від того, яку вона дає вигоду, тобто від її економічної ефективності.

Ефективність автоматизації залежить від:

раціонального вибору об'єкту автоматизації;
ступеня досконалості технологічного обладнання та його придатністю для сумісної роботи з автоматичними пристроями;
раціонального вибору засобів автоматизації;
наявності і рівня підготовки обслуговуючого персоналу;
величини фінансових затрат та термінів впровадження та окуплення автоматики;
ступеня використання автоматизованого обладнання.

Суттю сучасного підходу до автоматизації виробництва є не лише застосування окремих локальних автоматичних пристроїв, регуляторів, роботів та маніпуляторів, але головним чином - створення сучасних, принципово нових "високих" технологій та гнучких виробництв і розробка для них комплексних систем автоматизованого керування (АСК). Іноді це може означати повну перебудову виробництва, включаючи технологію, організацію та керування.

Створення автоматизованих систем керування технологічними процесами (ТП), виробництвами (АСКВ) і підприємствами (АСКП) вимагає значних затрат на їх розробку, придбання необхідних технічних засобів і біжучих затрат на забезпечення функціонування систем. Економія від функціонування АСК визначається з врахуванням затрат на їх експлуатацію. Економічна ефективність капіталовкладень в автоматизацію характеризується відношенням цієї економії до затрат на створення АСК.

Застосування АСК дає можливість стабілізувати та оптимізувати технологічні процеси у виробництві, постійно контролювати витрату матеріалів і сировини та проводити аналіз відхилення їх фактичних витрат від нормативних. При цьому удосконалюється організація виробництва, зменшується потреба позаурочних робіт і відповідних доплат до них. Частково вивільнюється інженерно-технічні працівники та керуючий персонал за рахунок зниження працемісткості складання первинних документів, виконання облікових операцій та розрахунків. Це дозволяє знизити затрати у сфері керування.

Таким чином, основними факторами підвищення ефективності від застосування АСК, які можна кількісно оцінити, є:

підвищення продуктивності праці внаслідок скорочення затрат робочого часу і оптимального завантаження робочого персоналу, а також раціональнішого використання засобів та технологічного обладнання;
прискорення введення в експлуатацію об'єктів та збільшення потужностей для випуску продукції;
скорочення тривалості отримання готової продукції;
забезпечення ритмічності роботи;
скорочення затрат матеріальних та енергетичних ресурсів;
підвищення якості продукції, та інші.

Нижче приводиться спрощена методика підрахунку економічної ефективності автоматизації (АСК), хоч треба зауважити, що існуючі інструкції (як державні, так і відомчі чи галузеві) не завжди є чіткими та конктетними, а іноді і суперечать одна одній.

Економічна ефективність автоматизації визчається трьома показниками: річним приростом прибутку, річним економічним ефектом та ефективністю зроблених затрат.

Річний приріст прибутку (річна економія) визначається за формулою:

/1.1/

де В₁, В₂ - річний випуск продукції до і після впровадження автоматизації, тнс.грн.; П_р - прибуток від реалізації продукції до впровадження автоматизації, тис.грн.; 3₁, 3₂ - затрати на одну гривню вартості продукції до і після впровадження автоматизації, коп.

Звідси

- річний приріст прибутку за рахунок збільшення випуску продукції в тнс.грн.;

- річний приріст прибутку за рахунок зниження витрат на виробництво в тнс.грн.

Річний приріст прибутку П є одним з показників ефективності роботи підприємства, а також використовується для підрахунку річного економічного ефекту:

/1.2/

де Е_н - нормативний коефіцієнт економічної ефективності капіталовкладень у даній галузі; Ка - капітальні затрати на створення і впровадження АСК, тис.грн.

Ці затрати складаються з:

затрат на придбання інформаційної, обчислювальної та керуючої техніки, технічних засобів автоматизації, периферійних пристроїв, засобів зв'язку, допоміжного обладнання, оргтехніки та інших;
вартості проектних, транспортних, монтажних, налагоджувальних та пускових ро біт;
затрат на будівництво (реконструкцію) будов та споруд, необхідних для функціонування АСК.

Ефективність даних затрат визначається терміном їх окупності та розрахунковим коефіцієнтом ефективності:

/1.3/

де Т_ок - термін окупності затрат, роки;

Е_р - розрахунковий коефіцієнт ефективності затрат на створення АСК.

Природньо, що капітальні затрати, а, значить, і показники їх ефективності залежать від вибраного рівня автоматизації. Затрати на випуск продукції після автоматизації зменшуються, але лише до певної міри. При високих рівнях автоматизації, тобто при застосуванні порівняно складного і дорогого обладнання зростають і витрати на його експлуатацію, що неминуче відбивається на собівартості продукції. Тому треба старатися визначити оптимальний рівень автоматизації як з огляду на затрати, так і з точки зору показників їх ефективності.
Контрольні запитання :

Що розуміють під «автоматизацією виробництва»?
Назвіть основні етапи розвитку автоматики.
Яка різниця між поняттями «керування» та «регулювання»?
Що назнивають об’єктом керування?
Як класифікують технологічні процеси?
Назвіть основні групи параметрів керування.
Сформулюйте необхідні умови для впровадження автоматизації.
Що розуміють під видами і рівнями автоматизації?
Від чого залежить ефективність автоматизації?
Що таке «термін окупності» і як його визначити?

Тема №2 КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИСТРОЇВ ТА СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

Класифікація засобів автоматизації

Згідно з прийнятою в Державній системі приладів (ДСП) класифікацією, засоби автоматизації діляться на три категорії:

Локальні системи автоматичного контролю, регулювання та керування (ЛСА).
Централізовані системи автоматичного контролю, регулювання та керування (ЦСА).

3. Автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСКТП).

До локальних систем відносять ті прилади і технічні засоби, які застосовуються для автоматизації порівняно простих об'єктів з невеликою кількістю регульованих параметрів (приблизно до 10). Це: а) показуючі, реєструючі та регулюючі прилади та пристрої, які, в свою чергу, діляться на універсальні та спеціалізовані;

б) регулюючі мікропроцесорні контроллери ("Реміконт", "Ломіконт" та інші);

в) агрегатні комплекси засобів автоматизації ("Контур", "Каскад", АКЗСР та функціональні пневматичні прилади серії "Старт");

г) регулятори прямої дії;

д) комплекси засобів автоматизації простих об'єктів.
2.2 Основні функції автоматизації
Ці засоби дозволяють реалізувати практично всі основні функції автоматизації:

вимірювання, індикацію та реєстрацію контрольованих параметрів;
сигналізацію про досягнення контрольованими параметрами одного або декількох заданих рівнів;
позиційне регулювання;
одноконтурне регулювання окремих параметрів за складними законами аналогового регулювання;
регулювання співвідношень;
каскадне і 6агатопов’язане регулювання параметрів та інші.

2.3 Класифікація систем автоматизації
Автоматичні системи контролю здійснюють контроль різноманітних параметрів і величин, які характеризують роботу технічного агрегату, або протікання якого-небуть процесу. Вони забезпечують автоматичне вимірювання, що передається вимірюючим, реєструючим чи записуючим пристроям.

Автоматичні системи сигналізації призначені для повідомлення обслуговуючого персоналу про стан технічного обладнання чи протікання процесу. Сигналізація здійснюється акустичним або візуальним сигналом.

Автоматичні системи блокування і захисту призначенні для запобігання аварійних ситуацій, тобто без участі людини діють на даний агрегат. Частково чи повністю припиняючи його роботу.

Автоматичні системи пуску і зупинки забезпечують включення і зупинку двигунів і приводів по наперед заданій програмі.

Автоматичні системи сигналізації, контролю, блокування і захисту, пуску і зупинки є розімкнутими.

Вхідними сигналами універсальних показуючих, реєструючих та регулюючих приладів є уніфіковані сигнали зв'язку в ДСП. Тому такі прилади можуть бути застосовані для вимірювання, індикації та реєстрації контрольованих параметрів, сигналізації, стабілізації, програмного регулювання параметрів, значення яких можуть бути перетворені в уніфіковані сигнали, наприклад: 0...5 мА або 20...100 кПа.

До централізованих систем автоматизації відносять спеціально розроблені комплекси апаратури:

а) агрегатовані комплекси засобів контролю та регулювання;

б) мікропроцесорні засоби диспетчеризації, автоматики та телемеханіки;

в) пневматичні агрегатні функціонально-апаратні комплекси та установки.

Ці засоби забезпечують побудову систем неперервного та циклічного контролю та багатоканального регулювання параметрів різних технологічних процесів та окремих агрегатів, інформацію про які доцільно передавати та обробляти в аналоговій формі, а видавати операторові - як в аналоговій, так і в цифровій формі.

Пристрої та системи локальної автоматизації можна детальніше групувати за такими ознаками:

за рівнем автоматизації - на автоматичні та автоматизовані;
за ступенем автоматизації - на системи часткової, комплексної та повної автоматизації;

за призначенням - на системи автоматичного контролю, керування, регулювання, сигналізації, блокування та захисту;
за принципом керування - на розімкнуті, замкнуті та комбіновані;
за характером зміни регульованої величини - на стабілізуючі, слідкуючі, програмні, екстремальні, оптимальні, адаптивні;
за характером носія енергії - на електричні, пневматичні, гідравлічні та комбіновані;
за характером сигналів – на аналогові та дискретні (за рівнем - релейні системи, по часу - імпульсні системи, по рівню і часу одночасно – цифрові системи);
в залежності від мети керування – на стабілізуючі (підтримують вихідні параметри на постійному, заданому значенні) і оптимізуючі (які здатні знаходити оптимальні значення вихідних параметрів в залежності від ситуації в об’єкті).
за кількістю регульованих величин - на одно- та багатовимірні.

Одновимірними називаються системи, які мають по одній незалежній вихідній величині.

Багатовимірними називаються АСР, які мають дві або більше взаємопов'язаних вихідних величини. До них належать системи непов'язаного та пов'язаного регулювання.

Рис. 2.1. Структурна схема класифікації САК
Частинним випадком керування є автоматичне регулювання, під яким розуміють підтримування вихідних технологічних параметрів об'єкта поблизу заданих значень з метою забезпечення нормального режиму його роботи шляхом подавання керуючих дій.

За принципом регулювання АСР поділяють на такі, що діють за відхиленням, збуренням і комбінованим принципом.

В АСР, які працюють за відхиленням регульованої величини від заданого її значення, збурення Z спричинює відхилення поточного значення регульованої величини y від заданого значення U. Автоматичний регулятор (АР) порівнює значення Y та U і в разі їх розбіжності виробляє регулюючу дію X відповідного знаку, яка через виконавчий пристрій (ВП) подасться на об'єкт регулювання (ОР) і ліквідує цю розбіжність (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Принципова схема АСР за відхиленням
Системи регулювання за відхиленням замкнені.

При регулюванні за збуренням регулятор АР₃ одержує інформацію про поточне значення основного збурюючого фактора Z. Якщо воно не збігається з номінальним значенням U3, регулятор формує регулюючу дію X, що спрямовується на об'єкт (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Принципова схема АСР за збуренням
У системах, які працюють за збуренням, сигнал регулювання проходить швидше, ніж у системах, побудованих за принципом відхилення, у результаті чого збурюючу дію можна усунути ще до появи розбіжності.

Комбінований принцип регулювання полягає в одночасному використанні як принципу відхилення, так і принципу збурення. У них вплив основного збурення Z1 нейтралізується регулятором АР₃, який працює за принципом збурення, а вплив інших збурень (Z2) - регулятором АР_в, який реагує на відхилення поточного значення регульованої величини Y від заданого значення U (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Принципова схема регулювання за комбінованим принципом

Контрольні запитання:

Які основні функції автоматизації?
За якими ознаками класифікують системи автоматизації?
Які бувають системи автоматизації за призначенням?
Як поділяють САК в залежності від мети керування?
Як поділяють САК в залежності від наявності початкової інформації?
Як є принципи побудови систем регулювання?

Тема №3 ОДНОКОНТУРНІ СИСТЕМИ РЕГУЛЮВАННЯ

3.1 Розрахунок одноконтурних систем регулювання

Одноконтурні АСР призначені для регулювання однієї технологічної величини (вихідної координати) при дії на об'єкт керування різних збурень. Структурну схему одноконтурної системи регулювання показано на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Структурна схема одноконтурної системи регулювання
Одноконтурна АСР має один замкнений контур, який складається з автоматичного регулятора (АР), виконавчого механізму (ВМ), об'єкта регулювання (ОР), вимірювального перетворювача(ВП) - датчика i проміжних перетворювачів ПП1 i ПП2.

Принцип її роботи полягае ось у чому: будь-яке відхилення збурення Z від нормального значення приводить до зміни вихідної координати У. Зміна останньої сприймається первинним ВП, його сигнал У₁ після відповідного перетворення у проміжних перетворювачах ПП1 та ПП2 (наприклад, у нормуючому та електропневматичному) надходять на вхід суматора, в якому порівнюються iз заданим значенням и. Оскільки зворотний зв'язок

АСР від'ємний, на виході суматора з'являється сигнал розбіжності Х=и-Y. Останній надходить на регулятор АР, який виробляє відповідний до закону регулювання сигнал i подає його на вхід ВМ. Цей пристрій змінює положення регулюючого органа, який збільшує або зменшує витрати матеріального чи енергетичного потоку ОП так, щоб вихідна координата набула попереднього значення.

У npoцeci дослідження АСР кожну ланку структурної схеми описують тією чи іншою передаточною функцією. При цьому об'єкт керування має дві вхідні координати: X та Z. Канал X  У називається каналом регулювання, a Z  У - каналом збурення. У paзi ступінчатої зміни вхідних координат X або Z на виході системи з'явиться сигнал, який змінюватиметься в чaci. Якщо дати збурення по каналу Z  У, то вихідний сигнал У одержить відхилення від усталеного значення, яке з часом зникне (рис. 3.2, а). 3i зміною завдания и вихідний сигнал також одержить відхилення, яке набуде нового усталеного значення (рис. 3.2, 6).

Рис. 3.2. Перехідні процеси АСР у paзi зміни впливів: а - збурюючого; б – задавального
Передаточні функції динамічних ланок позначимо так:

APW₁(s), BMW₂(s), OPW₃(s), BПW₄(s), ПП1W₅(s), ПП2W₆(s), а передаточну функцію каналу Z  У позначимо W_z(s). Знайдемо передаточну функцш АСР по каналу регулювання и  У. Для цього складемо систему рівнянь:

Y(s) = W₁(s) W₂(s) W₃(s)X(s);

Ý(s) = W₄(s) W₅(s) W₆(s)Y(s); /3.1/

X(s) = u(s) - Ý₁(s);
Z(s) = 0,

розв’язавши яку і виключивши проміжний параметр Y(s), дістанемо передаточну функцію АСР у вигляді:

W_р(s)= = . /3.2/

Якщо об’єкт регулювання має чисте запізнення, то одержану передаточну функцію необхідно помножити на передаточну функцію ланки чистого запізнення W(s) = exp(-τ₃ s),

де τ₃ – час чистого запізнення.

Система рівнянь для каналу збурення Z → Y має вигляд:

Y(s) = W_z(s)Z(s);

Y(s) = W₁(s) W₂(s) W₃(s) X(s); /3.3/ Y(s) = X(s);

u(s) = 0,
Розв’язавши систему рівнянь, дістанемо:

W₃(s)= = . /3.4/
У хімічній технології одноконтурні АСР, як правило, використовують для стабілізації того чи іншого технологічного параметра. Вони розрізняються такими ознаками:

законом регулювання регулятора;
виконавчим механізмом (приводом) регулюючого органу;
динамічними характеристиками об'єкта регулювання;
кількістю та динамічними характеристиками технічних засобів автоматизації.

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