1.7 Керування технологічними процесами

Жоден з процесів створення, перетворення або транспортування продукції не може відбуватися без керування. На перших порах виробничими процесами повністю керувала сама людина. У міру ускладнення процесів було потрібне складніше керування і можливості людини ставали обмежуючим чинником. Були розроблені засоби виміру параметрів процесів (температури, тиску, витрати і інших величин) і відповідні пристрої — датчики, а також виконуючі механізми, що виконують необхідний вплив на процес.

Датчики і виконуючи механізми — два головних елемента системи керування. Але є ще один дуже важливий чинник, без якого керування нездійсненно — це рішення. Виміряне значення температури або тиску не може бути безпосередньо використане для приведення в рух виконуючого механізму. Проте його можна використовувати для проведення аналізу, на підставі якого приймається рішення і відбувається керуюча дія.

Поки не було обчислювальних пристроїв, величину керуючої дії вибирав сам оператор. Досвід допомагав йому визначати, наприклад, наскільки потрібно змінити положення вентиля, коли вимірюваний параметр досягає рівня, при якому стає необхідним дія на процес. Він прочитував з приладів результати вимірів, робив наближені підрахунки, приймав рішення і робив керуючий вплив.

Проте у міру ускладнення процесів навіть самий кваліфікований оператор перестав справлятися із завданнями керування. Був розроблений аналоговий регулятор, який самостійно здійснював безперервне регулювання одного параметра. Але при великому числі параметрів в одному процесі необхідно було багато регуляторів, які не могли взаємодіяти між собою і вести себе як єдине ціле. Як і раніше оператор повинен був приймати рішення по управлінню усім процесом, навіть якщо регулятори забезпечували хороше регулювання своїх параметрів.

Завдання істотно полегшувалося, якщо кожна операція технологічного процесу залишалася незмінною впродовж тривалого часу, наприклад при масовому виробництві одних і тих же виробів.

Вже на рубежі 30-40-х рр. XX ст. в Росії з'явилися автоматичнім лінії для обробки деталей підшипників, а у кінці 40-х рр. XX ст. у нас уперше у світовій практиці було створено комплексне виробництво поршнів для тракторних двигунів з автоматизацією усіх процесів — від завантаження сировини до упаковки готової продукції.

Поява електронних обчислювальних машин (ЕОМ) дозволило розглядати технологічний процес не як набір незалежних операцій, а як єдине ціле. АСК на базі ЕОМ ведуть увесь процес в оптимальному режимі, виконують пуск і останов технологічного устаткування, контролюють його стан і запобігають перевантаженням, забезпечують відробіток аварійних ситуацій, ведуть облік і аналіз протікання процесу; вони легко перебудовуються при необхідності на випуск іншої продукції.

Сучасні промислові об'єкти є сукупністю взаємозв'язаних багаторежимних керованих підсистем, об'єднаних загальною системою управління з центральною ЕОМ. Виробничі процеси здійснюються на автоматичних лініях гнучкими виробничими модулями на базі мінімізованих варіантів ЕОМ — мікропроцесорів і мікроЕОМ. Гнучкими їх називають тому, що вони здатні швидко перебудовуватися з виробництва одних виробів на виробництво інших, що дозволяє постійно модифікувати виробництво, розширювати асортимент і підвищувати якість продукції. Допоміжні операції і частина основних операцій виконуються промисловими роботами. Усе це устаткування спільне з автоматичними системами транспортування, проектування і підготовки виробництва утворює гнучке автоматизоване виробництво.

Контрольні питання

1 Який характер розвитку автоматизації виробництва протягом історії? Чому?

2 Перерахуйте декілька значних винаходів та винахідників, які вплинули на розвиток автоматизації виробництва.

3 У зв’язку з використанням яких машин з’явилися перші автоматичні пристрої промислового призначення? Що вони регулювали?

4 Яка робота поклала початок теорії проектування автоматичних пристроїв?

5 Як вплинув на розвиток автоматизації виробництва створення і розвиток ЕОМ?

6 Що є основною передумовою виникнення автоматизації виробництва?

7 Що є основною задачею автоматизації?

8 Що є головним критерієм оцінки проекту автоматизації?

9 Що розуміють під автоматизацією виробничих процесів?

10 Перерахуйте технічні переваги автоматизації виробництва.

11 Перерахуйте економічні переваги автоматизації виробництва.

12 Перерахуйте переваги автоматизації виробництва для життя суспільства.

13 Що є основним недоліком в організації автоматизованого виробництва?

14 Що можна сказати про розвиток автоматизації виробництва сьогодні?

15 Перерахуйте причини «бума» автоматизації сьогодні.

16 Які дві великі перешкоди зустрічає процес розвитку автоматизації в нашій країні і країнах колишнього СРСР?

17 Що вивчає кібернетика?

18 Що вивчає біоніка?

19 Чим займається автоматика?

20 Дайте визначення терміну «технологічний процес».

21 Що таке автоматизація?

22 В чому різниця між інформаційними і технологічними процесами?

23 Які сфери діяльно ефективно автоматизувати, а які не ефективно? Чому?

24 У чому полягає автоматизація технологічних процесів?

25 В чому різниця процесів механізації і автоматизації?

26 Дайте визначення терміну «автомат».

27 Дайте визначення терміну «напівавтомат».

28 Дайте визначення терміну «автоматичний процес».

29 Дайте визначення терміну «автоматизований процес».

30 Що називають виробничим циклом?

31 Що таке матеріальний потік у виробничому циклі?

32 Що таке інформаційний потік у виробничому цикл?

33 Перерахуйте основні підвищення ефективності виробництва.

34 Перерахуйте шляхи підвищення продуктивності праці.

35 Що таке АСКТП?

36 У чому відмінність автоматизованої системи управління від автоматичної?

37 Людина в автоматизованій системі керування — це добре або погано?

38 Які види автоматичних систем ви знаєте?

39 Перерахуєте головні елементи системи керування.

40 Яка роль обчислювального пристрою в системі управління?

41 Дайте характеристику гнучкого автоматизованого виробництва.