Глава I общие сведения о проектировании, монтаже и эксплуатации систем автоматизации

1. Общие сведения о проектировании

Развитие народного хозяйства, требования научно-техничес­кой революции диктуют направления совершенствования автомати­зации производственных процессов: создание экономичных надеж­ных систем локальной автоматики отдельных участков или агрега­тов и автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области авто­матизации технологических процессов.

Существенно возросли масштабы исполь­зования в народном хозяйстве достижений науки и техники. Оте­чественная наука оказывает значительное влияние на повышение материального благосостояния и культуры. По­стоянно расширяется научно-техническое сотрудничество со стра­нами СНГ.

Во всех отраслях народного хозяйства на первый план выд­вигается задача оптимального управления технологическими про­цессами, решить которую можно только с помощью современных при­боров, средств автоматизации и систем управления.

При решении этих проблем достигнуты значите­льные успехи в области создания, освоения в производстве и по­ставки новых приборов, средств автоматизации и вычислительной техники.

Широкое внедрение для управления технологическими процес­сами микропроцессоров, встроенных микроконтроллеров и микроЭВМ становится одним из стратегических направлений развития и со­вершенствования средств автоматизации и систем управления, обе­спечения их гибкости и живучести.

Образцом творческого системного подхода к созданию совре­менных средств автоматизации может служить созданный СКВ САУ (г. Харьков) комплекс технических средств нового поколения для локальных информационно-управляющих систем на базе микропроцессоров и микросхем с повышенной степенью интеграции, позволяющий создавать оптимальные структуры управления объек­тами различной сложности в различных отраслях народного хозяй­ства. Одной из важнейших задач приборостроительной промышлен­ности является Комплексная программа по созданию и внедрению роботов, манипуляторов, робототехнических комплексов (РТК) и гибких автоматизированных производств (ГАП). Особое место вне­стоящее время отводится реализации программы по созданию, про­изводству и внедрению систем автоматизированного проектирова­ния, являющихся наиболее эффективным средством оптимизации кон­струкций, повышения надежности и технологичности изделий, сни­жения их металлоемкости, средством, использование которого по­зволяет сокращать трудоемкость создания новой техники в 10-20 и более раз. В настоящее время выпускаются современные микро­процессорные автоматизированные рабочие места (АРМ) для разра­ботчиков аппаратуры и изделий АРМ2-01 для программирования мик­ропроцессорных наборов АРШ-05, которые могут использоваться и для организации учебного процесса в вузах.

В конечном счете стратегическая линия развития автоматизации промышленности сводится к объединению отдельных автома­тизированных систем - САПР, автоматизированной технологической подготовки производства, автоматизированной системы управления предприятием - в единую комплексную автоматизированную систему проектирования и производства.

Проектирование представляет собой важное звено хозяйственного решения в зависимости от местных условий, сопутствующих факто­ров, увязку с другими требованиями.

На более эффективную организацию процесса проектирования должно оказывать основное влияние использование технических средств. Постоянное совершенствование технических средств и ЭВМ, в результате которого стало возможным организовать сово­купность вычислительной техники в автоматизированные рабочие места, упрощает технологические перестройки при изменении со­держания проектных задач.

Создание режима диалога является наиболее эффективным процессом, реализующим технологию автоматизированного проекти­рования в широком диапазоне проектных "задач и наиболее эффек­тивным режимом взаимодействия между проектировщиком и ЭВМ при автоматизации системы проектирования, позволяющим проектиров­щику быстро проверить свои гипотезы и реализовать необходимые варианты проектных решений.

Построение технических средств для реализации режима диа­лога должно быть связано с их совместимостью и выполнением тре­бований по перестройке, что дает возможность наращивать и пе­рестраивать состав технических средств, обеспечивать организа­цию различной конфигурации АРМ и максимальное использование мощности вычислительной техники. При этом основные требования к комплексу технических средств следующие: автоматизированная регистрация информации о ходе проектирования, оперативная пе­редача информации от средств сбора к средствам обработки, ав­томатизированное кодирование вводимой графической информации и ее обработка, автоматический вывод обработанной информации и ее фиксация. Состав оборудования, используемое для взаимодействия "человек-машина" обычно содержит участок центральной вычислительной системы, предназначенный для хранения и обработки базовой информации и организации ра­боты системы, а также участок автоматизированного рабочего места проектировщика, который содержит набор периферий­ных устройств интерактивной техники, сопрягаемой с ЭВМ че­рез линии связи.

При проектировании современного промышленного комплекса особое внимание уделяется системам отопления, вентиляции и кон­диционирования воздуха, очистки вентиляционных выбросов. Соз­дание комфортных гигиенических условий увеличивает производи­тельность труда, сокращает потери рабочего времени по болезням, благоприятно влияет на морально-психологический климат в кол­лективе.

Расходы на эти установки занимают все больший удельный вес в объеме капитальных вложений - они занимают до 15% полез­ной площади помещений, а мощность их оборудования достигает 20-25% общей мощности. Расход тепла на отопление и кондициони­рование воздуха помещений на предприятиях отрасли достигает 80%, помимо этого расходуется 5-8% общего потребления холодной воды на охлаждение холодильных машин, увлажнение воздуха и очистные сооружения вентиляционных выбросов.

Для улучшения процесса проектирования применяется метод научно-технического прогнозирования, который позволяет, с од­ной стороны, произвести оценку качества проекта, учитывая соответствие проектируемого предприятия требованиям времени, а с другой - оптимизировать процесс проектирования, ориентируясь на модель "предприятия будущего". В результате работы над про­гнозом на стадии проектирования рассматриваются вопросы охраны окружающей среды и выявляются следующие тенденции развития:

по оборудованию - уменьшение металлоемкости, широкое вне­дрение синтетических материалов, отопительной арматуры из алю­миния и его сплавов; сокращение выбросов тепла в атмосферу за счет установки рекуперативных теплообменников; использование высокоэффективных местных устройств очистки воздуха от пыли со 100%-ным возвратом очищенного воздуха; применение многократно используемых фильтров из синтетических материалов;

по технологическим схемам - создание систем вентиляции и кондиционирования воздуха, замкнутых внутри технологического оборудования, с подачей приточного воздуха непосредственно вну­три технологических линий и поддержание в этих системах требу­емых параметров воздуха; применение местных отсосов, встроен­ных в технологическое оборудование и оснащенных устройствами по улавливанию вредных примесей; применение схем вентиляции с "вентилируемыми окнами", использование низкопотенциального те­пла в схемах кондиционирования;

по автоматизации - разработка и внедрение систем о авто­матическим регулированием параметров производственных помеще­ний, технологических зон и линий; включение управляющих систем в общезаводские АСУТП и АСУЭ; подготовка высококвалифицированного персонала по обслуживанию АСУ.

В системах водоснабжения и водоотведения применены водооборотные системы и перспективные методы очистки - озонирова­ние, электродиализ, гиперфильтрация, утилизация осадков галь­ванических сточных вод и повторное использование этих осадков.

Все эти мероприятия позволяют достигнуть на "предприятиях будущего" высокого уровня технико-экономических показателей. Прогнозирование - это многоступенчатый процесс, предусматрива­ющий постановку цели, получение информации, ее обработку, оцен­ку и анализ, определение перспектив и вероятности реализации прогноза. В процессе прогнозирования не только устанавливаются необходимость осуществления того или иного мероприятия или ве­роятность возникновения какого-либо явления, но также определяются возможность и сроки осуществления прогнозируемых про­цессов и явлений. При прогнозировании развития проектирования и промышленного строительства не следует забывать, что стадию проектирования от завершения строительства иногда отделяет срок в 5-10 лет. При сроке эксплуатации 50 и более лет пред­приятие будет функционировать и в отдаленном будущем. Поэтому резко возрастает роль качества проектных решений, проектно-сметной документации, роль прогнозирования в проектировании.