ЛЕКЦИЯ 1.

1 Введение. Oсновныe сведения об автоматических системах

Производственным процессом называют последовательную во времени смену состояний системы, (комплекса производственного оборудования) осуществляющей воздействие на объект труда. При этом имеется в виду такая смена состояний, при которой реализуются те функции, для выполнения которых система предназначена.

Под автоматизацией понимают применение технических средств, математических методов, и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации. Человек может выполнять функции, как производственной, так и информационной системы, и здесь имеется в виду участие человека в любой форме деятельности — как физической, так и умственной.

Область теоретических и прикладных знаний об автоматических системах называется автоматикой.

2 Производственный процесс как объект автоматизации

Все системы условно можно разделить на производственные и непроизводственные. К производственным принято относить:

а) энергетические, осуществляющие преобразование энергии в виды, целесообразные для распределения или необходимые для потребителя;

б) технологические, в которых осуществляется обработка материалов. В машиностроении, например, происходит изготовление предметов определённой формы.

К непроизводственным относятся, например, информационные системы. Назначение информационных систем - извлечение, хранение, переработка; и передача информации от источника к приемнику, информации. Типичными представителями информационных систем являются системы электрической связи. Имеются также транспортные системы, где в отличие от рассмотренных выше не осуществляются ни обработка вещества, ни передача информации, а производится перемещение (перевозка) грузов (сырья, полуфабрикатов, готовых изделий и т. д.) и людей.

Как технология автоматизации вписывается в современный мир

  Нашу эру часто называют "Веком Автоматизации". Основная причина этого - постепенное, но неуклонное перемещение  все большего количества функций регулирования, управления и контроля от человека  к машинам и оборудованию (на сегодня, главным образом, компьютеризированным). Ядро современной технологии автоматизации в большой степени  составляют   технологии управления без обратной связи (по незамкнутому контуру) и с обратной связью (по замкнутому контуру). Хотя обе области фактически идентичны в постановке целей, между ними имеется явное различие в основных принципах выполнения задач. Как будет показано в дальнейшем,  технология управления с обратной связью обычно основана на более технически развитых принципах, хотя это может приводить к более высоким затратам на проектирование и оборудование.

На производстве все технологические процессы (ТП) – объекты управления. Технологические процессы разнообразны:

Отличие:  вид используемого сырья и материалов, вид и количество необходимых энергетических ресурсов, количество стадий преобразования сырья, вид готовой продукции.

Виды:

• непрерывные;

• периодические;

• дискретные.

В непрерывном процессе – конечный продукт вырабатывается лишь до тех пор, пока поступают сырье, энергия, катализаторы.

Примеры: большинство процессов в нефтехимической промышленности,   цехи бензойной кислоты.

В периодическом процессе за какой-то промежуток времени (часы или дни) вырабатывается определенное количество продукции. Сырье и полуфабрикаты вводятся строго заданными фазами и в строго заданной последовательности. Подача сырья и энергии тоже регламентированы. Конечная продукция появляется только после выполнения этих условий и операций.

Примеры: выплавка стали, выпечка хлеба , с/хозработы.

Дискретные технологические процессы: штамповка, сборка, в таких процессах участвуют много компонентов, деталей, узлов, качество которых нужно контролировать, чтоб конечный продукт отвечал стандарту.

 На практике системы управления технологическими процессами может быть так же охарактеризована как одна или несколько из следующих форм:

• Дискретные - во многих производствах, движения и упаковки, штамповка металлов. Роботизированную сборку, например, в автомобильной промышленности, можно охарактеризовать как дискретное управление технологическими процессами.

• Периодические - Некоторые применения требуют конкретного количества сырья, конкретных путей и конкретной длительности для получения промежуточного или конечного результата. Одним из примеров является производство клеев, которые обычно требуют смешивания сырья в нагретом объёме и определенного периода времени, чтобы сформировать количество конечного продукта. Другим важным примером является производство продуктов питания, напитков и лекарств. Периодические процессы обычно используются для получения относительно небольших количеств продукта в год.

• Непрерывные - Часто физическая система представлена через переменные, которые являются непрерывными во времени. Контроль температуры воды в отопительной системе, например, является примером постоянного контроля процесса. Некоторые важные непрерывные процессы производства топлива, химикатов и пластмасс. Непрерывные процессы в производстве используется для производства очень большое количество продукции в год.

Применения, имеющие элементы дискретные, периодического и непрерывного управления процессом часто называют гибридными применениями.