М-45 К осень 2013г

М-А

Лекция 1

Введение. Комплексная автоматизация технологических процессов. Основные понятия Объекты обработки (оо)

Процесс обработки сырья, заготовок, полуфабрикатов, в результате которого происходит качественное изменение свойств обрабатываемого объекта (ОО) и получается заданное изделие или продукт, называется технологическим.

Технологический процесс может состоять из нескольких рабочих (основных) и вспомогательных операций. Операции могут содержать несколько переходов.

При выполнении рабочих операций (РО) происходит изменение качественных свойств, состояния, размеров ОО в результате химического или физического на них воздействия. Сюда относятся также операции сборки, когда группа деталей объединяется в изделие, операции дозирования сыпучих и жидких материалов, химико-термической обработки, окраски, упаковки и т.д.

При выполнении вспомогательных операций (ВО) осуществляются процедуры, выполнение которых не связано с качественным изменением свойств ОО, например, транспортирование, фиксация-расфиксация объектов, контроль и сортировка их по заданным параметрам (размер, масса, твердость и пр.).

В зависимости от вида оборудования, используемого для выполнения технологических процессов, различают машинные, аппаратные и смешанные технологические процессы.

При машинных технологических процессах ОО подвергается воздействию исполнительных (рабочих) органов (ИО) машины, которые перемещаются относительно обрабатываемого объекта. Примеры машинных технологических процессов - механическое измельчение, прессование, штамповка, перемешивание и т.п. Для выполнения таких процессов применяются соответственно дробилки, мельницы, прессы, мешалки и другое оборудование.

Для аппаратных технологических процессов, как правило, характерно статическое состояние элементов оборудования. Процесс ведется в определенном рабочем пространстве аппарата; основное содержание процесса - изменение химических свойств, агрегатного или теплового состояния объекта, массообмен и т.д. К таким процессам относятся, например, химические реакции, нагревание-охлаждение, выпарка, абсорбция, ректификация, ультразвуковая обработка, намагничивание и др.

Следует отметить, что в некоторых аппаратах имеются подвижные ИО, назначение которых - способствовать более интенсивному выполнению аппаратного процесса (мешалки в аппаратах, корпуса вращающихся сушилок и печей и т.п.), однако наличие движущихся устройств не изменяет основной природы процесса и его физико-химического содержания.

Для смешанных технологических процессов характерно применение и машинного, и аппаратного оборудования, используемого последовательно или параллельно. Например, в процессе изготовления изделий из реактопластов производится горячее прессование изделия в замкнутой форме. В этом случае процесс формования ОО (механический) идет одновременно с тепловым процессом (нагреванием) и химическим процессом (поликонденсацией).

Смешанные технологические процессы наиболее характерны для таких технологий, как переработка пластических масс, изготовление резинотехнических и керамических изделий и для ряда других процессов в химической промышленности и производстве строительных материалов.

Технологическая (производственная машина) выполняет только рабочие операции, например, дробилка осуществляет измельчение материала, пресс – уплотнение или штамповку и т.п. Выполнение вспомогательных операций в этих машинах не предусмотрено. Управление этими машинами осуществляет оператор.

Под автоматом (от латинского automatos - самодействующий) в широком смысле понимают такое искусственно созданное устройство (машину, аппарат, прибор, приспособление), которое позволяет осуществлять определенную полезную функцию (действие, процесс) без непосредственного участия человека.

Широко известны различные приборы-автоматы: контролирующие, метеорологические, энергетические и т.п., автоматы для сбора и обработки информации, бытовые и торговые автоматы.

В большинстве производств в настоящее время выполнение рабочих операций осуществляется машинами. Как правило, эти операции наиболее трудоемки и энергоемки, поэтому использование машинного оборудования позволяет выполнять рабочие операции на больших скоростях и с высокой точностью. Выполнение вспомогательных операций вручную (подача ОО, их установка, перемещение, съем и т.д.) снижает производительность оборудования.

Машина-автомат (МА) – такая производственная машина, в которой все рабочие и вспомогательные операции технологического процесса и управление их выполнением осуществляются без участия человека.

Полуавтомат – отличается от МА тем, что автоматически выполняются все операции, кроме загрузки и/или выгрузки; для повторения цикла необходима команда от оператора.

В тех случаях, когда структура технологического процесса весьма сложна, и его нельзя реализовать в одной машине автоматического действия, используют автоматические линии (АЛ). Последние представляют собой несколько машин-автоматов, установленных в последовательности, определяемой заданным технологическим процессом, объединенных едиными системами транспортирования и управления. В тех случаях, когда машины-автоматы или автоматические линии оснащены промышленными роботами, они образуют автоматизированные робототехнические комплексы (РТК).

Все перечисленные виды автоматизированного машинного оборудования представляют собой различной степени сложности автоматизированные технологические комплексы (АТК).

В дальнейшем изложении наряду с термином МА на равных правах будут использованы выражения автоматизированный машинный агрегат, машина автоматического действия.

Лекция 2