1 Лекция.Автоматтандыру тұрғысынан өндірістегі үрдістер жайлы жалпы мәліметтер
Техникалық үрдістердің түрлері және оларды зерттеудегі жүйелі тіл табудың ортақ ұстанымдары
Техникалық үрдіс немемсе үрдіс нгізінде біз бұдан былай қайсыбір жүиенің жұмыс жасауы деп түсінеміз, яғни оның уақыт бойынша жарқылдақ ауысуы.
Жүйе- бір-бірімен қарым-қатынаста және байланыста болатын, сөйтіп белгілі бір тұтастық, бірлестік құратын көптеген құрамдас бөліктер жиынтығы; агрегаттар мен машиналардың территориялық принциппен емес, жұмыс істегенде атқаратын міндетіне негізделіп біріктірілген құрылымдар жиынтығы.
Автоматтандыру, т.е. қайсыбір жүйедегі берілген құрылғыларды автоматтық немесе автоматтандырылған басқаруға келесідей әртүрлі техникалқ үрдістер кіреді:
-Әртүрлі дайын өнім алатын техникалық немесе өндірістік үрдістер, сонымен қатар өндірістік бағыттағы, мысалы, мұнай-өнімдері, қара және түсті металдар т.б.
-Өнім алудың энергетикалық үрдістері, оларды түрлендіріп әртүрлі энергияға бөлу.
-Транспорттық үрдістер- жүктердің және жолаушылардың кеңістікте орын-ауысуы, яғни ұшатын құрылғылар.
-Техникалық үрдістерге жатпайтын мәліметтерді жинау және өңдеу.
Алайда, көптеген техникалық үрдістер негізіне қарамастан, олардың жүзеге асуы, уақыт бойынша өту түріне,олардың автоматандырылуы, ғылыми-техникалық бағыттың түрі ретінде, жүиелік амал негізінде жалпылыма тіректкну.
Ескерту- Дайын өнім алатын өндірістік процесстер және
энергетикалық процесстерді қарастырғанда, бұдан-былай жалпы түсіну үшін- Өндірістік процесс(ӨП),т.к. олар стационарлыұ құрылғыларда орындалады, оларды суреттеу үшін жалпы-техникалық ережелердің бырыңғай түрін қолданамыз, және олардың жұмыс жасауы негізінде инфротөменгі жиілікте өтеді.
Бірінші кезеңінде автоматтандыру мамандарымен ӨП-тің макроструктурасы жасалады, сонымен қатар ӨП қайсыбір орындалмаған жүйенің элементі ретінде қарастырылады,алайда ол олармен сырттай байланысады, яғни технологиялық байланыстар (ТБ).
Сыртқы ТБ макроблоктарын немесе ӨП-ді келесідей екі түрге жіктесек болады:
-бастапқы жұмыс ортасын алатынкіріс ТБ макроблогы ,ӨП ұйымдастыруға қажетті материалдар немесе әр-түрлі энергия түрлеріне айналдыратын;
- дайын өнім түрін немесе энергия беретін шығыс ТБ, ӨП ұймдастыру нәтижесінде алынады.
Қоршаган ортага әсер ететін, кері әсерететін ПП ағымының өнімдерін ТС ішкі шығыстарына жатқызуға болоды
ПП макроструктура өзін графикалық произволды блок формасы түрде корсетеді, бастапқы жұмыс ортасы аттары, дайын өнім және олардың кішігірім мәліметтері шартты графикалың ТС суретін нұсқау арқылы
Кейбір ПП макростуктура мысалдары 1.1. суретте корсетілген
Жуйе элементі бастапқы жұмыс ортасыңның көзі
2-Жуйе элементі – дайын өнім тұтұнушы
3-Жуйе элементі - қоршаған орта
Сурет 1.1.
Мысылы, ӨП макроструктурасы 1.1 суретке сәйкес , ЖЭС-да электр энергиясын алудың жеңілдетілген өндірістік үрдісін көрсетеді.Берілген жағдайда:
-х- газ отынын беретін ТБ(құбыр) ;
-z- бастапқы су беретін ТБ(құбыр) ;
-y1-электрлік байланыс сызығы- тұтынушылармен ТБ(ЛЭП) ;
-y2- атмосфераға шығарылатын газ түтінінің шоғыры.
ӨП макроструктарасын толығымен қарастыру макроанализ деп аталады.
Автоматтандыру тұрғысынан ӨП жұмыс жасауындағы макроанализ мақсаты келесідей:
-Сыртқы кіріс және шығыс ТБ орнату, бастапқы жұмыс ортасының аты, дайын және қосалқы өнімдер және оларды өлшейтін негігі технологиялық параметрлер, мыслы, 1.1-сурет үшін X,Z,Y1,Y2;
-Стстикалық тәуелділігінің суреттемесі, мысылы, 1.1-суретте
Y1=f(X;Z) и Y2=f(Z)
Мысалы, ТЭС-те ТП-ның келесі негізгілері жүзеге асырылады:
Бастапқы суды химиялық өңдеу;
Қатаң отын дайындау және тасу;
Бу генерациясы (қыздырылған буды алу);
Жылу айналу (бу энергиясының механикалық энергияға айналуы);
Электр энергиясын генерациялау;
Олардың өзара байланыс жәрдемімен ТС ТЭС-ке алынатын электр энергиясын ПП микроструктурасын құрастырады.
ТП жүйесіне сай келетін түсініктемені (жүйелік принципке келуі) қарапайым технологиялық элементтерінің жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Бұл элементті технологиялық операция ретінде қарастырған (ТО).
ТО- бұл, әртүрлі механикалық және физика-химиялық сапалы параметрін немесе құрамын өлшеу мақсатында материалдарға немесе жұмыс ортасында әсер ету, немесе бір материалды басқа бір материалға өзгерту, белгілі параметрде сипаттау (ТО-ның негізгі мақсаты), аралық ТП параметріне қатынасы болып келеді.
ТО-ның жылуэнергетикалық және басқа процесс қатарына мысалдар:
Бастапқы тасу және қондырғыға аралық жұмыс ортасы;
Қатты материал фракциясы (бөлшектену, ұнтақталу);
Белгілі бір температураға дейін әртүрлі жұмыс ортада жылыту, суыту;
Сұйық немесе газ тәріздес жұмыстық ортада қысу, ұлғайту;
Жұмыстық ортада араласу;
Жұмыстық ортада құрамындағы компоненттерге бөлу;
Фильтрлеу;
Қарапайым химиялық реақциялау;
Жұмыстық ортада аралық шоғырлау (қаптау) және т.б.;
Бұл жағдайда, жүйені түсіну негізінде тұжырымдауға және ТП-ны анықтауға болады.
ТП- бұл, ТО-ға сай жиынтық, жұмыстық ортадағы материалдық ағынға байланысты ішкі ТС-тің көмегімен жартылай фабрикатты немесе жұмыстық ортада белгілі параметрлермен (ТО-ның негізгі мақсаты) алу үшін.
Мұнда, ұқсастығына қарай ПП-ның макро және микрострутура ұғымымен (1,1 және 1,2 суретте) ТП-ның макро және микроструктуралық ұйғарымды ұғымын қарастыру, ал ПП-ны иерархиялық, үш дәрежелі, ағаш тәріздес жүйені түгелдей саралау. Мысалы, кейбір ПП-ны жүзеге асыру үшін ТП-1 ТО-1,ТО-2 және ТО-3-тен тұрады, ал ТП-2 сәйкесінше ТО-4 және ТО-5-тен тұрады. ...................................
Иерархиялау (сындыру немесе құрылымдау) ПП-дан ТП-ға және ТП-дан ТО-ға дейінгі вертикальді бөлшектеп байланыстыру атын алып жүреді.
ПП-ның технологиялық элементін иерархиялау, функционалды технологиялық ішкі жүйені бір көлем деңгейінде ұстауын горизонтальды декомпозиция дейді.
ПП
ТП-1
ТП-2
ТО-3
ТО-2
ТО-1
ТО-4
ТО-5
-1-ші деңгей (төменгі) – технологиялық операциялары;
-2-ші деңгей – технологиялық прецестер
-3-ші деңгей(жоғарғы) – өндірістік процесс.
1,3 сурет. ПП құрамды технологиялық элементтері және оның иерархиялық деңгейі.
Айта кететін жайт, вертикальды және горизонтальды декомпазициялау жолымен ПП-ның ең алдымен иерархиялық басқару жүйесін қондыруға болады.
Бұл жағдайда, организация позициясымен автоматтандырылған немесе автоматты басқаруда негізгі жүйенің принципі бойынша қарастыруға болад:
-ПП объект тәріздес басқарудың жоғарғы иерархиялық деңгейі болып табылады. (үшінші);
-бөлектенген ТП объект тәріздес басқарудың екінші иерархиялық деңгейі болып табылады;
-бөлектенген ТО объект тәріздес басқарудың бірінші (төменгі) иерархиялық деңгейі болып табылады.
Және де объектіге әрбір басқарудың иерархиялық деңгейінде шығыстық сигнал болып табылады:
Жоғарғы деңгейде негізгі параметрлер, дайын өнімді сипаттау нәтижесінде ПП-ны жүзеге асыру;
Екінші деңгейде аралық параметр, жартылай фабрикатты немесе аралық жұмыстық ортаны сипаттау нәтижесінде ТП-ның кірісі кезінде жүзеге асыру (ПП-ның негізгі параметріне аралық қатынасы);
Төменгі деңгейде параметрлер, материал немесе жұмыстық ортаны сипаттау нәтижесінде процесте ТО-ның әрбіреуін бөлек-бөлек орындау кезінде (ТП параметріне аралық қатынасы);
Демек, автоматтандырылған немесе автоматты жолымен ұйымдастыру кезінде, ПП иерархиялауды технологиялық элементтерге немесе ішкі жүйе арқылы басқаруда (объекттер) , иерархиялаудың басқару бөліктері немесе ішкі жүйенің әрбір деңгейін бір мезгілде басқару жүзеге асырылады, және де, басқару оператор-технологының (РМОТ) немес операторлық пунктінің жұмыстық ортасында.
Мысалы, сәйкесінше 1,3-ші суретте, келесі жүйелерді ескеру және өңдеу керек:
-автоматтандырылған ішкі жүйені басқару және әрбір ТО-ға бөлек РМОТ;
автоматтандырылған басқару және РМОТ ТП-1 ішкі жүйесін (ТП-1 сипаттамасы бойынша құрамына кіретін ТО координациясы үшін);
автоматтандырылған басқару және РМОТ ТП-2 ішкі жүйесін (ТП-2 сипаттамасы бойынша құрамына кіретін ТО координациясы үшін);
автоматтандырылған басқару және РМОТ ПП ішкі жүйесін (ПП сипаттамасы бойынша құрамына кіретін ТО координациясы үшін);
Егер 1.3 суретті автоматтандырылған басқару және РМОТ ішкіжүйелеріне ие әрбір технологиялық элемент үшін шартты графикалық белгілермен толықтырсақ, ПП-ны оперативті-диспетчерлік басқарудың ұйымдастырушылық құрылымы ретінде аталатын құжатқа ие боламыз.