
- •А.Н. Лыков автоматизация технологических процессов и производств
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Эффективность автоматизации. Надежность
- •1.1. Необходимость автоматизации
- •1.2. Факторы, влияющие на эффективность автоматизации
- •1.3. Показатели социально-экономической эффективности
- •Окупаемость:
- •Усиление желания внедрять автоматизацию (человеческий фактор):
- •План-график автоматизации:
- •1.4. «Подводные камни» при автоматизации
- •Еще раз о человеческом факторе
- •Секрет высокой надежности – отношение к делу производственного персонала:
- •1.6. Проблемы с надежностью в России
- •Наработка на отказ различных счпу
- •Качество микросхем
- •Контрольные вопросы
- •2. Автоматизация в машиностроении, системы чпу
- •2.1. Системы автоматизации в машиностроении
- •2.2. История развития счпу (до 1990 года)
- •2.3. Классификация существующих счпу
- •2.4. Промышленные роботы
- •2.4.1. Промышленные роботы (история начального развития)
- •2.4.2. Необходимость роботов
- •2.4.3. Сферы применения роботов
- •2.4.4. Примеры применения роботов
- •2.5. Словарь терминов и определений в счпу
- •Контрольные вопросы
- •3. Информация в системах автоматизации
- •3.1. Точность информации
- •3.2. Дискретизация по уровню и по времени непрерывного сигнала
- •3.3. Аппаратные информационные уровни
- •3.4. Преобразователи информации
- •3.5. Уровни управления в системах автоматизации
- •3.6. Тенденции в построении производственных систем
- •3.7. Фазы информационных преобразований для станка с счпу
- •3.8. Стандартизация и унификация средств автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •4. Кодирование информации
- •4.1. Буквенные коды
- •4.2. Буквенно-цифровые коды
- •4.3. Цифровые коды
- •Код Грея в датчиках положения
- •Контрольные вопросы
- •5. Интегральные преобразователи информации
- •5.1. Интегральные догические микросхемы
- •5.2. Цифроаналоговые преобразователи (цап)
- •5.3. Аналого-цифровые преобразователи (ацп)
- •5.4. Цифроаналоговый процессор км1813ве1
- •Контрольные вопросы
- •6. ПреобразоваТели информации
- •6.1. Преобразователь «частота – напряжение»
- •6.2. Преобразователь «частота – код»
- •6.3. Преобразователь «код – частота»
- •6.4. Преобразователь «унитарный код – фаза»
- •6.5. Преобразователь «фаза – код»
- •6.6. Преобразователь «фаза – напряжение»
- •6.7. Узлы гальванической развязки в системах автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •7. Управляющие программы счпу
- •7.1. Структура управляющих программ для станков с чпу
- •7.2. Значения символов адресов
- •7.3. Формат кадра учпу
- •7.4. Повышение языкового уровня управляющих программ
- •Контрольные вопросы
- •8. Сап станков и роботов
- •8.1. Подготовка управляющей программы (уп)
- •8.2. Системы автоматизированного программирования уп
- •8.3. Системы cad/cam
- •8.3.1. Система AutoCad
- •8.3.2. Система bCad
- •8.3.2.1. Плоское черчение
- •8.3.2.2. Объемное моделирование
- •8.3.2.3. Генерация чертежей
- •8.3.2.4. Статистика и расчет
- •8.3.2.5. Получение реалистических изображений
- •8.3.2.6. Пользовательский интерфейс
- •8.3.2.7. Совместимость
- •8.3.2.8. Перспективы
- •8.3.3. Система ГеМма-3d при производстве технологической оснастки на оборудовании с чпу
- •8.3.4. Продукты adem cad/cam
- •8.3.4.2. Модуль adem nс
- •8.3.5. Графика-81
- •8.3.6. Базис 3.5
- •8.3.6.1. Аппаратное обеспечение
- •8.3.6.2. Интерфейс пользователя
- •8.3.6.3. Построение изображения
- •8.3.6.4. Ввод текстовой информации
- •8.3.6.5. Инженерные расчеты
- •8.3.6.6. Связь с другими приложениями
- •8.3.7.1. Твердотельное моделирование
- •8.3.7.2. Сборки
- •8.3.7.3. Полезные «мелочи»
- •Контрольные вопросы
- •9. Интерполяция. Аппаратные стойки чпу
- •9.1. Траектории движения
- •9.2. Основные задачи при интерполяции
- •9.3. Математическое решение уравнений движения
- •9.4. Реализация интегрирования в счпу
- •9.5. Счпу «Контур-2пт»*
- •9.6. Счпу «н22»**
- •9.7. Счпу «н33»*
- •9.8. Блок задания скорости (бзс) аппаратной стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •10. Системы связи счпу со станком
- •10.1. Позиционные кодовые счпу
- •10.2. Позиционная счетно-импульсная счпу
- •10.3. Контурные счпу
- •10.4. Частичная инвариантность по управлению
- •10.5. Первые поколения контурных счпу
- •10.6. Фазовый индикаторный и разностный режимы работы устройства связи с электроприводом
- •10.7. Расчетные соотношения для фазовых систем
- •10.8. Микропроцессорные стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •11. Микропроцессорные счпу и тенденции развития
- •11.1. Архитектура и возможности микропроцессорных систем управления типа сnс до 1990 года (однопроцессорные мпс км85, 2р-32м, 2с42-45, многопроцессорные мпс Нейрон и3, мс2101, 3с150, s8600)
- •11.2. Новые системы чпу
- •11.2.1. Архитектура открытой системы чпу
- •11.2.2. Открытое ядро чпу
- •11.2.3. Системы чпу с web-доступом
- •11.2.4. Система понятий стандарта iso 14649
- •11.2.5. Чпу, воспринимающие стандарт step-nc
- •11.2.6. Среда разработки управляющих программ для систем чпу AdvancEd
- •11.3. Примеры интеллектуальных счпу последнего поколения
- •12.2. Лвс: доступ к каналу, способы кодирования, типы сообщений, сетевые системы
- •Контрольные вопросы
- •13. Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (аскуэ)
- •13.1. Требования к автоматизированным системам контроля и учета энергоресурсов
- •13.2. Уровни аскуэ
- •13.3. Коммерческие и технические аскуэ
- •13.4. Первичные измерительные приборы
- •13.5. Первые российские аскуэ
- •13.6. Современные аскуэ
- •13.7. Аскуэ бытовых потребителей
- •13.8. Энергосбережение и аскуэ
- •Контрольные вопросы
- •14. Автоматизация котельных
- •14.1. Описание и классификация котельных установок
- •14.2. Котельная как объект регулирования
- •14.3. Регулирование нагрузки котла
- •14.4. Регулирование уровня воды в барабане котла
- •14.5. Регулирование температуры перегретого пара
- •14.6. Управление вентилятором
- •14.7. Управление дымососом
- •14.8. Система управления шиберами
- •14.9. Автоматика безопасности котельной
- •14.10. Определение параметров объекта регулирования, регуляторов и настройка аср Расчет параметров объекта управления
- •Регуляторы с им постоянной скорости
- •Технически оптимальная настройка регуляторов
- •15. Автоматизация турбомеханизмов и энергосбережение
- •15.1. Характеристика турбомеханизмов
- •15.2. Расчет мощности на валу турбомеханизма
- •15.3. Регулирование производительности турбомеханизмов
- •15.4. Особенности регулирования скорости турбомеханизмов
- •15.5. Расчет экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода
- •Список ЛитературЫ
- •Приложение ктс «Ресурс»
- •Ктс «Альфа Смарт», «Альфа Центр»
- •Птк «эком»
- •Технические характеристики аскуэ «Континиум»
- •Регистраторы аварийных событий
- •Список сокращений
- •Автоматизация технологических процессов и производств
Еще раз о человеческом факторе
«Всему, чему мы научились с течением времени, всем нашим умениям и искусствам мы обязаны нашим сотрудникам. Я убежден, что, если дать людям свободу развития и сознания служебного долга, они всегда приложат все свои силы и все умения даже к самой незначительной задаче.» Генри Форд (18,5 тыс. легковых автомобилей в 1909 году, 2 млн – в 1925 году).
В ряде передовых фирм развитых стран, особенно в Японии, повсеместно созданы группы по 4–5 рабочих, от которых требуют думать и думать над тем, как хотя бы на йоту рационализировать производство, как лучше, эффективнее, дешевле сделать то или иное дело. Естественно, для инженеров, ученых, конструкторов главная задача – умение думать. Это мерило престижа в компании, фактор продвижения по службе.
«Общественный престиж» должен относиться не к профессии вообще (само по себе), а к тому, как выполняются профессиональные обязанности. Хороший инженер должен зарабатывать больше плохого начальника цеха, хороший рабочий – больше, чем плохой инженер. Оплата должна быть прежде всего в зависимости от интенсивности и качества той или иной профессии.
К сожалению, в России и по настоящий момент консерватизм, незаинтересованность в повышении эффективности имеют место. Академик Глушков (академический институт по автоматизации) исследовал рабочее время и возможности автоматизации с помощью телекамеры. Рабочие первым делом накидывали робу на телекамеру. А сколько примеров разрушения роботов, АСУТП.
Данное положение можно объяснить и характером развития России. Социализм до 90-го года понимался как обилие общественных благ. Человек от рождения до смерти был защищен: дешевые детские ясли-сад, бесплатные школа, техникум, институт, обязательное обеспечение местом работы, очень дешевое жилье, которое мог получить каждый после 10–15 лет работы на одном месте, доступное всем здравоохранение, другая социальная защита. На работе преобладала уравниловка, не поощряющая каждого к инициативе, к экономии живого и общественного труда, сырья и материалов. В этих условиях человек, отчужденный от собственности и власти, но социально защищенный, превращался в иждивенца-потребителя. Россия потеряла темпы роста, поутратила общественную энергию поступательного механизма. Для России актуальны сейчас слова Генри Бокля: «Встарь богатейшими странами были те, природа которых была наиболее изобильна, нынче же богатейшие страны те, в которых человек наиболее деятелен».
1.5. Качество с позиций надежности
Как сделать, чтобы было невыгодно выпускать некачественную продукцию (в том числе и средства автоматизации)? Естественная рыночная конкуренция требует выпуска надежной продукции, чтобы реализовать ее, как условие существования фирмы.
Существует несколько подходов, чтобы решить проблему надежности:
1. Надо укладываться в стандарты.
Но стандарты обычно имеют заниженные требования, так как составляются, исходя из достигнутого или среднего уровня качества.
2. Надо идти от требований потребителя, который хочет иметь изделия лучше, чем в стандарте.
Этого положения придерживаются большинство фирм-производителей, если желают «выжить» в условиях конкуренции. И на качество упирают в рекламе своей продукции.
3. Фирмы-изготовители лучше знают, какой должна быть продукция, о чем даже потребитель не подозревает.
Это подход японских фирм, с которых берет пример и остальной мир. Реальная надежность японской продукции следующая:
надежность комплектующих узлов японского бытового телевизора в СТО раз выше, чем оговорено Британским стандартом на подобные изделия для военных нужд;
стандарты США и Европы допускают 1–2 дефектных изделия на 100, в Японии – 1–2 дефектных изделия на 1 000 000;
контроль через ОТК, госприемку и т.д. в Японии сокращается (5 %, а нередко 1 % от персонала). В Европе до 15 % персонала на проверяющих.