Этапы автоматизации

Автоматизация производства угольных шахт подразделяется на этапы – частичную (локальную), комплексную и полную. (Этапы- это условная классификация по охвату объекта средствами автоматизации).

При частичной автоматизации- автоматизированы отдельные машины и установки, участвующие в технологическом процессе. Устройства автоматизации не имеют связей и блокировок с другими технологическими процессами. Функции постоянно присутствующего оператора в этом случае заключаются в оценке состояния различных технологических звеньев, в определении времени подачи пускового импульса, а также в принятии решения после аварийного отключения установки или комплекса оборудо­вания одним из устройств защиты аппаратуры автоматизации, Если автоматизируемая установка не требует постоянного при­сутствия обслуживающего персонала, то проводятся периодиче­ские проверки технического состояния оборудования и аппарату­ры с последующими ремонтами и настройками.

По мере совершенствования средств автоматизации и расширения сферы их применения было установлено, что частичная автоматизация наиболее эффективна тогда, когда производственное оборудование разрабатывается сразу как автоматизированное. К частичной автоматизации производства относится также автоматизация управленческих работ.

Комплексная автоматизация предусматривает введение общей системы управления и контроля для отдельно замкнутого технологического процесса. Например, процесса угледобычи от выемки в очистном забое до погрузки в бункер магистральной конвейерной линии. В этом случае операторы отдельных комплексов оборудования на очистном участке, внутришахтном транспорте, а также общешахтный диспетчер наблюдают за ходом технологических процессов, анализируют состояние и принимают решения по необходимым согласованиям режимов работы взаимосвязанных технологиче­ских установок и комплексов оборудования.

Комплексная автоматизация производства целесообразна лишь при высокоразвитом производстве на базе совершенной технологии и прогрессивных методов управления с применением надёжного производственного оборудования, действующего по заданной или самоорганизующейся программе, функции человека при этом ограничиваются общим контролем и управлением работой комплекса.

Полная автоматизация производства - высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления. При этом автоматизи­руется как технологический процесс, так и оперативное управле­ние производством. Вся информация о ходе технологических процессов на шахте поступает в управляющую вычис­лительную машину по каналам телемеханики (или по каналам передачи данных в случае применения микроконтроллеров), где она анализируется по заданным программам. Управляющие команды от ЭВМ поступают либо непосредственно в локальные системы автоматизации для поддержания оптимальных режимов работы отдель­ных установок и технологических комплексов, либо обработанная машинная информация используется руководящим персоналом для согласования и обеспечения ритмичной высокопроизводитель­ной работы различных технологических участков шахты. Полная автоматизация проводится тогда, когда автоматизируемое производство рентабельно, устойчиво, его режимы практически неизменны, а возможные отклонения заранее могут быть учтены, а также в условиях недоступных или опасных для жизни и здоровья человека.

Система автоматизации это множество технических средств автоматизации и связей между ними, целенаправленно взаимосвязанных и взаимодействующих между собой. К числу типовых функций системы автоматизации относят сбор, преобразование и передача исходной информации об объекте автоматизации, принятие решений, осуществление управляющих воздействий.

Структурная схема системы автоматизации приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема системы автоматизации

На рисунке 1 обозначено:

ОА – объект автоматизации - это технологические установки, машины или процессы, которые нуждаются в оказании специально организованных воздействий извне для достижения поставленной цели управления;

Д – датчики - это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования. Датчики являются средствами автоматического отбора, контролирующие: режимные параметры (например, мощность, нагрузку, производительность, скорость, давление, машинное время, простои и др.); положение и перемещение рабочих органов; простран­ственное взаиморасположение машин, реализующих в совокупности технологический процесс; последователь­ность работы и перемещений машин, реализующих технологический процесс.

УПД – устройства передачи данных, которые обеспечивают передачу информации о состоянии объекта и команд управления на расстояние по каналам связи . Устройства УПД показаны пунктирной линией, так как могут отсутствовать в зависимости от применяемых датчиков и удаленности датчиков и исполнительных устройств от устройства управления;

УУ – устройство управления, в современном понимании это программируемый логиче-

ский контроллер (ПЛК, PLC, промышленный контроллер), который является автономным программируемым устройством сбора и обработки информации, а также базовым аппаратным средством уровня непосредственного цифрового управления.

ИМ – исполнительный механизм, обычно это силовое устройство достаточно большой мощности (двигатели электрические, гидравлические, пневматические, электромагнитные, поршневые устройства, муфты);

РО – регулирующий орган (механическое устройство, непосредственно воздействующее на ОУ путём изменения количественных и качественных характеристик материальных и энергетических потоков (вентили, клапаны, дозаторы, насосы, транспортеры, шнеки, вентиляторы, заслонки, шиберы, режущий инструмент и т. п.). В ряде систем управления ИМ и РО отсутствуют, и регулирование переменных промышленного процесса выполняется путем изменения электрических параметров (ток, напряжение) без помощи механических устройств;

ИУ – исполнительное устройство, обеспечивает реализацию управляющего воздействия, соответствующего выработанному сигналу управления. В общем, исполнительное устройство это совокупность исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО). Исполнительный механизм ИМ – устройство, предназначенное для преобразования сигналов управления, сформированных УУ, в сигналы, удобные для воздействия на регулирующий орган РО. Регулирующий орган РО –осуществляющий непосредственное управляющее воздействие на ОУ. РО изменяет поток материала, энергии, взаимное расположение частей аппаратов, станков или механизмов в направлении нормального протекания хода технологического процесса.

ЗУ – задающее устройство, с помощью которого устанавливается требуемое значение либо задаётся определённый закон (программа) изменения регулируемой величины. Задающее устройства могут быть механическими, пневматическими, электрическими, электронными и др