Предмет і задачі дисципліни

Метою викладання дисципліни є засвоєння студентами знань з теоретичних основ, а також принципів побудови і технічних характеристик основних складових частин комплексу технічних засобів, що застосовуються для автоматизації технологічних процесів у різних галузях виробництва.

Автоматизація є одним з найважливіших чинників зростання продуктивності праці і підвищення якості продукції, що випускається. Неодмінною умовою прискорення темпів зростання автоматизації є розвиток і вдосконалення її технічних засобів, до яких відносяться всі пристрої, що входять в систему управління і призначені для отримання інформації, її передачі, зберігання і перетворення, а також для здійснення управляючих впливів на об'єкт управління. Ці впливи здійснюються за допомогою виконавчих механізмів і регулюючих органів.

Термін автоматизація походить від грецького слова «автоматос», що в перекладі означає автоматичний. Під автоматизацією (автоматичним управлінням) розуміється здійснення будь-якого технологічного процесу з використанням відповідних технічних засобів без безпосередньої участі людини.

Автоматизація вимагає додаткового застосування давачів (сенсорів), пристроїв введення, керуючих пристроїв (контролерів), виконавчих пристроїв, пристроїв виведення, що використовують електронну техніку і методи обчислень, іноді копіюються нервові і розумові функції людини. Поряд з терміном «автоматичний», використовується поняття «автоматизований-ний», що підкреслює відносно велику ступінь участі людини в процесі.

Автоматизація виробництва - процес у розвитку машинного виробництва, при якому функції управління і контролю, які раніше виконувалися людиною, передаються приладам і автоматичним пристроям. Автоматизація виробництва - основа розвитку сучасної промисловості, генеральний напрямок технічного прогресу. Основна її мета полягає в підвищенні ефективності праці, поліпшенні якості продукції, що випускається, в створенні умов для оптимального використання всіх ресурсів виробництва. Розрізняють А. в. .: часткову, комплексну і повну. Для реалізації цих завдань використовується комплекс технічних засобів автоматизації.

Технічні засоби автоматизації - прилади, пристрої та технічні системи, призначені для автоматизації виробництва. Т. з. а. забезпечують автоматичне отримання, передачу, перетворення, порівняння і використання інформації з метою контролю та управління виробничими процесами.

Етапи розвитку технічних засобів автоматизації

Розвиток технічних засобів автоматизації є складним процесом, в основі якого лежать економічні інтереси і технічні потреби автоматизовуваних виробництв, з одного боку, і ті ж інтереси і технологічні можливості виробників технічних засобів автоматизації, - з іншого. Первинним стимулом розвитку є підвищення економічної ефективності роботи підприємств, завдяки впровадженню нових, більш досконалих технічних засобів автоматизації.

У розвитку економічних і технічних передумов впровадження і використання автоматизації технологічних процесів (ТП) можна виділити наступні етапи:

1. Початковий етап, для якого характерні надлишок дешевої робочої сили, низька продуктивність праці, мала одинична потужність агрегатів і установок. Завдяки цьому найширша участь людини в управлінні ТП, тобто спостереження за об'єктом управління, а також прийняття та виконання управлінських рішень, на даному етапі була економічно виправданою. Механізації і автоматизації підлягали тільки ті окремі процеси і операції, управління якими людина не могла здійснювати досить надійно згідно своїх психофізіологічних даних, тобто технологічні операції вимагали великих м'язових зусиль, швидкості реакції, підвищеної уваги та ін.

2. Перехід до етапу комплексної механізації і автоматизації виробництва відбувся завдяки зростанню продуктивності праці, укрупненню одиничної потужності агрегатів і установок, розвитку матеріальної і науково-технічної бази автоматизації. На цьому етапі, при управлінні ТП людина-оператор все більш займається розумовою працею, виконуючи різноманітні логічні операції при пусках і зупинках об'єктів, особливо при виникненні будь-яких непередбачених обставин, передаварійних і аварійних ситуацій, а також оцінює стан об'єкта, контролює і резервує роботу автоматичних систем. На даному етапі формуються основи великосерійного виробництва технічних засобів автоматизації, орієнтованого на широке застосування стандартизації, спеціалізації та кооперації. Широкі масштаби виробництва засобів автоматизації та специфіка їх виготовлення призводять до поступового виділення цього виробництва в самостійну галузь.

3. З появою керуючих обчислювальних машин (КОМ) починається перехід до етапу автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУТП), який співпав з початком науково-технічної революції. На даному етапі стає можливою і економічно доцільною автоматизація все більш складних функцій управління, що здійснюється з використанням КОМ. Але, оскільки КОМ тоді були досить громіздкими і дорогими, то для реалізації більш простих функцій управління досить широко застосовувалися і традиційні аналогові пристрої автоматики. Недоліком таких систем була їх невисока надійність, тому що вся інформація про хід ТП надходить і обробляється КОМ, при виході якої з ладу, її функції повинен був взяти на себе оператор-технолог, що контролює роботу АСУТП. Природно, що в таких випадках якість управління ТП значно знижувався, тому що людина не могла здійснювати управління настільки ж ефективно, як КОМ.

4. Поява щодо недорогих і компактних мікропроцесорних пристроїв дозволила відмовитися від централізованих систем управління ТП, замінивши їх розподіленими системами, в яких збір та обробка інформації про виконання окремих взаємопов'язаних операцій ТП, а також прийняття управлінських рішень здійснюється автономно, локальними мікропроцесорними пристроями, які отримали назву мікроконтролерів. Тому надійність розподілених систем значно вища, ніж централізованих.

5. Розвиток мережевих технологій, що дозволив зв'язати в єдину корпоративну мережу численні і віддалені один від одного комп'ютери, за допомогою яких здійснюється контроль і аналіз фінансових, матеріальних і енергетичних потоків при виробництві підприємством продукції, а також управління ТП, сприяло переходу до інтегрованих систем управління. У цих системах за допомогою вельми складного програмного забезпечення спільно вирішується весь комплекс завдань з управління діяльністю підприємства, включаючи завдання обліку, планування, управління ТП і ін.

6. Підвищення швидкодії та інших ресурсів мікропроцесорів, які використовуються для управління ТП, дозволяє в даний час говорити про перехід до етапу створення інтелектуальних систем управління, здатних приймати ефективні рішення з управління підприємством в умовах інформаційної невизначеності, тобто нестачі необхідної інформації про фактори, що впливають на його прибуток.