1.Виды и задачи автоматизации

Автоматизация– это процесс, при котором функции управления и контроля осуществляются методами и средствами автоматики. В применении к любому производству автоматизация характеризуется освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. Автоматизация позволяет решить ряд вопросов технического, экономического и социального характера.Техническая направленность автоматизации позволяет организовать технологические процессы с такой скоростью, точностью, надежностью и экономичностью, которые человек обеспечить не может.Экономическая направленность позволяет получить сравнительно быструю окупаемость первоначальных затрат за счет снижения эксплуатационных расходов и повышения объема и качества выпускаемой продукции, асоциальная направленность позволяет изменить характер и улучшить условия труда человека.

По степени автоматизации производства различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.

Частичная автоматизация- это автоматическое выполнение отдельных производственных операций. Остальные технологические процессы осуществляются с непосредственным участием человека – оператора.Комплексная автоматизация- автоматическое выполнение основных производственных операций участка, цеха, фермы и т.д. как единого взаимосвязанного комплекса. Функции человека при комплексной автоматизации ограничиваются контролем и общим управлением.Полная автоматизация– высшая ступень, при которой автоматизируются все основные и вспомогательные участки производства, включая систему управления и контроля. Управление и контроль автоматизируются с помощью компьютеров или специализированных автоматических устройств. Функции человека при полной автоматизации сводятся к наблюдению за работой оборудования и устранению возникающих неисправностей.

Степень автоматизацииопределяется, прежде всего, экономической эффективностью и технической целесообразностью в условиях конкретного производства.

Самой простой формой управления является ручное управление, описанное выше. Для оценки значения управляемых параметров человек - оператор пользуется своими органами чувств. Выработка командной информации и определение воздействия на объект управления полностью основываются на правильности восприятия, интуиции и опыте оператора.

Первой функцией управления, могущей быть автоматизированной, является замена субъективного восприятия человека - оператора объективными показаниями приборов, т.е. измерение физических величин. Для этого на выходе объекта управления (рисунок 1.5) устанавливается датчик, который выполняет две функции: измеряет некоторую физическую величинуyи преобразует её в сигнал, удобный для дальнейшей передачи и преобразования. Обычно это электрический сигнал (ток или напряжение). Измеренное значение управляемой величины передаётся на вторичный прибор (ВП), который осуществляет её индикацию оператору. Датчик и вторичный прибор называютсистемой автоматической индикации. Слово «система» в переводе с греческого означает «целое, составленное из частей».

Система автоматической индикации заменяет органы чувств человека, обеспечивает быстрые, достаточно точные и объективные измерения. К вторичному прибору можно подключить регистрирующий прибор, записывающий динамику изменения технологических параметров. Эти данные могут использоваться для последующего анализа, а диаграмма, записанная регистратором, часто служит документом.

При использовании систем автоматической индикации функции оператора сводятся к определению отклонений параметров технологического процесса от допустимых, выработке величины воздействия на ОУ, и реализация этого воздействия.

Более сложные функции выполняютсистемы автоматического контроляпараметров технологического процесса. В этом случае оператор получает информацию только об отклонениях технологических параметров от заданных значений. Система автоматического контроля, кроме датчика и вторичного прибора, содержит ещё блок сравнения и логики, который сравнивает текущее значение технологического параметра с заданными. Такие системы получили самое большое распространение в сельскохозяйственном производстве. К ним относятся системы автоматического контроля процесса высева на сеялках, универсальные системы контроля зерноуборочных и свеклоуборочных комбайнов и т.д. По мере усложнения технологических процессов, повышения скорости их протекания, увеличения числа контролируемых параметров, появляется необходимость в замене человека - оператора специальными устройствами: автоматическим управляющим устройством (АУУ) и исполнительным механизмом (ИМ) АУУ выполняет функции управления: преобразует информацию состояния в командную информацию. Исполнительный механизм (ИМ) преобразует управляющий сигнал в управляющее воздействие. Система управления, в которой все операции над информацией выполняются без участия человека, называетсясистемой автоматического управления (САУ). Если часть операций выполняется человеком, то такая система называетсяавтоматизированной системой управления (АСУ). Роль человека - оператора в системе управления зависит от степени автоматизации технологического процесса (частичная, комплексная, полная). Наиболее простой структурной формой систем управления технологическими процессами являютсяодноуровневые децентрализованные системыконтроля и управления.

Втаких системах каждый технологический агрегат снабжается индивидуальным пунктом управления, оснащенным системами автоматической индикации и контроля и автоматическими регуляторами технологических параметров, которые в этом случае называютсялокальными системами управления. На этих пунктах управления также располагается аппаратура включения и выключения оборудования, аварийная защита и устройства ручного управления. Такие пункты управления размещаются обычно в непосредственной близости от каждой технологической установки, что позволяет сократить длину линий связи. Характерной особенностью локальных систем управления является то, что они обслуживают только одну, свою технологическую установку и «не знают», что делается с соседними установками. Поэтому функции оператора здесь заключаются в непосредственном контроле каждой технологической установки и изменении параметров локальных систем управления в зависимости от изменения обстановки. Оператор постоянно находится вблизи технологических установок. Одноуровневые децентрализованные системы контроля и управления технологическими процессами являются наиболее распространенными в сельскохозяйственном производстве. Более совершеннысистемы централизованного контроля и управления. Эти системы позволяют контролировать и управлять с одного пульта весь технологический процесс. Замена в централизованных системах контроля и управления оператора на управляющий компьютер позволяет получитьавтоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП).