1

1 Определения и условия автоматизациИ

Технологические процессы (ТП) представляют собой упорядоченную совокупность действий – операций, которые делятся на два основных вида: рабочие операции и операции управления.

Рабочие операции – это действия, связанные с изменением формы и размеров предмета труда (например, деформация металла в валках прокатного стана), его энергетического состояния (нагрев заготовки перед прокаткой), положения в пространстве (перемещение заготовки рольгангом).

Для облегчения и усовершенствования рабочих операций используются различные технические устройства, частично или полностью заменяющие человека в данной операции. Замена труда человека в рабочих операциях с целью освобождения его от физически тяжелой, вредной и рутинной работы называется механизацией.

1.1 Процесс управления

Для правильного и качественного выполнения рабочих операций необходимы сопровождающие их действия другого рода – операции управления. Так, например, для осуществления рабочей операции перемещения заготовки краном необходимо определить: в какой момент начать выполнение операции, на какую высоту поднять заготовку, с какой скоростью и по какой траектории ее перемещать, в какой момент и в каком месте ее положить.

Совокупность управляющих операций образует процесс управления.

В отличие от рабочих операций для осуществления операций управления не требуется большого количества энергии, поскольку при выполнении этих операций объектом является не вещество или энергия, а информация, которую получают, передают, обрабатывают, анализируют, фиксируют и т.д. Поэтому, управление – это, прежде всего, информационный процесс.

Операции управления также могут выполняться техническими устройствами. Замена труда человека в операциях управления называется автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления – автоматическими устройствами.

1.2 Основные причины применения систем автоматики:

• реализация быстро протекающих процессов, управление которыми вручную невозможно в силу ограниченных физиологических возможностей человека

• обеспечение высокой точности технологических процессов, которую невозможно достичь при ручном управлении

• необходимость обработки больших объемов информации для анализа взаимосвязи параметров при управлении сложными процессами

• объективность управления, независимо от индивидуальных качеств человека–оператора, его квалификации, физического и психического состояния

• необходимость дистанционного управления вредными и опасными технологическими процессами.

1.3 Особенности металлургических объектов автоматизации:

Особенности металлургических объектов обусловлены следующей производственной спецификой:

1. Многомерность – множество факторов, влияющих на ход ТП.

2. Нелинейность, обусловленная сложными взаимосвязями факторов.

3. Распределенность в пространстве оборудования и предметов труда.

4. Инерционность – большое запаздывание возмущения и управления.

5. Сложность и низкая точность измерения технологических параметров из–за влияния мощных техногенных помех.

6. Узкий диапазон изменения факторов при пассивном эксперименте.

7. Нежелательность или недопустимость активного эксперимента.

8. Сложность и дороговизна физического моделирования. Необходимость учета масштабного фактора.

9. Вероятностный характер большинства металлургических процессов.

Как следствие, для металлургии характерны ограниченность теоретиче-ских представлений и неполнота эмпирической информации о процессах.

Поэтому автоматизировать металлургические объекты трудно и для управления ими необходимы сложные и дорогие системы управления.

Положительный момент – огромные материальные и энергетические потоки металлургических производств определяют большой экономический эффект даже от незначительного усовершенствования ТП.