Что значит автоматизация технологических процессов. Автоматизация технологических процессов и производств. Технологии автоматизация производства

Выучились на «автоматизация технологических процессов и производств», кем работать даже не представляете? Наверное, это свидетельствует о серьёзных пробелах в вашем образовании, но давайте вместе попытаемся разобраться в вопросе. Мы ежедневно пользуемся автоматизированными системами , даже не осознавая этого.

Потребность в автоматизации - есть ли она?

Любой производственный процесс, это затрата ресурсов. Благодаря новым технологиям и методикам производства мы можем сэкономить количество сырья и топлива, которое уходит на изготовление продукции.

Но как быть с человеческим ресурсом? Ведь высококвалифицированных специалистов можно задействовать для реализации других проектов, да и сам контроль конвейера работниками - дорогое удовольствие, повышающее цену на конечную продукцию.

Частично проблему решили ещё несколько столетий назад, с изобретением паровых машин и конвейерного производства. Но даже сейчас в большинстве цехов на территории бывшего Союза всё ещё слишком много рабочих. А помимо дополнительных расходов это чревато «человеческим фактором», который является основной причиной большинства возникающих неполадок.

Инженер или 5 остальных специальностей?

Получив по окончанию вуза диплом, вы можете рассчитывать на должность :

1. Инженера.
2. Проектировщика.
3. Конструктора.
4. Научного сотрудника.
5. Руководителя отдела разработок.
6. Сотрудника эксплуатационного отдела.

Профессия инженера была модной лет 40 назад, сейчас мало кто готов думать головой и брать на себя ответственность. Конечно, с вашим дипломом вы будете очень узким специалистом, в списке основных задач будет внедрение и разработка новых систем управления и контроля на производстве.

Но чаще всего от вас требуется лишь поддержания в рабочем состоянии всей системы, исправление возникающих мелких неисправностей и дальнейшее планирование работы.

Любые проекты по оптимизации или обновлению системы будут проводиться под руководством непосредственного начальства, усилиями всего отдела. Так что можете не переживать, в первый же день вас не заставят разработать что-то инновационное или внедрить абсолютно новый способ контроля. Требования к специалистам вполне адекватные, заработная плата зависит от региона и отрасли промышленности.

Разработка и проектирование проекта.

У проектировщиков и конструкторов задачи немного иные. Вот уже они занимаются новыми проектами, практически на всех этапах разработки. В первую очередь от этих сотрудников требуют формулировки и постановки задачи.

Когда определена цель и объём будущих работ, приступают к составлению общего плана реализации будущего проекта. Только после этого проектировщик имеет право перейти к составлению более детальных планов, разработке архитектуры и выбору средств.

А на заключительном этапе необходимо ещё будет документацию составить, для тех же инженеров.

Труд конструктора мало чем отличается от приведённого плана работ, так что заострять на этом внимание особо не стоит. Можно лишь сказать, что представители этих двух профессий стоят несколько ближе к теории и науке, но всё ещё сохраняют связь непосредственно с производством и прекрасно осознают конечный продукт своей работы.

Научные сотрудники в области автоматизации производства.

А теперь пришло время поговорить о тех, кому по душе белые халаты и научные лаборатории. На самом деле речь идёт о математике в чистом виде . Проектирование, создание и усовершенствование моделей, новых алгоритмов. Способности к решению таких теоретических задач, иногда несколько оторванных от реальности, проявляется ещё в школе или университете. Если заметили это за собой, стоит адекватно оценить свои способности и найти себе место в исследовательском центре.

Предложения от частных структур более высокооплачиваемые, но большинство контор потребует все права на результаты вашей интеллектуальной деятельности. Работая в государственной структуре можно вести научную деятельность, больше шанс получить какое-либо признание среди коллег. Вопрос лишь в том, чтобы правильно расставить свои приоритеты.

Руководящие посты и личная ответственность.

На должность руководителя отдела или проекта можно рассчитывать в двух случаях:

1. Попытка выслужиться, реализуя свои амбиции и стремления.
2. Высокий уровень ответственности и личных навыков.

Сразу после университета первый пункт вам не подойдёт, молодому специалисту серьёзную должность не доверят, да и не справитесь вы с ней без определённого опыта и набора знаний. А вот ответственность за неудачу переложить на кого-то будет проблематично.

Так что просто знайте, что при качественном и своевременном выполнении своих обязанностей вы можете рассчитывать на продвижение по карьерной лестнице, ваш диплом это позволяет. Поэтому никакие аргументы от начальства, о несоответствии уровня образования, не пройдут. Но подумайте, стоит ли оно того - прибавятся обязанности и заметно поднимется уровень ответственности.

Профессионалы с факультета «автоматизация технологических процессов и производств» кем работать, знают уже с первых курсов. Не стоит смущаться, если рабочее место удалось получить благодаря знакомствам. Держать на ответственном месте никудышного специалиста никто не будет, так что это не очень весомый аргумент.

Видео о профессии

Далее на видео в рамках программы «Специалисты будущего» будет рассмотрено, кем работать после окончания факультета «Автоматизация технологических процессов и производств». Какие есть нюансы, плюсы и минусы данной профессии:

Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП .

Основа автоматизации технологических процессов - это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

• Частичная автоматизация - автоматизация отдельных аппаратов, машин, технологических операций. Производится когда управление процессами вследствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку. Частично автоматизируется как правило действующие оборудование. Локальная автоматизация широко применяется на предприятиях пищевой промышленности.

• Комплексная автоматизация - предусматривает автоматизацию технологического участка, цеха или предприятия функционирующих как единый, автоматизированный комплекс. Например, электростанции.

• Полная автоматизация - высшая ступень автоматизации, при которой все функции контроля и управления производством (на уровне предприятия) передаются техническим средствам. На современном уровне развития полная автоматизация практически не применяется, так как функции контроля остаются за человеком. Близкими к полной автоматизации можно назвать предприятия атомной энергетики.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Специалисты будущего - Автоматизация технологических процессов и производств

✪ Автоматизация технологических процессов

✪ Видеолекция Основные понятия и исторические предпосылки автоматизации

Субтитры

Цели автоматизации

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

• сокращение численности обслуживающего персонала;
• увеличение объёмов выпускаемой продукции;
• повышение эффективности производственного процесса;
• повышение качества продукции;
• снижение расходов сырья;
• повышение ритмичности производства;
• повышение безопасности;
• повышение экологичности;
• повышение экономичности.

Задачи автоматизации и их решение

Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:

• улучшение качества регулирования;
• повышение коэффициента готовности оборудования;
• улучшение эргономики труда операторов процесса;
• обеспечение достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в т. ч. с помощью управления каталогом);
• хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях.

Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:

• внедрения современных методов автоматизации;
• внедрения современных средств автоматизации.

Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.

В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:

• автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation);
• автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation);
• автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation).

Примечания

Автоматизация производства предполагает наличие надежных, относительно простых по устройству и управлению машин. механизмов и аппаратов.

Литература

Л. И. Селевцов, Автоматизация технологических процессов. Учебник: Издательский центр "Академия"

В. Ю. Шишмарев, Автоматика. Учебник: Издательский центр "Академия"

В действительности этот процесс включает большое количество мероприятий, подразумевающих создание и использование специальных инструментов, которые работают в автоматическом режиме, разработку технологических процессов, которые обеспечивают увеличение производительности труда, делают прирост этого показателя постоянным.

Автоматизация проблемы и тенденции

Автоматизация технологических процессов и производств связана с проблемами,

которые чаще всего появляются из-за того, что каждое конкретное решение должно относиться к определённому процессу, изделию или детали. Так что должны учитываться все особенности, характерные для этих элементов. Особенно сложно бывает полностью соблюсти указанные размеры и формы. Качество детали также должно соответствовать самым высоким требованиям, иначе рабочий процесс невозможно будет организовать.

Какие требования должны выполнить предприятия, чтобы перейти к автоматизации?

Прежде всего, для увеличения производительности таким путём необходимо подготовить персонал, который смог бы не только управлять новой техникой, но и предлагать что-то новое в этой области. Обязательна кооперация и

При этом сама автоматизация технологических процессов и производств должна производиться только комплексно, не по отношению к конкретным деталям или элементам, а ко всей системе. Кроме того, необходимо как можно более грамотно рассчитывать те ресурсы, что уже имеются на предприятии. Только при выполнении этого условия система будет без всяких проблем работать на протяжении целого года.

Как ещё можно повысить производительность труда?

Прежде всего, автоматизация технологических процессов и производств позволяет уменьшить общее число рабочих, которые заняты в производстве. Благодаря современным технологиям один рабочий может обслуживать сразу несколько единиц техники. Так что энергия и отдача увеличиваются, неважно, в каком направлении работает то или иное предприятие.

Кроме того, автоматизация позволяет совершенствовать не только сами но и оборудование, которое используется во время работы.

Наконец, внимание можно уделить уменьшению стоимости самого производства. Снижение себестоимости можно обеспечить за счёт унификации и стандартизации использующихся в организации деталей, механизмов и узлов. При организации такого процесса, как автоматизация технологических процессов и производств, без решения подобных вопросов просто не обойтись.

Особенности современной автоматизации

Главное условие и требование, которое предъявляют системы автоматизации

технологических процессов, - использование наиболее простых схем для достижения максимального результата. Унифицировать необходимо не только сами детали, но и их конкретные элементы.

Кроме того, самим деталям надо стремиться придавать как можно более простую форму. Главное - чтобы сама форма соответствовала уровню современного производства, удовлетворяла все его требования.

Для упрощения современного производства не следует использовать материалы, которые трудно поддаются обработке.

В то же время любая деталь, которая подвергается обработке, должна быть закреплена прочно и надёжно. Автоматизация технологических процессов отрасли всегда требует этого. Благодаря этому не нужно будет искусственно что-то изменять, использовать дополнительное оборудование.

Автоматизация технологических процессов заключается в сокращении или исключении ручного труда, затрачиваемого на установку, зажим и снятие деталей, управление станком и контроль размеров.
Автоматизация осуществляется в следующих направлениях:
а) автоматизация отдельных станков и агрегатов, которая производится как при проектировании вновь создаваемого оборудования, так и при модернизации работающего;
б) создание автоматических линий для изготовления определенной детали или изделия;
в) организация автоматических цехов и предприятий для производства изделий, которые выпускаются в больших количествах.
Автоматизация отдельных станков обеспечивает различную степень участия рабочего в выполнении операции. Создаются станки с полуавтоматическим циклом, при работе которых функции рабочего заключаются в установке заготовки, пуске станка и снятии обработанной детали. Примером могут служить токарные многорезцовые и зуборезные станки и станки с автоматическим циклом, оборудованные устройствами, обеспечивающими работу станка без участия рабочего; токарно-револьверные автоматы; станки для шлифования торцовых поверхностей поршневых колец и др.

Простейшим способом автоматизации является оснащение станков продольными и поперечными упорами, лимбами, отсчетными линейками, автоматическими конечными выключателями и переключателями, автоматическими устройствами для правки шлифовального круга, гидравлическими или пневматическими зажимами, загрузочными устройствами, средствами автоматического контроля и т. д.
Поточные линии для обработки массовых деталей создаются путем применения оборудования с различной степенью автоматизации. Автоматические поточные линии могут быть созданы на базе имеющегося оборудования путем оснащения станков автоматическими транспортными и загрузочными средствами. Однако при выпуске сложных деталей, обрабатываемых на станках разных типов, организация автоматической линии на базе действующих станков может оказаться дорогой и сложной. Поэтому большинство автоматических линий комплектуется из агрегатных, специального назначения и универсальных станков, в конструкциях которых заложены возможности включения их в автоматические линии.
В автоматических линиях операторы обычно работают на первой операции (установка детали) и на последней операции (снятие детали). Остальные рабочие—наладчики — заняты подналадкой станков, заменой инструмента и устранением возникающих неисправностей.

Преимуществом автоматических линий является сокращение затрат труда, более высокая производительность, снижение себестоимости изделий, сокращение цикла производства, объема заделов и сокращение потребности в производственных площадях.
В автомобильной и тракторной промышленности, сельскохозяйственном машиностроении, производстве шарикоподшипников, металлических изделий автоматические линии получают все большее применение не только для механической обработки деталей, но и для производства заготовок, холодной штамповки деталей и сборки узлов. Проектирование технологических процессов для обработки деталей на автоматических станочных линиях должно вестись с учетом особенностей автоматического обслуживания станков. Необходимо стремиться упростить линию и сделать ее более надежной, предусмотреть возможность создания в накопителях между операциями некоторого запаса деталей, обеспечивающего работу линии при подналадке одного из станков, облегчить условия смены инструмента, обеспечить хорошее удаление стружки, доступность узлов для ремонта и подналадки. При большом количестве операций целесообразно разделить линию на несколько частей, объединив в них однородные операции (фрезерование, сверление, растачивание и т. д.).
Большое место в автоматизации технологических процессов занимает внедрение станков, агрегатов и линий с программным управлением. Простейшим методом программного управления на токарных автоматах и полуавтоматах является управление всеми движениями органов станка при помощи распределительных валов с кулачками. Настройка распределительного вала и кулачков определяет программу работы станка.

На копировально-фрезерных, токарных гидро- и электрокопировальных станках программа движения суппорта задается копиром. Выпускаются станки, у которых программа перемещения рабочих органов оформляется в виде перфорированной карты и вводится в считывающий аппарат. Этот аппарат передает через электронное устройство команды исполнительным механизмам, включающим те или иные механизмы станка. Аналогичное устройство имеют станки, у которых программа записывается на магнитную ленту. Запись программы движений рабочих органов на таких станках может быть произведена при обработке первой детали рабочим высокой квалификации; затем программа воспроизводится неограниченное число раз считывающим аппаратом.

Автоматические линии из многих станков также работают как станки с программным управлением. Программа этих линий задается настройкой системы конечных выключателей, электрических, гидравлических и пневматических реле и другой аппаратуры. Получают распространение станки и автоматические линии, у которых управление рабочими органами осуществляется счетно-решающими машинами, работающими по заданной программе.
Станки с программным управлением обеспечивают автоматизацию процесса обработки, позволяют снизить время обработки, повысить производительность труда. Переналадка станков с программным управлением, работающих с перфокартами или магнитной лентой, не требует большого времени. Это позволяет автоматизировать процессы изготовления деталей, выпускаемых небольшими сериями.

Материал статьи написан на основе литературного источника "Технология производства двигателей внутреннего сгорания" М. Л. Ягудин

Автоматизация производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за ними. Вот такое теперь генеральное русло современных технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролеру за автоматическим контролером.

В общем случае под понятием «управление технологическим процессом» понимают совокупность операций, необходимых для пуска, остановки процесса, а также поддержания или изменения в требуемом направлении физических величин (показателей процесса). Осуществляющие технологические процессы отдельные машины, агрегаты, аппараты, устройства, комплексы машин и аппаратов, которыми необходимо управлять, в автоматике называют объектами управления или управляемыми объектами. Управляемые объекты весьма разнообразны по своему назначению.

Автоматизация технологических процессов – замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирование различных параметров, получение заданной производительности и качества продукта без вмешательства человека).

Автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повышать его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.

Любой технологический процесс создается и осуществляется для получения конкретной цели. Изготовления конечной продукции, или же для получения промежуточного результата. Так целью автоматизированного производства может быть сортировка, транспортировка, упаковка изделия. Автоматизация производства может быть полной, комплексной и частичной.

Частичная автоматизация имеет место, когда в автоматическом режиме осуществляется одна операция или отдельный цикл производства. При этом допускается ограниченное участие в нем человека. Чаще всего частичная автоматизация имеет место, когда процесс протекает слишком быстро для того, чтобы сам человек мог в нем полноценно участвовать, при этом достаточно примитивные механические устройства, приводящиеся в движение при помощи электрического оборудования, отлично с ним справляются.

Частичная автоматизация, как правило, применяется на уже действующем оборудовании, является дополнением к нему. Однако, наибольшую эффективность оно показывает, когда включено в общую систему автоматизации изначально - сразу же разрабатывается, изготовляется и устанавливается как ее составная часть.

Комплексная автоматизация должна охватывать отдельный крупный участок производства, это может быть отдельный цех, электростанция. В этом случае все производство действует в режиме единого взаимосвязанного автоматизированного комплекса. Комплексная автоматизация производственных процессов целесообразна не всегда. Ее область применения – современное высокоразвитое производство, на котором используется чрезвычайно надежное оборудование.

Поломка одного из станков или агрегата тут же останавливает весь производственный цикл. Такое производство должно обладать саморегуляцией и самоорганизацией, которая осуществляется по предварительно созданной программе. При этом человек принимает участие в производственном процессе лишь в качестве постоянного контролера, отслеживающего состояние всей системы и отдельных ее частей, вмешивается в производство для пуска-запуска и при возникновении внештатных ситуаций, или при угрозе такого возникновения.

Наивысшая ступень автоматизации производственных процессов – полная автоматизация . При ней сама система осуществляет не только процесс производства, но и полный контроль над ним, который проводят автоматические системы управления. Полная автоматизация целесообразна на рентабельном, устойчивом производстве с устоявшимися технологическими процессами с неизменным режимом работы.

Все возможные отклонения от нормы должны быть предварительно предусмотрены, и разработаны системы защиты от них. Также полная автоматизация необходима для работ, которые могут угрожать жизни человека, его здоровью или же проводятся в недоступных для него местах – под водой, в агрессивной среде, в космосе.

Каждая система состоит из компонентов, которые выполняют определенные функции. В автоматизированной системе датчики снимают показания и передают для принятия решения по управлению системой, команду выполняет уже привод. Чаще всего это электрическое оборудование, так как именно при помощи электрического тока целесообразнее выполнять команды.

Следует разделять автоматизированные систему управления и автоматические. При автоматизированной системе управления датчики передают показания на пульт оператору, а он уже, приняв решение, передает команду исполнительному оборудованию. При автоматической системе – сигнал анализируется уже электронными устройствами, они же, приняв решение, дают команду устройствам-исполнителям.

Участие человека в автоматических системах все же необходимо, пусть и в качестве контролера. Он имеет возможность вмешаться в технологический процесс в любой момент, откорректировать его или же остановить.

Так, может выйти из строя датчик температуры и подавать неправильные показания. Электроника в таком случае, будет воспринимать его данные, как достоверные, не подвергая их сомнению.

Человеческий разум во много раз превосходит возможности электронных устройств, хотя по быстроте реагирования уступает им. Оператор, может понять, что датчик неисправен, оценить риски, и просто отключить его, не прерывая процесс. При этом он должен быть полностью уверен в том, что это не приведет к аварии. Принять решение ему помогает опыт и интуиция, недоступные машинам.

Такое точечное вмешательство в автоматические системы не несет с собой серьезных рисков, если решение принимает профессионал. Однако, отключение всей автоматики и перевод системы в режим ручного управления чреват серьезными последствиями из-за того, что человек не может быстро реагировать на изменение обстановки.

Классический пример – авария на Чернобыльской атомной электростанции, ставшая самой масштабной техногенной катастрофой прошлого века. Она произошла именно из-за отключения автоматического режима, когда уже разработанные программы по предотвращению аварийных ситуаций не могли влиять на развитие обстановки в реакторе станции.

Автоматизация отдельных процессов началась в промышленности еще в девятнадцатом веке. Достаточно вспомнить автоматический центробежный регулятор для паровых машин конструкции Уатта. Но лишь с началом промышленного использования электричества стала возможной более широкая автоматизация уже не отдельных процессов, а целых технологических циклов. Связано это с тем, что до этого механическое усилие на станки передавалось с помощью трансмиссий и приводов.

Централизованное производство электроэнергии и использование ее в промышленности по большому счету, началось лишь с двадцатого века - перед Первой мировой войной, когда каждый станок был оснащен собственным электродвигателем. Именно это обстоятельство дало возможность механизировать не только сам производственный процесс на станке, но механизировать и его управление. Это был первый шаг к созданию станков-автоматов . Первые образцы которых появились уже в начале 1930-х годов. Тогда и возник сам термин «автоматизированное производство».

В России – тогда еще в СССР, первые шаги в этом направлении были сделаны в 30-40-е годы прошлого века. Впервые автоматические станки были использованы в производстве деталей для подшипников. Затем появилось первое в мире полностью автоматизированное производство поршней для тракторных двигателей.

Технологические циклы соединились в единый автоматизированный процесс, начинавшийся с загрузки сырья и заканчивающийся упаковкой готовых деталей. Это стало возможно, благодаря широкому применению современного на то время электрооборудования, различных реле, дистанционных выключателей, и конечно же, приводов.

И только появление первых электронно-вычислительных машин позволило выйти на новый уровень автоматизации. Теперь уже технологический процесс перестал рассматриваться, как просто совокупность отдельных операций, которые нужно совершать в определенной последовательности для получения результата. Теперь весь процесс стал единым целым.

В настоящее время автоматические системы управления не только ведут производственный процесс, но также контролируют его, отслеживают возникновение внештатных и аварийных ситуаций. Они запускают и останавливают технологическое оборудование, отслеживают перегрузки, отрабатывают действия в случае аварий.

В последнее время автоматические системы управления позволяют достаточно легко перестраивать оборудование на производство новой продукции. Это уже целая система, состоящая из отдельных автоматических многорежимных систем, соединенных с центральным компьютером, который увязывает их в единую сеть, и выдает задания для исполнения.

Каждая подсистема является отдельным компьютером со своим программным обеспечением, предназначенным для выполнения собственных задач. Это уже гибкие производственные модули. Гибкими их называют потому, что их можно перенастроить на другие технологические процессы и тем самым расширять производство, версифицировать его.

Вершиной автоматизированного производства являются . Автоматизация пронизало производство сверху донизу. Автоматически работают транспортная линия по доставке сырья для производства. Автоматизировано управление и проектирование. Человеческий опыт и интеллект используется лишь там, где его не может заменить электроника.