Роль автоматизации в производстве реферат

Обновлено: 05.07.2024

Целью автоматизации является повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, исключение персонала из отраслей, представляющих опасность для здоровья, повышение надежности и точности производства, повышение конвертируемости и сокращение времени обработки данных.

Виды автоматизации на предприятии

Как мы уже отмечали ранее, автоматизация ровно прогресс. Автоматизация на предприятии способствует повышению его эффективности.

Существует несколько видов автоматизации: полная, частичная.

Полная автоматизация предприятия подразумевает внедрение технического оборудования и соответствующего программного обеспечения, благодаря чему большая часть работы может выполняться с минимальным вовлечением персонала. Это позволяет избежать ошибок, связанных с человеческим фактором, и задержек. Основное средство автоматизации - это разделенная на разделы компьютерная система, способная одновременно выполнять несколько процессов.

Производственный процесс полностью автоматизирован. Уровень автоматизации, что означает передачу всех контрольно-управленческих функций техническому оборудованию. В настоящее время этот вид автоматизации используется редко. Большая часть контроля производственного процесса осуществляется одним человеком. К такой автоматизации близки компании атомной энергетики. Учитывая характер производственного процесса, можно выделить следующие виды автоматизации: непрерывный производственный процесс; дискретный производственный процесс; гибридный производственный процесс.

Частичная отвечает за автоматизацию любого независимого оборудования и производственных операций. Автоматизация, включая одну или несколько операций технического процесса, является частичной. Когда системы управления производством усложняются, а условия труда опасны для жизни, применяется автоматизация производственного процесса. Этот тип автоматизации обычно используется на предприятиях пищевой промышленности и, как правило, в производственном оборудовании.

Автоматизация производства может выполняться на следующих
уровнях:

▪︎ Нулевой уровень . На этом уровне автоматизация процессов производства называется механизацией.

Автоматизация производства — главный инструмент повышения конкурентоспособности, эффективности, маневренности предприятия и облегчения труда работников.

В современном стремительно развивающемся мире предприятия не проиграют конкурентную борьбу своим оппонентам, и принесут прибыль, лишь своевременно внедряя новые технические и цифровые технологии, способствующие:

Наращиванию объема создаваемой продукции.
Сокращению времени на исполнение трудоемких технологических операций.
Снижению расходов сырьевых ресурсов.
Повышению безотходности.
Роботизации.

Новые вызовы требуют качественных управленческих решений, одним из которых выступает автоматизация производства (АП), поступательное исключение человеческого фактора из техпроцесса.

Внедрение автоматизации на производство

Современная наука предлагает несколько вариаций автоматизации производства:

частичная автоматизация, когда только сложные для человеческого исполнения функции и техпроцессы передаются автоматике;
комплексная, когда автоматизируется цех или узел, реализующий определенный техпроцесс;
полная автоматизация, когда администрирование всех производственных этапов передается специальному оборудованию. Подобная версия автоматизации используется на предприятиях с устойчивым производственным режимом, или на производствах с особо вредными и физически тяжелыми условиями для человека.

Показатель эффективности выступает главным критерием при выборе вариации автоматизации производства.

Области использования

Повышение комфорта для людей и упрощение эксплуатации техники считаются главными миссиями автоматизации производства.

Внедрение программного обеспечения, прокачивающего возможности техники к сбору информации, и осуществляющего машинное обучение.
Автоматизация принятия управленческих решений, планирования и проектирования.
Автоматизация в области совершенствования оборудования, используемого в производственных циклах, для наращивания производственных мощностей.

Суть автоматизации производства характеризуется следующими обстоятельствами:

это сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, но жизненно необходимый для всех современных производств, ведь сегодня без него немыслимо облегчение труда рабочих и служащих, упрощение принятия эффективных управленческих решений, и снижение себестоимости выпускаемой продукции;
без автоматизации производства невозможна модернизация техпроцессов в газо-нефтяной отрасли, требующая создания установок огромной мощности;
сложная техника, выпускаемая сегодня, требует новых управленческих решений, позволяющих продлевать ее эксплуатационный ресурс, и обеспечивать оптимальный режим работы в течение длительных временных промежутков.

Производительность выбранных методов АП считается главным требованием к данной процедуре. Оно обоснованно, ведь замена мануфактурных операций на современные технологии представляет собой сочетание сложных технических мероприятий, что должно быть оправдано с финансовой и человеческой позиции.

Пиком внедрения автоматизации производства считается достижение непрерывности производственного цикла без участия человеческого фактора. Люди в таких процессах могут играть роль контролера, но ключевые управленческие, надзорные, диагностические функции и сопутствующий документооборот реализуются автоматикой.

Информативность.
Способность к анализу технологических ситуаций.
Высочайшая достоверность измерений.
Способность к точнейшему регулированию технологических параметров.
Самостоятельная дозировки компонентов.
Способность к образованию автоматических рабочих мест.
Возможность самостоятельного совершенствования управленческих систем.

интенсификацию исполнения многократно повторяющихся операций;
рост качества труда;
наращивание объемов оперируемых данных в производственном процессе;
повышение качества контроля;
увеличение скорости подбора решений для различных стандартных и непредвиденных событий.

Автоматизация производственных процессов — это средство совершенствования управленческих систем для каждого иерархического уровня предприятия.

SCADA

Корректировка показателей по сигналу программ действий или по инициативе оператора.
Обеспечение сохранности информации на сервере.
Мониторинг рабочей динамикой.
Группирование данных в статистические отчеты, передаваемые вышестоящему руководству.

Отправка команд и прием информации с индикаторов, установленных на определенном оборудовании, не зависимо от расстояния между приемником и объектом взаимодействия считается главным предназначением инструмента автоматизации производства SCADA.

Несовершенство сложных SCADA выражается в большом числе кабелей, нужных для скоростной работы. Но данная проблема решается путем внедрения контроллеров с интегрированным в них модулем-микропроцессором.

Техпроцессы автоматизации и управления предприятием

на рост качества и востребованности создаваемых продуктов;
снижение себестоимости;
сокращение энергопотребления;
оптимизацию штата;
завоевание новых рынков сбыта;
рост объемов производства.

Инструменты автоматизированного управления помогают в наращивании экономических показателей и в оптимизации производственных процессов.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов на производстве

Процедура автоматизация производства предполагает задействование компьютерной техники и программных пакетов.

Любой процесс разработки системы автоматизации и управления технологическими процессами начинается с разработки технического задания, и завершается установкой, настройкой и программированием аппаратных средств.

описание технических решений;
план размещения аппаратных средств на общей схеме предприятия;
рабочие схемные чертежи сигнализации, энергоснабжения, настройки, контроля;
расчет экономического эффекта от внедрения системы автоматизации производства;
запросы на недостающие приборы.

Помимо составления технического задания параллельно с подобными операциями исполнители проводят аудит предприятия с целью установления наиболее продуктивных программ и технического оснащения, которые будут внедрены по ходу работ.

На сегодняшний день мы занимаемся автоматизацией производства как в России, так и за рубежом. Идеи и методы компании получают высокие оценки.

Автоматизация позволяет частично или полностью освободить человека от исполнения циклических процессов, или процессов выполняющихся по строго заданному алгоритму. В настоящее время трудно себе представить производство, где все или часть процессов контролируются без ведома человека, уведомляя его только в случае неисправности или предаварийной ситуации.

Развитие автоматика получила благодаря промышленно-техническому прогрессу. Даже автоматизация в быту берёт своё начало на промышленных производствах, где стремление к ускорению процесса и, соответственно, увеличение выручки способствовало внедрению новейших на тот момент наукоёмких средств автоматизации. Так же автоматизированные производства позволяли высвобождать большое количество рабочих рук, оптимизируя время и занятость персонала.

Если в конце прошлого века автоматике отводили роль исполнителя рутинных циклических операций, то теперь, благодаря развитию программно-вычислительных средств, автоматизируют целые линии производства, способные работать без участия человека.

Так же автоматизация коснулась и топливно-энергетического комплекса, где максимальный КПД невозможен без слаженной и безотказной работы оборудования. С недавнего времени активно разрабатываются, совершенствуются и внедряются системы автоматизированного управления технологическими процессами, созданными на базе самого передового микропроцессорного оборудования. Постоянно совершенствуются вычислительные мощности систем, совершенствуются устройства полевого уровня, будь то датчики, преобразователи, расходомеры.

В отличии от локальных систем автоматики, автоматизированная система управления имеет контроль над всеми узлами оборудования, соответственно может более точно предотвращать развитие аварийных ситуаций, которые там дорого обходятся энергетической отрасли.

Применение самых последних разработок в области микропроцессорной техники позволяет объединять системы автоматизации в АСУ ТП более высокого уровня, помимо сбора и диагностики информации, такие системы занимаются групповым регулированием работы агрегатов и других технологических схем, слаженная и безотказная работа которых повышает выработку энергоресурсов.

Промышленные программируемые логические контроллеры достигли колоссальной производительности, что в комплексе с резервированием делает их работу максимально безотказной и быстродействующей.

Сейчас научно-технический прогресс так же не стоит на месте. Опробуются и внедряются всё новые системы автоматизации. Развитие и удешевление базы микроэлектронных компонентов позволяет разработчикам экспериментировать и создавать всё более совершенные системы.

Автоматизация технологических процессов

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.

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.

Автоматизация технологических процессов и производств не означает, что эти процессы возможны без труда человека. Труд людей и сегодня остается основой производства, меняется лишь его характер и содержание. На человека ложатся функции конструирования автоматических устройств, их периодической наладки, разработки и введения программ, что требует высокой квалификации специалистов, а в целом труд людей становится более сложным.

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.

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 промышленные роботы. 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.

Читайте также: