Technológiai folyamatok automatizálása
A gyártási folyamatok automatizálása a gyártás fő iránya jelenleg világszerte. Minden, amit korábban maga az ember végzett, annak nemcsak fizikai, hanem szellemi funkciói is fokozatosan átkerülnek a technológiába, amely maga hajtja végre a technológiai ciklusokat, és gyakorolja az irányítást azok felett. Ez ma a modern technológia fő áramlata. Az ember szerepe sok iparágban mára csupán egy vezérlőre redukálódik az automatikus vezérlővel szemben.
Általános esetben a „folyamatszabályozás” alatt a folyamat elindításához, leállításához, valamint a fizikai mennyiségek (folyamatjelzők) fenntartásához, vagy kívánt irányba történő megváltoztatásához szükséges műveletek összességét értjük. A technológiai folyamatokat végrehajtó egyes gépeket, csomópontokat, eszközöket, eszközöket, gépek komplexumait és vezérlést igénylő eszközöket az automatizálásban vezérlő objektumoknak vagy irányított objektumoknak nevezzük. A kezelt objektumok rendeltetésük nagyon változatos.
A technológiai folyamatok automatizálása - a mechanizmusok és gépek irányítására fordított személy fizikai munkájának pótlása speciális eszközök működtetésével, amelyek ezt a vezérlést biztosítják (különböző paraméterek szabályozása, a termék bizonyos termelékenységének és minőségének elérése emberi beavatkozás nélkül) .
A gyártási folyamatok automatizálása lehetővé teszi a munka termelékenységének többszörös növelését, biztonságának, környezetbarátságának javítását, a termékek minőségének javítását, valamint a termelési erőforrások, köztük az emberi potenciál hatékonyabb felhasználását.
A technológiai folyamatok és a termelés automatizálása nem jelenti azt, hogy ezek a folyamatok emberi munka nélkül is lehetségesek. Az emberi munka ma is a termelés alapja marad, csak a természete és tartalma változik. Az automata eszközök tervezésének, időszakos beállításának, a programok kidolgozásának és bevezetésének feladatai egy személyre hárulnak, amihez magasan képzett szakemberekre van szükség, és általában az emberek munkája bonyolultabbá válik.
Minden technológiai folyamatot meghatározott céllal hoznak létre és hajtanak végre. A végtermék előállítása vagy köztes eredmény elérése. Tehát az automatizált gyártás célja lehet a termék válogatása, szállítása, csomagolása. A gyártásautomatizálás lehet teljes, összetett és részleges.
A részleges automatizálás akkor következik be, amikor egy műveletet vagy egy különálló gyártási ciklust automatikus üzemmódban hajtanak végre. Ebben az esetben egy személy korlátozott részvétele megengedett.Leggyakrabban részleges automatizálásra kerül sor, amikor a folyamat túl gyorsan halad ahhoz, hogy maga az ember teljes mértékben részt vegyen benne, miközben az elektromos berendezések által hajtott, meglehetősen primitív mechanikus eszközök kiváló munkát végeznek vele.
A részleges automatizálást általában a már működő berendezéseken használják, ez kiegészíti azt. A legnagyobb hatékonyságot azonban akkor mutatja, ha kezdettől fogva a teljes automatizálási rendszer része – azonnal kifejlesztik, legyártják és szerves részeként telepítik.
A komplex automatizálásnak külön nagy gyártási területet kell lefednie, lehet külön műhely, erőmű. Ebben az esetben a teljes termelés egyetlen összekapcsolt automatizált komplexum üzemmódjában működik. A gyártási folyamatok teljes automatizálása nem mindig tanácsos. Felhasználási területe a modern, magasan fejlett gyártás, amely rendkívül megbízható berendezéseket használ.
Az egyik gép vagy egység meghibásodása azonnal leállítja a teljes gyártási ciklust. Az ilyen termelésnek önszabályozással és önszerveződéssel kell rendelkeznie, amelyet egy korábban létrehozott program szerint hajtanak végre. Ugyanakkor a személy csak állandó vezérlőként vesz részt a gyártási folyamatban, figyelemmel kíséri a rendszer egészének és egyes részeinek állapotát, beavatkozik a gyártás beindításába és beindításába, valamint vészhelyzetek esetén, ill. egy ilyen esemény veszélye.
A gyártási folyamatok legmagasabb szintű automatizálása — teljes automatizálás... Ebben maga a rendszer nem csak a gyártási folyamatot gyakorolja, hanem annak teljes ellenőrzését is, amit automatikus vezérlőrendszerek hajtanak végre.A teljes automatizálásnak van értelme a költséghatékony, fenntartható gyártásban, kiépített technológiai folyamatokkal, állandó üzemmóddal.
A normától való minden lehetséges eltérést előre előre kell látni, és az ellenük védő rendszereket ki kell dolgozni. Teljes automatizálásra van szükség az emberi életet, egészséget veszélyeztető vagy számára hozzáférhetetlen helyeken - víz alatt, agresszív környezetben, űrben - végzett munkákhoz is.
Minden rendszer olyan komponensekből áll, amelyek meghatározott funkciókat látnak el. Egy automatizált rendszerben az érzékelők leolvasásokat vesznek és továbbítanak, hogy döntést hozzanak a rendszer működtetéséről, a parancsot már végrehajtja a készülék. Leggyakrabban elektromos berendezésekről van szó, mivel az elektromos áram segítségével célszerűbb parancsokat végrehajtani.
El kell választani az automata vezérlőrendszert és az automatát. Egy automatizált vezérlőrendszerben az érzékelők a leolvasásokat továbbítják a kezelő vezérlőpultjához, ő pedig a döntés meghozatala után továbbítja a parancsot a végrehajtó berendezésnek. Automatikus rendszerben - a jelet elektronikus eszközök elemzik, és döntést követően parancsot adnak a végrehajtó eszközöknek.
Az automata rendszerekben emberi részvételre van szükség, bár vezérlőként. Bármikor képes beavatkozni a technológiai folyamatba, korrigálni vagy megállítani azt.
Így a hőmérséklet-érzékelő megsérülhet, és hibás értékeket adhat le. Ebben az esetben az elektronika megbízhatónak tekinti adatait anélkül, hogy megkérdőjelezné azokat.
Az emberi elme sokszor felülmúlja az elektronikai eszközök képességeit, bár reakciósebességet tekintve alulmúlja őket. A kezelő felismerheti az érzékelő hibáját, felmérheti a kockázatokat, és egyszerűen kikapcsolhatja a folyamat megszakítása nélkül. Ugyanakkor teljesen biztosnak kell lennie abban, hogy ez nem vezet balesethez. A gépek számára elérhetetlen tapasztalat és intuíció segíti a döntésben.
Az automata rendszerekbe történő ilyen célzott beavatkozás nem jelent komoly kockázatot, ha szakember hozza meg a döntést. Az összes automatizálás kikapcsolása és a rendszer kézi vezérlési módba állítása súlyos következményekkel jár, mivel az ember nem tud gyorsan reagálni a helyzet változására.
Klasszikus példa erre a csernobili atomerőmű balesete, amely a múlt század legnagyobb ember okozta katasztrófája lett. Ez éppen az automata üzemmód leállása miatt történt, amikor a már kidolgozott veszélyelhárítási programok nem tudták befolyásolni a helyzet alakulását az állomás reaktorában.
Az egyes folyamatok automatizálása az iparban már a 19. században megkezdődött. Elég csak felidézni a Watt által tervezett gőzgépek automatikus centrifugális szabályozóját. De csak az ipari villamosenergia-felhasználás kezdetével vált lehetővé nem az egyes folyamatok, hanem a teljes technológiai ciklusok szélesebb körű automatizálása, ami annak köszönhető, hogy korábban a mechanikai erőt erőátvitelek, ill. meghajtók.
A villamos energia központosított előállítása és ipari felhasználása csak a huszadik században kezdődött - az első világháború előtt, amikor minden gépet saját villanymotorral szereltek fel. Ez a körülmény tette lehetővé nemcsak magának a gépnek a gyártási folyamatát, hanem a kezelését is. Ez volt az első lépés az automata gépek megalkotása felé... Aminek első mintái az 1930-as évek elején jelentek meg. Ekkor jelent meg maga az "automatizált gyártás" kifejezés.
Oroszországban, majd a Szovjetunióban az 1930-as és 1940-es években megtették az első lépéseket ebbe az irányba. Első alkalommal alkalmaznak automata fémvágó gépeket a csapágyalkatrészek gyártása során. Ezután következett a világ első teljesen automatizált traktormotorok dugattyúinak gyártása.
A technológiai ciklusokat egyetlen automatizált folyamatba vonták össze, kezdve az alapanyagok berakásával és a kész alkatrészek csomagolásával. Ez az akkori modern elektromos berendezések, a különféle relék, távkapcsolók és természetesen a meghajtók széleskörű használatának köszönhetően vált lehetővé.
És csak az első elektronikus számítógépek megjelenése tette lehetővé az automatizálás új szintjének elérését. Mostanra a technológiai folyamatot már nem csak különálló műveletek halmazának tekintik, amelyeket egy bizonyos sorrendben kell végrehajtani az eredmény elérése érdekében. Most az egész folyamat eggyé vált.
Jelenleg az automatikus vezérlőrendszerek nemcsak a gyártási folyamatot vezetik, hanem irányítják is, figyelemmel kísérik a vészhelyzetek és vészhelyzetek előfordulását.Beindítják és leállítják a technológiai berendezéseket, figyelik a túlterheléseket és gyakorolják a balesetek esetére történő intézkedéseket.
A közelmúltban az automatikus vezérlőrendszerek megkönnyítik a berendezések átépítését új termékek előállításához. Ez már egy egész rendszer, amely egyedi automatikus többmódusú rendszerekből áll, amelyek egy központi számítógéphez kapcsolódnak, amely egyetlen hálózatba köti őket, és feladatokat ad ki végrehajtásra.
Minden alrendszer egy külön számítógép, saját szoftverrel, amelyet saját feladatai ellátására terveztek. Ez már rugalmas gyártási modulok. Rugalmasnak nevezik őket, mert más technológiai folyamatokhoz konfigurálhatók, és ezáltal a termelés bővíthető, diverzifikálható.
Az automatizált gyártás csúcsa ipari robotok… Az automatizálás felülről lefelé hatotta át a gyártást. Automatikusan működik a gyártáshoz szükséges alapanyagok szállítására szolgáló szállítósor. A menedzsment és a tervezés automatizált. Az emberi tapasztalatot és intelligenciát csak ott használják, ahol az elektronika nem helyettesítheti azokat.