Методы и средства автоматизации производства.
Методы автоматизации производства
Научные основы А. п. развиваются главным образом по 3 направлениям.
Во-первых, разрабатывают методы эффективного изучения закономерностей объектов управления, их динамики, устойчивости, зависимости поведения от воздействия внешних факторов. Эти задачи решаются исследователями, конструкторами и технологами-специалистами конкретных областей науки и производства. Сложные процессы и объекты изучают методами физического и математического моделирования, исследования операций с использованием аналоговых и цифровых вычислительных машин.
Во-вторых, определяют экономически целесообразные методы управления, тщательно обосновывают цель и оценочную функцию управления, выбор наиболее эффективной зависимости между измеряемыми и управляющими параметрами процесса. На этой основе устанавливают правила принятия решений по управлению и выбирают стратегию поведения руководителей производства с учётом результатов экономических исследований, направленных на выявление рациональных закономерностей системы управления. Конкретные цели управления зависят от технико-экономических, социальных и других условий. Они состоят в достижении максимальной производительности процесса, стабилизации высокого качества выпускаемой продукции, наибольшего коэффициента использования топлива, сырья и оборудования, максимального объёма реализованной продукции и снижении затрат на единицу изделия и др.
|
|
|
В-третьих, ставится задача создания инженерных методов наиболее простого, надёжного и эффективного воплощения структуры и конструкции средств автоматизации, осуществляющих заданные функции измерения, обработки полученных результатов и управления. При разработке рациональных структур управления и технических средств их осуществления применяют теорию алгоритмов, автоматов, математическую логику и теорию релейных устройств. С помощью вычислительной техники автоматизируют многие процессы расчёта, проектирования и проверки устройств управления. Выбор оптимальных решений по сбору, передаче и обработке данных основывается на методах теории информации. При необходимости многоцелевого использования больших потоков информации применяются централизованные (интегральные) методы её обработки .
Структура управления, оптимально выбранная для выполнения заданных целей, в сочетании с комплексом технических средств (измерительных, регулирующих, исполнительных, по сбору и обработке информации всех видов и т. д.), во взаимодействии с объектом управления и человеком (оператором, диспетчером, контролёром, руководителем участка) на основе рационально построенных форм и потоков информации образует автоматизированную систему управления (АСУ).
|
|
|
В современную АСУ входят устройства для первичного формирования, автоматического извлечения и передачи, логической и математической обработки информации, устройства для представления полученных результатов человеку, выработки управляющих воздействий и исполнительные устройства. В ГПС все они группируются по функциональному, информационному и конструктивно-технологическому признакам, образуя на унифицированной элементной базе блочные наборы, из которых составляются необходимые агрегатные комплексы средств автоматизации.
Технические средства А. п. (Элементы автоматизации)
Для автоматического извлечения информации служат датчики (первичные преобразователи). Они представляют собой весьма разнообразные по принципам действия устройства, воспринимающие изменения контролируемых параметров технологических процессов. Современная измерительная техника может непосредственно оценивать более 300 различных физических, химических и других величин, но этого для автоматизации ряда новых областей человеческой деятельности бывает недостаточно. Экономически целесообразное расширение номенклатуры датчиков достигается унификацией чувствительных элементов. Чувствительные элементы, реагирующие на давление, силу, вес, скорость, ускорение, звук, свет, тепловое и радиоактивное излучения, применяются в датчиках для контроля загрузки оборудования и его рабочих режимов, качества обработки, учёта выпуска изделий, контроля за их перемещениями на конвейерах, запасами и расходом материалов, заготовок, инструмента и др. Выходные сигналы всех этих датчиков преобразуются в стандартные электрические или пневматические сигналы, которые передаются другими устройствами.
|
|
|
В состав устройств для передачи информации входят преобразователи сигналов (другой термин – анализаторы).Этими устройствами связываются все периферийные источники информации (клавишные устройства, датчики) с центральной частью системы управления. Их назначение — эффективное использование каналов связи, устранение искажений сигналов и влияния возможных помех при передаче по проводным и беспроводным линиям. К устройствам для логической и математической обработки информации относятся функциональные преобразователи, изменяющие характер, форму или сочетание сигналов информации, а также устройства для переработки информации по заданным алгоритмам (в т. ч. вычислительные машины) с целью осуществления законов и режимов управления (регулирования).
|
|
|
Вычислительные машины для связи с другими частями системы управления снабжаются устройствами ввода и вывода информации, а также запоминающими устройствами для временного хранения исходных данных, промежуточных и конечных результатов вычислений и др.
Устройства для представления информации показывают человеку-оператору состояние процессов производства и фиксируют его важнейшие параметры. Такими устройствами служат сигнальные табло, мнемонические схемы с наглядными символами на щитах или пультах управления, вторичные стрелочные и цифровые показывающие и регистрирующие приборы, электроннолучевые трубки, алфавитные и цифровые печатные машинки.
Устройства выработки управляющих воздействий преобразуют слабые сигналы информации в более мощные энергетические импульсы требуемой формы, необходимые для приведения в действие исполнительных устройств защиты, регулирования или управления.
Исполнительные устройства состоят из пусковой аппаратуры, исполнительных гидравлических, пневматических или электрических механизмов (сервомоторов) и регулирующих органов, воздействующих непосредственно на автоматизируемый процесс. Важно, чтобы их работа не вызывала излишних потерь энергии и снижения кпд процесса. Реализованная идея построения приборов для контроля, регулирования и управления в виде агрегатов, состоящих из самостоятельных блоков, выполняющих определённые функции, позволила путём различных сочетаний этих блоков получить широкую номенклатуру устройств для решения многообразных задач одними и теми же средствами. Унификация входных и выходных сигналов обеспечивает сочетание блоков с различными функциями и их взаимозаменяемость.
В состав А.п. входят пневматические, гидравлические и электрические приборы и устройства. Наибольшей универсальностью отличаются электрические устройства, предназначенные для получения, передачи и воспроизведения информации.
Применение универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики позволило свести разработку пневматических приборов в основном к сборке их из стандартных узлов и деталей с небольшим количеством соединений
Приводы -важнй элемент автоматизации. Приводы:
- пневмо;
- гидро;
- электро (шаговые, серво и т.д.)
Заключение:
Комплексная А. п. требует высокого уровня научной организации труда с широким применением разнообразных вспомогательных технических средств на рабочих местах производственного и управленческого персонала.
Комплексная А. п. на основе сплошной механизации, научной организации труда, широкого применения прогрессивной технологии и вычислительной техники — основное направление технического прогресса в современном машиностроении. Автоматизируются складские и транспортные операции, входной контроль, резка и раскрой материалов, рабочие и вспомогательные операции на станках (установка и фиксация заготовки, подвод и замена инструментов, перемещение на позициях обработки и отвод готовых деталей, подналадка станков). Осуществляются автоматическое регулирование режимов обработки и активный контроль изделий на станках. Создаются станки-автоматы, в том числе с программным управлением, автоматические линейные и роторные многооперационные агрегаты, жёсткие и гибкие автоматические поточные линии с гидравлическими, пневматическими, электрическими или комбинированными системами управления.
Автоматизация сборочных процессов — одна из наиболее сложных и актуальных проблем машиностроения. Она не только даёт большой экономический эффект, но и способствует значительному повышению надёжности изготовляемых машин, аппаратов и приборов, т. к. в этом случае процесс сборки не зависит от квалификации сборщика. Однако автоматизация сборки требует высокой степени взаимозаменяемости деталей и узлов, при условии, что особенности технологии автоматизированной сборки учитываются уже в процессе конструирования изделий, проектирования машин, аппаратов и приборов. В наибольшей степени условиям автоматизации отвечают модульные и блочные конструкции, печатный монтаж электрических схем, широкое применение неразъёмных соединений на основе запрессовки, холодной сварки и склеивания, а также замены болтовых и винтовых соединений технологически прогрессивными и более удобными в эксплуатации разъёмными соединениями. Качество собранных узлов и изделий в целом непрерывно контролируется в ходе автоматической сборки.
| |
Цели автоматизации
-Повышение эффективности производственного процесса.
-Повышение безопасности.
-Повышение экологичности.
-Повышение экономичности.
Задачи автоматизации:
-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
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)
 | |||
 | |||
| |
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 91; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!