История развития автоматизации
Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области
Областное государственное автономное профессиональное учреждение ОГАПОУ «Корочанский СХТ»
Отчёт по заданию РГЗ
Выполнил:
Студент 21-Э группы
Виноградов Иван
Короча 2020
Содержание
Страницы сайта.
1.1. Страница Задание 1.
1.2. Страница Задание 2.
1.3. Страница Теоретическое задание
Практическая часть.
2.1. Теоретическое задание.
2.2. Задача 1
2.3. Задача 2
Страницы сайта.
Страница Задание 1.
Страница Задание 2.
Страница Теоретическое задание
Практическая часть.
История развития автоматизированных систем планирования.
Содержание:
1. Введение
2. История развития автоматизации
3. Развитие автоматизированных систем контроля
4. Основные этапы развития автоматизированных систем контроля
5. Автоматизированные системы контроля сегодня и завтра
6. Заключение
Введение
Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов.
Необходимость постоянно обновлять продукцию вызывает необходимость изыскивать высокопроизводительные методы технологии и организации производства: создавать быстропереналаживаемые участки, оснащенные станками с числовым программным управлением. Усиливается взаимосвязь всех подготовительных и производственных процессов - проектирования, освоения, производства изделий, транспортировки, складирования, контроля качества. Частая сменяемость продукции, необходимость поддерживать высокую конкурентоспособность новой продукции требует сокращения сроков проектирования, подготовки и освоения производства.
|
|
|
Решением вышеописанных проблем являются автоматизированные системы, которые приобретают решающую роль в развитии промышленного производства.
Автоматизация производства - это процесс, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация - это основа развития современной промышленности, генеральное направление научно-технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.
|
|
|
При частичной автоматизации часть функций управления производством автоматизирована, а часть выполняется рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). Как правило, такая автоматизация осуществляется в тех случаях, когда управление процессами вследствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку.
При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие-операторы только налаживают технику и контролируют её работу (автоматические комплексы). Комплексная автоматизация требует применения таких систем машин, оборудования, вспомогательной техники, работа которых превращает исходные материалы в готовый продукт без физического вмешательства человека.
Полная автоматизация производства - высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления.
Повышение эффективности производства и эксплуатации невозможно без хорошей организации службы контроля. Требования к качеству контроля сложных объектов и процессов непрерывно возрастают, так как это связано с уменьшением возможных потерь. Повышаются требования к входным, выходным и внутренним характеристикам систем контроля, усложняются их структура и алгоритмы. Качество системы определяется ее характеристиками; эффективность зависит от характеристик системы, требований со стороны объекта (или совокупности объектов) и организации процесса контроля.
|
|
|
Одно из наиболее общих требований состоит в обеспечении заданной вероятности выполнения объектом стоящей перед ним задачи. Например, контроль (и последующая профилактика) транспортных средств должен обеспечить высокую вероятность безаварийной работы на заданном интервале времени. Глубокое изучение объекта позволяет сформулировать более конкретные требования к системе контроля. Среди этих требований и задач, решаемых разработчиками и потребителями систем контроля, отметим следующие.
1. Обеспечение достаточной глубины и полноты контроля, что достигается поиском и отбором информативных признаков на основе детального анализа структуры, свойств и характеристик объекта.
2. Обеспечение заданной достоверности контроля путем рационального использования выбранных признаков, правильного задания допусков, использования высокоточных измерительных схем, обработки результатов цифровыми устройствами.
|
|
|
3. Организация эффективного контроля путем применения экономичных алгоритмов, прогнозирования состояния объекта, применения обобщенного контроля, позволяющего получить интегральную оценку состояния объекта.
4. Обеспечение высокой надежности путем организации самоконтроля, резервирования, применения надежных элементов.
Цель данной работы состоит в том, чтобы проследить историю развития автоматизированных систем контроля.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть историю развития автоматизации;
- рассмотреть основные этапы развития автоматизированных систем контроля;
- определить типовые подсистемы автоматизированных систем контроля;
- представить обобщенную структурную схему системы автоматического контроля;
- рассмотреть основные компоненты структур автоматических средств контроля;
- рассмотреть основные направления развития автоматизированных систем в будущем.
История развития автоматизации
История развития автоматизированных систем контроля неразрывно связана с историей развития автоматизации в целом. Рассмотрим этапы развития автоматизации.
Процесс автоматизации начался намного раньше чем нам могло бы казаться, автоматизация на самом деле появилась практически сразу же с возникновением производства, а само по себе производство существует давно, что точно никто и не скажет. Мы начнем рассматривать с появления самодействующих устройств.
Самодействующие устройства - прообразы современных автоматов - появились в глубокой древности. Однако в условиях мелкого кустарного и полукустарного производства вплоть до 18 в. практического применения они не получили и оставаясь занимательными "игрушками", свидетельствовали лишь о высоком искусстве древних мастеров.
Первый этап автоматизации охватывает период времени с начала XVIII до конца XIX столетия. В 20-е годы XVIII столетия в России А.Нартовым был разработан автоматический суппорт для токарно-копировального станка. В 1765 г. русским механиком И.И.Ползуновым - творцом первой паровой машины универсального назначения - был создан первый в мире промышленный автоматический регулятор для поддержания постоянного уровня воды в котле паровой машины. Измерительный орган - поплавок, находящийся на поверхности воды, перемещаясь, изменял подачу жидкости, идущей по трубе в котёл через отверстие клапана. Если уровень воды поднимался выше положенного, то поплавок, перемещаясь вверх, закрывал клапан и подача воды прекращалась. В регуляторе Ползунова была реализована идея, являющаяся и поныне центральной в устройствах автоматического регулирования. В 1784 г. английским механиком Дж. Уаттом также для паровой машины был разработан центробежный регулятор скорости, ставшей после этого основным источником механической энергии для привода станков, машин и механизмов.
Совершенствование орудий и приёмов труда, приспособление машин и механизмов для замены человека в производственных процессах вызвали в конце 18 в. - начале 19 в. резкий скачок уровня и масштабов производства, известный как промышленная революция 18-19 вв.
Промышленная революция создала необходимые условия для механизации производства в первую очередь прядильного, ткацкого, металло- и деревообрабатывающего. К. Маркс увидел в этом процессе принципиально новое направление технического прогресса и подсказал переход от применения отдельных машин к "автоматической системе машин", в которой за человеком остаются сознательные функции управления: человек становится рядом с процессом производства в качестве его контролёра и регулировщика.
С 60-х гг. 19 в., в связи с быстрым развитием железных дорог, стала очевидна необходимость автоматизации железнодорожного транспорта и прежде всего создания автоматических приборов контроля скорости для обеспечения безопасности движения поездов. В России одними из первых изобретений в этом направлении были автоматический указатель скорости инженера-механика С. Прауса (1868) и прибор для автоматической регистрации скорости движения поезда, времени его прибытия, продолжительности остановки, времени отправления и местонахождения поезда, созданный инженером В. Зальманом и механиком О. Графтио (1878). О степени распространения автоматических устройств в практике железнодорожного транспорта свидетельствует то, что на Московско-Брестской железной дороге уже в 1892 существовал отдел "механического контроля поездов".
Учение об автоматических устройствах до 19 в. замыкалось в рамки классической прикладной механики, рассматривавшей их как обособленные механизмы. Основы науки об автоматическом управлении по существу впервые были изложены в статье английского физика Дж. К. Максвелла "О регулировании" (1868) и труде русского учёного И. А. Вышнеградского "О регуляторах прямого действия" (1877), в котором впервые регулятор и машина рассматривались как единая система. А. Стодола, Я. И. Гардина и Н. Е. Жуковский, развивая эти работы, дали систематическое изложение теории автоматического регулирования.
В течение всего XIX столетия происходило совершенствование регуляторов для паровых машин. На первом этапе развития автоматизации были попытки создания автоматических станков и линий с жёсткой кинематической связью.
Следует отметить, что развитие автоматизации производства в этот период времени основывалось на принципах и методах классической механики.
Второй этап развития автоматизации производства охватывает период времени конец XIX и середина XX столетия. Этот этап связан с развитием электротехники и практическим использованием электричества в средствах автоматизации. В частности, важное значение имеет изобретение П.Л.Шиллнгом магнитоэлектрического реле (1850 г.) - одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф.М.Балюкевичем и др. в 80-х г.г. XIX столетия ряда устройств автоматической сигнализации на железнодорожном транспорте, создание С.Н.Апостоловым-Бердичевским и др. первой в мире автоматической телефонной станции.
К началу XX века относится широкое развитие и использование электрических систем автоматического регулирования. Индивидуальный привод отдельных рабочих органов машин и введение между ними электрических связей существенно упростили кинематику машин, сделали их менее громоздкими и более надёжными. Будучи более гибкими и удобными в эксплуатации, электрические связи позволили создать комбинированное электрическое и механическое программное управление, обеспечивающее автоматическое выполнение неизмеримо более сложных операций, чем на машинах-автоматах с механическим программным устройством. Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.
С появлением механических источников электрической энергии - электромашинных генераторов постоянного и переменного тока (динамомашин, альтернаторов) - и электродвигателей оказалась возможной централизованная выработка энергии, передача её на значительные расстояния и дифференцированное использование на местах потребления. Тогда же возникла необходимость в автоматической стабилизации напряжения генераторов, без которой их промышленное применение было ограниченным. Лишь после изобретения регуляторов напряжения с начала 20 в. электроэнергия стала использоваться для привода производственного оборудования. Наряду с паровыми машинами, энергия которых распределялась трансмиссионными валами и ремёнными передачами по станкам, постепенно распространялся и электропривод, вначале вытеснивший паровые машины для вращения трансмиссий, а затем получивший и индивидуальное применение, т. е. станки начали оснащать индивидуальными электродвигателями.
Переход от центрального трансмиссионного привода к индивидуальному в 20-х гг. 20 в. чрезвычайно расширил возможности совершенствования технологии механической обработки и повышения экономического эффекта. Простота и надёжность индивидуального электропривода позволили механизировать не только энергетику станков, но и управление ими. На этой основе возникли и получили развитие разнообразные станки-автоматы, многопозиционные агрегатные станки и автоматические линии. Широкое применение автоматизированного электропривода в 30-е гг. 20 в. не только способствовало механизации многих отраслей промышленности, но по существу положило начало современной автоматизации производства. Тогда же возник и сам термин "автоматизация производства".
В СССР освоение автоматизированных средств управления и регулирования производственных процессов началось одновременно с созданием тяжёлой промышленности и машиностроения и проводилось в соответствии с решениями Коммунистической партии и Советского правительства об индустриализации и механизации производства. В 1930 по инициативе Г. М. Кржижановского в Главэнергоцентре ВСНХ СССР был организован комитет по автоматике для руководства работами по автоматизации в энергетике. В правлении Всесоюзного электротехнического объединения (ВЭО) в 1932 было создано бюро автоматизации и механизации заводов электропромышленности. Началось применение автоматизированного оборудования в тяжёлой, лёгкой и пищевой промышленности, совершенствовалась транспортная автоматика. В специальном машиностроении наряду с отдельными автоматами были введены в действие конвейеры с принудительным ритмом движения. Организовано Всесоюзное объединение точной индустрии (ВОТИ) по производству и монтажу приборов контроля и регулирования.
В научно-исследовательских институтах энергетики, металлургии, химии, машиностроения, коммунального хозяйства создавались лаборатории автоматики. Проводились отраслевые и всесоюзные совещания и конференции по перспективам её применения. Начались технико-экономические исследования значения А. п. для развития промышленности в различных социальных условиях. В 1935 в Академии наук СССР стала работать Комиссия телемеханики и автоматики для обобщения и координации научно-исследовательских работ в этой области. Началось издание журнала "Автоматика и телемеханика".
В 1936 Д. С. Хардер (США) определял автоматизацию как "автоматическое манипулирование деталями между отдельными стадиями производственного процесса". По-видимому, вначале этим термином обозначали связывание станков с автоматическим оборудованием передачи и подготовки материалов. Позднее Хардер распространил значение этого термина на каждую операцию производственного процесса.
Высокая экономическая эффективность, технологическая целесообразность и часто эксплуатационная необходимость способствовали широкому распространению автоматизации в промышленности, на транспорте, в технике связи, в торговле и различных сферах обслуживания. Её основные предпосылки: более эффективное использование экономических ресурсов - энергии, сырья, оборудования, рабочей силы и капиталовложений. При этом улучшается качество и обеспечивается однородность выпускаемой продукции, повышается надёжность эксплуатации установок и сооружений.
Социалистическое государство, рассматривая автоматизацию производства как один из наиболее мощных факторов развития народного хозяйства, осуществляет её по единому комплексному плану, увязанному с соответствующими ассигнованиями и материально-техническим обеспечением.
Сороковые-пятидесятые годы XX столетия ознаменовались началом бурного развития радиоэлектроники. Электронные устройства обеспечивают более высокие быстродействия, чувствительность, точность и надежность автоматических систем. Наступил третий этап развития автоматизации с широким использованием управляющих ЭВМ, которые для каждого момента времени рассчитывают оптимальные режимы технологического процесса и вырабатывают управляющие команды по всем автоматизируемым операциям.
В ходе выполнения первых трёх пятилетних планов развития народного хозяйства (1928-41) были созданы первые заводы, производящие приборы и аппаратуру автоматики и телемеханики для автоматизации производства. Во время Великой Отечественной войны (1941-45) автоматизация производства имела огромное значение в материально-техническом обеспечении фронта и удовлетворении нужд оборонной промышленности СССР. В первом послевоенном плане восстановления и развития народного хозяйства (1946-50) была предусмотрена дальнейшая автоматизация в энергетике, химической, нефтяной и нефтехимической промышленности, широкое внедрение в производство автоматизированного электропривода. Программа дальнейшего развития автоматизации производства в период 1953-58, принятая на 19-м съезде КПСС, предусматривала, в частности, механизацию работ и автоматизацию производства на предприятиях чёрной металлургии, в горной промышленности, в машиностроении, а также полную автоматизацию ГЭС.
Практически 50-е гг. явились периодом, когда автоматизация производства начала внедряться во все имеющие значительный удельный вес отрасли народного хозяйства СССР. В машиностроении - производстве тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин - были пущены автоматические линии; начал работать автоматизированный завод по производству поршней для автомобильных двигателей. Закончен перевод на автоматическое управление агрегатов ГЭС, многие из них были полностью автоматизированы. На ряде крупнейших ТЭЦ были автоматизированы котельные цехи. В металлургической промышленности около 95% чугуна и 90% стали выплавлялось в автоматизированных печах; были введены в эксплуатацию первые автоматизированные прокатные станы. Пущены автоматические установки на нефтеперерабатывающих предприятиях. Осуществлено телемеханическое управление газопроводами. Автоматизированы многие системы водоснабжения. Начали действовать автоматические бетонные заводы. Лёгкая и пищевая промышленность стала широко оснащаться автоматами и полуавтоматами для расфасовки, дозировки и упаковки продукции и автоматическими линиями по производству продуктов. Парк автоматизированного оборудования в 1953 вырос в 10 раз по сравнению с 1940. В металлообрабатывающей промышленности появились станки с программным управлением. Для производства массовой продукции были применены роторные автоматические линии. Во взрывоопасных химических производствах получило широкое распространение телемеханическое управление процессами.
Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса. Современные микроэлектроника и ЭВМ позволяют достичь высшего уровня автоматизации.
Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, сочетающая непрерывность производственных процессов с автоматическим их выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении (РЭП) развивается в направлении создания станков, автоматов, полуавтоматов и агрегатов с ЧПУ автоматизированных и автоматических поточных линий, автоматизированных и автоматических участков, цехов и даже заводов.
Автоматическая линия (АЛ) - это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, при посредстве которых производится обработка деталей или сборка изделий по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ).
Роль рабочего на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию готового изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов.
В соответствии с функциональным назначением АЛ могут быть механообрабатывающими, механосборочными, сборочными, заготовительными, контрольно-измерительными, упаковочными и др.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 60; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!