أدوات لأتمتة العمليات التكنولوجية

تُفهم أداة أتمتة العمليات على أنها مجموعة معقدة من الأجهزة التقنية التي تضمن حركة الأجهزة التنفيذية (العاملة) للآلة مع معلمات حركية معينة (المسارات وقوانين الحركة). في الحالة العامة ، يتم حل هذه المهمة عن طريق نظام تحكم (CS) ومحرك للجسم العامل. ومع ذلك ، في الآلات الأوتوماتيكية الأولى ، كان من المستحيل فصل محركات الأقراص ونظام التحكم إلى وحدات منفصلة. يظهر مثال على هيكل مثل هذه الآلة في الشكل 1.

الآلة تعمل على النحو التالي. يقود محرك كهربائي غير متزامن من خلال آلية النقل الرئيسية عمود الكامات في دوران مستمر. علاوة على ذلك ، يتم نقل الحركات بواسطة دافعات المقابلة من خلال آليات النقل 1 ... 5 إلى الهيئات العاملة 1 ... 5. لا يوفر عمود الكامات فقط نقل الطاقة الميكانيكية إلى الهيئات العاملة ، ولكنه أيضًا ناقل برنامج ، ينسق حركة الأخير في الوقت المناسب. في آلة بهذا الهيكل ، يتم دمج أنظمة القيادة والتحكم في آليات مفردة. قد يتوافق الهيكل أعلاه ، على سبيل المثال ، مع الرسم التخطيطي الحركي الموضح في الشكل 2.

يمكن أن يكون لآلة مماثلة لنفس الغرض والأداء المقابل ، من حيث المبدأ مخطط كتلةهو مبين في الشكل 3.

يعمل الإنسان الآلي الموضح في الشكل 3 على النحو التالي. يصدر نظام التحكم أوامر لمحركات الأقراص 1 ... 5 ، والتي تقوم بالحركة في مساحة الهيئات العاملة 1 ... 5. في هذه الحالة ، يقوم نظام التحكم بتنسيق المسارات في المكان والزمان. السمة الرئيسية للآلة هنا هي وجود نظام تحكم ومحركات محددة بوضوح لكل هيئة عمل. في الحالة العامة ، قد يشتمل الجهاز الآلي على مستشعرات تزود نظام التحكم بالمعلومات ذات الصلة اللازمة لتوليد أوامر معقولة. عادة ما يتم تثبيت المستشعرات أمام جسم العمل أو بعده (مستشعرات الموضع ، مقاييس التسارع ، مستشعرات السرعة الزاوية ، القوة ، الضغط ، درجة الحرارة ، إلخ). في بعض الأحيان توجد المستشعرات داخل محرك الأقراص (في الشكل 3 ، تظهر قناة نقل المعلومات بخط منقط) وتوفر نظام التحكم معلومات إضافية(القيمة الحالية ، ضغط الأسطوانة ، معدل تغير التيار ، إلخ) ، والتي تستخدم لتحسين جودة التحكم. يتم النظر في مثل هذه الوصلات بمزيد من التفصيل في الدورات الخاصة ، ووفقًا للهيكل (الشكل 3) ، يمكن بناء مجموعة متنوعة من الأوتوماتا ، تختلف اختلافًا جوهريًا عن بعضها البعض. السمة الرئيسية لتصنيفها هي نوع SU. في الحالة العامة ، يظهر تصنيف أنظمة التحكم وفقًا لمبدأ التشغيل في الشكل 4.

يمكن أن تكون أنظمة الدورة مغلقة أو مفتوحة. الجهاز الآلي ، هيكله ومخططه الحركية المبينان في الشكل 1 والشكل 2 ، على التوالي ، له نظام تحكم مفتوح. غالبًا ما يشار إلى هذه الآلات باسم "الحمقى الميكانيكيين" لأنها تعمل طالما أن عمود الكامات يدور. لا تتحكم CS في معلمات العملية التكنولوجية وفي حالة سوء التنظيم الآليات الفرديةتستمر الآلة في إنتاج المنتجات ، حتى لو كان زواجًا. في بعض الأحيان قد يكون هناك محرك واحد أو أكثر بدون ردود فعل في الجهاز (انظر محرك الأقراص 3 في الشكل 3). يوضح الشكل 5 الرسم التخطيطي الحركي للآلة مع نظام التحكم في الحلقة المفتوحة ومحركات الأقراص المنفصلة. يمكن التحكم في جهاز آلي بمثل هذا المخطط فقط في الوقت المناسب (لضمان البدء المنسق لحركة الهيئات العاملة في الوقت المناسب) باستخدام وحدة تحكم قابلة لإعادة البرمجة ، وجهاز قيادة مع عمود كامات ، ودائرة منطقية مطبقة على أي قاعدة عنصر (عناصر هوائية ، مرحلات ، الدوائر الدقيقة ، إلخ.). يتمثل العيب الرئيسي للتحكم في الوقت في المبالغة القسرية في تقدير معلمات دورة الماكينة ، وبالتالي انخفاض الإنتاجية. في الواقع ، عند إنشاء خوارزمية للتحكم في الوقت ، يتعين على المرء أن يأخذ في الاعتبار عدم الاستقرار المحتمل لتشغيل محركات الأقراص من حيث وقت الاستجابة ، الذي لا يتم التحكم فيه ، عن طريق المبالغة في تقدير الفترات الزمنية بين توريد أوامر التحكم. خلاف ذلك ، قد يحدث تصادم بين عناصر العمل ، على سبيل المثال ، بسبب زيادة عرضية في وقت شوط أسطوانة واحدة وانخفاض وقت شوط الأسطوانة الأخرى.

في الحالات التي يكون فيها من الضروري التحكم في المواقف الأولية والنهائية لهيئات العمل (من أجل ، على سبيل المثال ، لاستبعاد تصادمها) ، يتم استخدام أنظمة التحكم الدورية مع ردود الفعل على الموقف. يوضح الشكل 6 مخططًا حركيًا لجهاز آلي مع نظام التحكم هذا. تأتي الإشارات المرجعية لمزامنة عمليات تشغيل الهيئات العاملة 1 ... 5 من مستشعرات الموضع 7 ... 16. على عكس الآلة ذات الهيكل والرسم البياني الحركي الموضحين في الشكلين 1 و 2 ، فإن هذه الآلة لديها دورة أقل استقرارًا. في الحالة الأولى ، يتم تحديد جميع معلمات الدورة (أوقات العمل والخمول) فقط من خلال سرعة عمود الكامات ، وفي الحالة الثانية (الشكل 4 و 6) تعتمد على وقت استجابة كل أسطوانة (إنها وظيفة من وظائف الحالة) من الاسطوانة والمعلمات الحالية التي تميز العملية التكنولوجية). ومع ذلك ، فإن هذا المخطط ، بالمقارنة مع المخطط الموضح في الشكل 5 ، يسمح لك بزيادة إنتاجية الماكينة من خلال التخلص من الفواصل الزمنية غير الضرورية بين إصدار أوامر التحكم.

تتوافق جميع المخططات الحركية المذكورة أعلاه مع أنظمة التحكم الدورية. في الحالة التي يكون فيها أحد محركات التشغيل الآلي على الأقل لديه تحكم موضعي أو محيطي أو تكيفي ، فمن المعتاد تسميته CS ، على التوالي ، موضعي ، كفافي أو تكيفي.

يوضح الشكل 7 جزءًا من الرسم التخطيطي الحركي للصينية الدوارة لجهاز آلي مع نظام التحكم في الموضع. يتم تنفيذ محرك القرص الدوار RO بواسطة مغناطيس كهربائي ، يتكون من مبيت 1 ، حيث يوجد الملف 2 والحديد المتحرك 3. متصل بصندوق الدوران RO. يتم توصيل الرافعة 8 بالجسم الثابت بواسطة زنبرك 9. العنصر المتحرك لمستشعر موضع قياس الجهد 10 متصل بشكل صارم بحديد التسليح.

عندما يتم تطبيق الجهد على الملف 2 ، فإن المحرك يضغط الزنبرك ، ويقلل فجوة الدائرة المغناطيسية ، ويحرك التناضح العكسي عن طريق آلية ربط مستقيمة تتكون من بكرة 7 ووصلة 8. يوفر النابض 9 إغلاقًا قويًا للأسطوانة والربط. يزود مستشعر الموضع CS بمعلومات حول الإحداثيات الحالية لـ RO.

يزيد نظام التحكم من التيار في اللف حتى يصل المحرك ، وبالتالي ، التناضح العكسي المرتبط به بشكل صارم ، إلى إحداثيات معينة ، وبعد ذلك يتم موازنة قوة الزنبرك بواسطة قوة الجر الكهرومغناطيسية. قد يبدو هيكل نظام التحكم في محرك الأقراص هذا ، على سبيل المثال ، مشابهًا لما هو موضح في الشكل 8.

يعمل SU على النحو التالي. يخرج قارئ البرنامج إلى مدخلات محول الإحداثيات متغيرًا × 0 معبرًا عنه ، على سبيل المثال ، في رمز ثنائي ويتوافق مع الإحداثيات المطلوبة من المحرك. من إخراج محولات الإحداثيات ، أحدها عبارة عن جهاز استشعار ردود الفعل، يتم توفير الفولتية U و U 0 لجهاز المقارنة ، والذي يولد إشارة خطأ DU ، متناسبة مع الفرق في الفولتية عند مدخلاته. يتم تغذية إشارة الخطأ إلى مدخلات مضخم الطاقة ، والذي ، بناءً على علامة وحجم DU ، ينتج تيار I إلى لف المغناطيس الكهربائي. إذا أصبحت قيمة الخطأ صفراً ، فإن التيار يستقر عند المستوى المناسب. بمجرد إزاحة ارتباط الإخراج لسبب أو لآخر من موضع معين ، تبدأ القيمة الحالية في التغيير بطريقة تعيده إلى موضعه الأصلي. وبالتالي ، إذا كان نظام التحكم يخصص بشكل تسلسلي للمحرك مجموعة محدودة من إحداثيات M المسجلة على ناقل البرنامج ، فسيكون لمحرك الأقراص نقاط تحديد M. عادةً ما تحتوي أنظمة التحكم الدورية على نقطتي تحديد موضع لكل إحداثيات (لكل محرك أقراص). في الأنظمة الموضعية الأولى ، كان عدد الإحداثيات محدودًا بعدد مقاييس الجهد ، كل منها يعمل على تخزين إحداثيات معينة. تسمح لك وحدات التحكم الحديثة بتعيين وتخزين وإخراج عدد غير محدود تقريبًا من نقاط تحديد المواقع في رمز ثنائي.

يوضح الشكل 8 مخططًا حركيًا لمحرك كهروميكانيكي نموذجي مع نظام تحكم محيطي. تستخدم محركات الأقراص هذه على نطاق واسع في الأدوات الآلية ذات التحكم العددي. يتم استخدام Tachogenerator (مستشعر السرعة الزاوية) 6 و inductosyn (مستشعر الإزاحة الخطية) 7 كأجهزة استشعار للتغذية المرتدة ، ومن الواضح أن الآلية الموضحة في الشكل. 8 ، يمكن التحكم في نظام الموقع (انظر الشكل 7).

وهكذا ، وفقا ل مخطط حركيمن المستحيل التمييز بين كفاف وموضع SU. الحقيقة هي أنه في نظام التحكم الكنتوري ، يتذكر جهاز البرمجة ويخرج ليس مجموعة من الإحداثيات ، بل وظيفة مستمرة. وبالتالي ، فإن نظام الكنتور هو في الأساس نظام موضعي مع عدد لا حصر له من نقاط تحديد المواقع ووقت انتقال متحكم به لـ RO من نقطة إلى أخرى. في أنظمة التحكم الموضعي والكنتوري ، يوجد عنصر التكيف ، أي يمكنهم ضمان تقدم RO في نقطة معينةأو حركته وفقًا لقانون معين مع ردود فعل مختلفة عليه من الجانب بيئة.

ومع ذلك ، من الناحية العملية ، تعتبر أنظمة التحكم التكيفية من تلك الأنظمة التي ، اعتمادًا على رد الفعل الحالي للبيئة ، يمكن أن تغير خوارزمية الجهاز.

من الناحية العملية ، عند تصميم آلة أوتوماتيكية أو خط أوتوماتيكي ، من المهم للغاية اختيار محركات الآليات وأنظمة التحكم في مرحلة التصميم الأولي. هذه المهمة متعددة المعايير. عادةً ما يتم اختيار المحركات وأنظمة التحكم وفقًا للمعايير التالية:

تكلفة ن ؛

الموثوقية ن ؛

قابلية الصيانة ن ؛

- الاستمرارية البناءة والتكنولوجية.

السلامة من الحرائق والانفجارات ؛

n مستوى ضوضاء التشغيل ؛

ن المقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي (تشير إلى SU) ؛

ن مقاومة للإشعاع الصلب (يشير إلى SU) ؛

ن الوزن وخصائص الحجم.

يمكن تصنيف جميع المحركات وأنظمة التحكم وفقًا لنوع الطاقة المستخدمة. عادةً ما تستخدم محركات الآلات التكنولوجية الحديثة: الطاقة الكهربائية (المحركات الكهروميكانيكية) ، وطاقة الهواء المضغوط (المحركات الهوائية) ، وطاقة تدفق السوائل (المحركات الهيدروليكية) ، وطاقة الخلود (المحركات الفراغية) ، ومحركات الاحتراق الداخلي. في بعض الأحيان يتم استخدام محركات الأقراص المدمجة في الآلات. على سبيل المثال: كهرو-هوائي ، هوائي-هيدروليكي ، كهروهيدروليكي ، إلخ. نبذة الخصائص المقارنةيتم عرض محركات الدفع في الجدول 1. بالإضافة إلى ذلك ، عند اختيار محرك الأقراص ، يجب مراعاة آلية النقل وخصائصها. لذلك ، يمكن أن يكون المحرك نفسه رخيصًا ، لكن آلية النقل باهظة الثمن ، ويمكن أن تكون موثوقية المحرك كبيرة ، وموثوقية آلية النقل صغيرة ، وما إلى ذلك.

أهم جانباختيار نوع محرك الأقراص هو الخلافة. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان محرك واحد على الأقل في آلة مصممة حديثًا هيدروليكيًا ، فمن الجدير النظر في إمكانية استخدام المكونات الهيدروليكية لهيئات العمل الأخرى. إذا تم استخدام المكونات الهيدروليكية لأول مرة ، فيجب أن نتذكر أنها ستتطلب التثبيت بجوار معدات محطة هيدروليكية كبيرة ومكلفة للغاية من حيث معايير الوزن والحجم. الشيء نفسه ينطبق على بضغط الهواء. في بعض الأحيان يكون من غير المعقول وضع خط هوائي أو حتى شراء ضاغط من أجل محرك هوائي واحد في جهاز واحد. كقاعدة عامة ، عند تصميم المعدات ، يجب على المرء أن يسعى لاستخدام نفس النوع من محركات الأقراص. في هذه الحالة ، بالإضافة إلى ما سبق ، يتم تبسيط الصيانة والإصلاح إلى حد كبير. مقارنة أعمق أنواع مختلفةلا يمكن إنتاج محركات وأنظمة التحكم إلا بعد دراسة تخصصات خاصة.

أسئلة لضبط النفس

1. ما يسمى بأداة أتمتة العمليات فيما يتعلق بالإنتاج؟

2. ضع قائمة بالمكونات الرئيسية لآلة الإنتاج الأوتوماتيكية.

3. ما الذي عمل كحامل برنامج في أول دورة أوتوماتا؟

4. ما هو تطور آلات الإنتاج الأوتوماتيكية؟

5. اذكر أنواع أنظمة التحكم المستخدمة في معدات العملية.

6. ما هو SU مغلق ومفتوح؟

7. ما هي السمات الرئيسية لوحدة النظام الدورية؟

8. ما هو الفرق بين أنظمة التحكم الموضعية وأنظمة التحكم الكنتورية؟

9. ما يسمى SS التكيفي؟

10. ما هي العناصر الرئيسية لمحرك الآلة؟

11. على أي أسس يتم تصنيف محركات الأقراص الآلية؟

12. اذكر الأنواع الرئيسية للمحركات المستخدمة في الآلات التكنولوجية.

13. ضع قائمة بمعايير مقارنة المحركات وأنظمة التحكم.

14. أعط مثالاً لمحرك دوري مغلق.

يعتبر إدخال الأتمتة على نطاق واسع الطريقة الأكثر فعالية لزيادة إنتاجية العمل.

في العديد من المرافق ، من أجل تنظيم العملية التكنولوجية الصحيحة ، من الضروري الحفاظ على القيم المحددة للمعايير الفيزيائية المختلفة لفترة طويلة أو تغييرها بمرور الوقت وفقًا لقانون معين. نظرًا للتأثيرات الخارجية المختلفة على الكائن ، فإن هذه المعلمات تنحرف عن المحددات المحددة. يجب أن يؤثر المشغل أو السائق على الكائن بطريقة لا تتجاوز قيم المعلمات القابلة للتعديل الحدود المسموح بها ، أي التحكم في الكائن. وظائف فرديةيمكن للمشغل أداء مجموعة متنوعة من الأجهزة الأوتوماتيكية. يتم تنفيذ تأثيرها على الكائن بأمر من الشخص الذي يراقب حالة المعلمات. يسمى هذا التحكم التلقائي. من أجل استبعاد أي شخص تمامًا من عملية التحكم ، يجب إغلاق النظام: يجب أن تراقب الأجهزة انحراف المعلمة الخاضعة للرقابة ، وبالتالي ، تعطي أمرًا للتحكم في الكائن. يسمى نظام التحكم المغلق هذا بنظام التحكم الآلي (ACS).

ظهرت أول أبسط أنظمة التحكم الآلي للحفاظ على القيم المحددة لمستوى السائل وضغط البخار وسرعة الدوران في النصف الثاني من القرن الثامن عشر. مع التطور المحركات البخارية. كان إنشاء أول المنظمين الآليين أمرًا بديهيًا وكان ميزة فردية للمخترعين. لمزيد من تطوير أدوات الأتمتة ، كانت هناك حاجة إلى طرق لحساب وحدات التحكم الأوتوماتيكية. بالفعل في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. تم إنشاء نظرية متماسكة للتحكم الآلي على أساس الأساليب الرياضية. في أعمال D.K. Maxwell "حول المنظمين" (1866) و I.A. Vyshnegradsky " النظرية العامةالمنظمون "(1876) ،" في منظمات العمل المباشر "(1876) ، يعتبر المنظمون وموضوع التنظيم لأول مرة نظامًا ديناميكيًا واحدًا. تتوسع نظرية التنظيم التلقائي وتتعمق باستمرار.

تتميز المرحلة الحالية من تطوير الأتمتة بمضاعفات كبيرة لمهام التحكم الآلي: زيادة في عدد المعلمات القابلة للتعديل وعلاقة الكائنات الخاضعة للتنظيم ؛ زيادة الدقة المطلوبة للتنظيم وسرعتها ؛ زيادة التحكم عن بعد ، إلخ. لا يمكن حل هذه المهام إلا على أساس التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة ، والإدخال الواسع النطاق للمعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر العالمية.

بدأ إدخال الأتمتة على نطاق واسع في محطات التبريد في القرن العشرين فقط ، ولكن في الستينيات تم إنشاء مصانع كبيرة مؤتمتة بالكامل.

لإدارة مختلف العمليات التكنولوجيةمن الضروري الحفاظ في حدود معينة ، وفي بعض الأحيان تغيير قيمة واحد أو أكثر وفقًا لقانون معين كميات فيزيائية. في الوقت نفسه ، من الضروري التأكد من عدم حدوث أوضاع تشغيل خطيرة.

يُطلق على الجهاز الذي تحدث فيه عملية تتطلب تنظيمًا مستمرًا "كائنًا مضبوطًا" أو كائنًا قصيرًا (الشكل 1 أ).

الكمية الفيزيائية ، التي يجب ألا تتجاوز قيمتها حدودًا معينة ، تسمى معلمة مضبوطة أو مضبوطة ويُشار إليها بالحرف X. يمكن أن تكون درجة الحرارة t ، والضغط p ، ومستوى السائل H ، والرطوبة النسبية؟ سيتم الإشارة إلى القيمة الأولية (المحددة) للمعامل المتحكم به بواسطة X 0. نتيجة للتأثيرات الخارجية على الكائن ، قد تنحرف القيمة الفعلية لـ X عن X 0 المحدد. يُطلق على مقدار انحراف المعلمة الخاضعة للرقابة عن قيمتها الأولية عدم التطابق:

التأثير الخارجي على الكائن ، والذي لا يعتمد على المشغل ويزيد من عدم التطابق ، يسمى الحمل ويشار إليه Mn (أو QH - عندما يتعلق الأمر بالحمل الحراري).

لتقليل عدم التطابق ، من الضروري ممارسة تأثير على الكائن المقابل للحمل. يسمى التأثير المنظم على الكائن ، والذي يقلل من عدم التطابق ، التأثير التنظيمي - M p (أو Q P - مع التعرض الحراري).

تظل قيمة المعلمة X (على وجه الخصوص ، X 0) ثابتة فقط عندما يكون إدخال التحكم مساويًا للحمل:

X \ u003d const فقط عندما M · p \ u003d M n.

هذا هو القانون الأساسي للتنظيم (يدويًا وآليًا). لتقليل عدم التطابق الإيجابي ، من الضروري أن تكون M p أكبر في القيمة المطلقة من M n. والعكس صحيح عندما م ص<М н рассогласование увеличивается.

الأنظمة الآلية. من خلال التحكم اليدوي ، من أجل تغيير إجراء التحكم ، يتعين على السائق أحيانًا إجراء عدد من العمليات (فتح أو إغلاق الصمامات ، ومضخات البدء ، والضواغط ، وتغيير أدائها ، وما إلى ذلك). إذا تم تنفيذ هذه العمليات بواسطة أجهزة آلية بأمر من شخص (على سبيل المثال ، بالضغط على زر "ابدأ") ، فإن طريقة التشغيل هذه تسمى التحكم الآلي. يظهر مخطط معقد لمثل هذا التحكم في الشكل. 1 ب ، تحول العناصر 1 و 2 و 3 و 4 معلمة مادية إلى أخرى ، أكثر ملاءمة للانتقال إلى العنصر التالي. تظهر الأسهم اتجاه التأثير. يمكن أن تضغط إشارة الإدخال للتحكم التلقائي في التحكم X على زر ، وتحريك مقبض مقاومة متغيرة ، وما إلى ذلك. لزيادة قوة الإشارة المرسلة ، يمكن توفير طاقة إضافية E للعناصر الفردية.

للتحكم في الكائن ، يحتاج السائق (المشغل) إلى تلقي المعلومات باستمرار من الكائن ، أي للتحكم: قياس قيمة المعلمة القابلة للتعديل X وحساب مقدار عدم التطابق؟ يمكن أيضًا أن تكون هذه العملية آلية (التحكم التلقائي) ، أي تثبيت الأجهزة التي ستظهر أو تسجل قيمة X أو تعطي إشارة عندما يتجاوز X الحدود المسموح بها.

تسمى المعلومات الواردة من الكائن (السلسلة 5-7) التغذية المرتدة ، ويسمى التحكم التلقائي الاتصال المباشر.

من خلال التحكم الآلي والتحكم الآلي ، يحتاج المشغل فقط إلى النظر إلى الأدوات والضغط على الزر. هل من الممكن أتمتة هذه العملية من أجل الاستغناء عن المشغل تمامًا؟ اتضح أنه يكفي تطبيق إشارة خرج التحكم التلقائي Xk على إدخال التحكم التلقائي (إلى العنصر 1) حتى تصبح عملية التحكم مؤتمتة بالكامل. عندما يقارن هذا العنصر 1 الإشارة X بـ X 3. كلما زاد عدم التطابق X ، زاد الفرق X إلى --X 3 ، وبالتالي يزداد التأثير التنظيمي لـ M p.

تسمى أنظمة التحكم الأوتوماتيكية ذات سلسلة الإجراءات المغلقة ، والتي يتم فيها إنشاء إجراء التحكم اعتمادًا على عدم التطابق ، بنظام التحكم الآلي (ACS).

تشكل عناصر التحكم الآلي (1-4) والتحكم (5-7) عند إغلاق الدائرة منظمًا تلقائيًا. وهكذا ، يتكون نظام التحكم الآلي من كائن ووحدة تحكم تلقائية (الشكل 1 ج). وحدة التحكم التلقائية (أو ببساطة وحدة التحكم) هي جهاز يدرك عدم التطابق ويعمل على كائن بطريقة تقلل من عدم التطابق.

وفقًا لغرض التأثير على الكائن ، يتم تمييز أنظمة التحكم التالية:

أ) الاستقرار

ب) البرمجيات ،

ج) يراقب

د) التحسين.

تحافظ أنظمة التثبيت على قيمة ثابت المعلمة المتحكم فيه (ضمن الحدود المحددة). وضعهم ثابت.

أنظمة البرمجياتتحتوي عناصر التحكم على إعداد يتغير بمرور الوقت وفقًا لبرنامج معين.

في أنظمة التتبعيتغير الإعداد باستمرار اعتمادًا على بعض العوامل الخارجية. في منشآت تكييف الهواء ، على سبيل المثال ، يكون من الأفضل الحفاظ على درجة حرارة الغرفة أعلى في الأيام الحارة منها في الأيام الباردة. لذلك ، من المستحسن تغيير الإعداد باستمرار اعتمادًا على درجة الحرارة الخارجية.

في تحسين الأنظمةتتم معالجة المعلومات الواردة إلى وحدة التحكم من الكائن والبيئة الخارجية مسبقًا لتحديد القيمة الأكثر فائدة للمعامل المتحكم فيه. يتغير الإعداد وفقًا لذلك.

للحفاظ على القيمة المحددة للمعلمة الخاضعة للرقابة X 0 ، بالإضافة إلى أنظمة التحكم الآلي ، يتم أحيانًا استخدام نظام تتبع الحمل الأوتوماتيكي (الشكل 1 ، د). في هذا النظام ، تدرك وحدة التحكم تغيير الحمل ، وليس عدم التطابق ، مما يوفر مساواة مستمرة M p = M n. من الناحية النظرية ، يتم توفير X 0 = const تمامًا. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، بسبب التأثيرات الخارجية المختلفة على عناصر المنظم (التداخل) ، يمكن انتهاك المساواة M R = M n. تبين أن عدم التطابق X الذي يحدث في هذه الحالة يكون أكبر بكثير مما هو عليه في نظام التحكم الآلي ، حيث لا توجد ردود فعل في نظام تتبع الحمل ، أي أنه لا يستجيب لعدم التطابق؟

في الأنظمة الأوتوماتيكية المعقدة (الشكل 1 ، هـ) ، جنبًا إلى جنب مع الدوائر الرئيسية (المباشرة وردود الفعل) ، قد تكون هناك دوائر إضافية للتغذية المرتدة والمباشرة. إذا كان اتجاه السلسلة الإضافية يتطابق مع الاتجاه الرئيسي ، فيُسمى الخط المستقيم (السلاسل 1 و 4) ؛ إذا لم تتطابق اتجاهات التأثيرات ، فستحدث ردود فعل إضافية (الدوائر 2 و 3). تعتبر مدخلات النظام الأوتوماتيكي هي القوة الدافعة ، والإخراج هو المعلمة القابلة للتعديل.

إلى جانب الصيانة التلقائية للمعلمات ضمن الحدود المحددة ، من الضروري أيضًا حماية التركيبات من الأوضاع الخطرة ، والتي يتم تنفيذها بواسطة أنظمة الحماية التلقائية (ACS). يمكن أن تكون وقائية أو طارئة.

تعمل الحماية الوقائية على أجهزة التحكم أو العناصر الفردية للجهة المنظمة قبل بدء الوضع الخطير. على سبيل المثال ، في حالة انقطاع إمداد المكثف بالمياه ، يجب إيقاف الضاغط دون انتظار حدوث زيادة طارئة في الضغط.

تدرك الحماية في حالات الطوارئ انحراف المعلمة القابلة للتعديل ، وعندما تصبح قيمتها خطيرة ، تقوم بإيقاف تشغيل إحدى عقد النظام بحيث لا يزداد عدم التطابق بعد الآن. عندما يتم تشغيل الحماية التلقائية ، يتوقف الأداء الطبيعي لنظام التحكم الآلي وعادة ما تتجاوز المعلمة الخاضعة للرقابة الحدود المسموح بها. إذا ، بعد تشغيل الحماية ، عادت المعلمة المراقبة إلى المنطقة المحددة ، يمكن لنظام التحكم التلقائي تشغيل العقدة المنفصلة مرة أخرى ، ويستمر نظام التحكم في العمل بشكل طبيعي (الحماية القابلة لإعادة الاستخدام).

في المنشآت الكبيرة ، غالبًا ما يتم استخدام SAS لمرة واحدة ، أي بعد عودة المعلمة الخاضعة للرقابة إلى المنطقة المسموح بها ، لم تعد العقد التي تم تعطيلها بواسطة الحماية نفسها قيد التشغيل.

عادةً ما يتم دمج SAZ مع إنذار (عام أو متباين ، أي يشير إلى سبب العملية). فوائد الأتمتة. للكشف عن مزايا الأتمتة ، دعنا نقارن ، على سبيل المثال ، الرسوم البيانية لتغيرات درجة الحرارة في غرفة التبريد أثناء التحكم اليدوي والآلي (الشكل 2). دع درجة الحرارة المطلوبة في الغرفة تتراوح من 0 إلى 2 درجة مئوية. عندما تصل درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية (النقطة 1) ، يقوم السائق بإيقاف الضاغط. تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع ، وعندما ترتفع إلى حوالي 2 درجة مئوية ، يقوم السائق بتشغيل الضاغط مرة أخرى (النقطة 2). يوضح الرسم البياني أنه نظرًا لتشغيل أو إيقاف الضاغط في الوقت المناسب ، فإن درجة الحرارة في الغرفة تتجاوز الحدود المسموح بها (النقاط 3 ، 4 ، 5). مع ارتفاع درجات الحرارة بشكل متكرر (القسم أ) ، تقل مدة الصلاحية المسموح بها ، وتتدهور جودة المنتجات القابلة للتلف. تؤدي درجة الحرارة المنخفضة (القسم ب) إلى انكماش المنتجات ، وفي بعض الأحيان تقلل مذاقها ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن التشغيل الإضافي للضاغط يهدر الكهرباء ومياه التبريد ويؤدي إلى تآكل الضاغط قبل الأوان.

مع التنظيم التلقائي ، يتم تشغيل مفتاح درجة الحرارة وإيقاف الضاغط عند 0 و +2 درجة مئوية.

تعمل الوظائف الرئيسية لأجهزة الحماية أيضًا بشكل أكثر موثوقية من أداء الشخص. قد لا يلاحظ السائق زيادة سريعة في الضغط في المكثف (بسبب انقطاع إمدادات المياه) ، أو عطل في مضخة الزيت ، وما إلى ذلك ، بينما تتفاعل الأجهزة مع هذه الأعطال على الفور. صحيح ، في بعض الحالات ، من المرجح أن يلاحظ السائق المشاكل ، وسوف يسمع طرقة في ضاغط معيب ، وسيشعر بتسرب الأمونيا المحلي. ومع ذلك ، فقد أظهرت تجربة التشغيل أن التركيبات الآلية تعمل بشكل أكثر موثوقية.

وبالتالي ، توفر الأتمتة المزايا الرئيسية التالية:

1) تقليل الوقت المستغرق في الصيانة ؛

2) صيانة النظام التكنولوجي المطلوب بدقة أكبر ؛

3) خفض تكاليف التشغيل (للكهرباء والمياه والإصلاحات وما إلى ذلك) ؛

4) يزيد من موثوقية التركيبات.

على الرغم من هذه المزايا ، فإن الأتمتة تكون مجدية فقط إذا كان لها ما يبررها اقتصاديًا ، أي أن التكاليف المرتبطة بالأتمتة يتم تعويضها من خلال الوفورات الناتجة عن تنفيذها. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري أتمتة العمليات ، التي لا يمكن ضمان مسارها الطبيعي من خلال التحكم اليدوي: العمليات التكنولوجية الدقيقة ، والعمل في بيئة ضارة أو متفجرة.

من بين جميع عمليات الأتمتة ، فإن التحكم الآلي له أهمية عملية كبيرة. لذلك ، يعتبر ما يلي بشكل أساسي أنظمة تحكم أوتوماتيكية ، والتي هي أساس أتمتة محطات التبريد.

أدب

1. أتمتة العمليات التكنولوجية لإنتاج الغذاء / إد. إي بي كاربينا.

2. الأجهزة الآلية والمنظمين وآلات التحكم: كتيب / محرر. B. D. Kosharsky.

3. بيتروف. I. K. ، Soloshchenko M.N ، Tsarkov V.N. أدوات ووسائل الأتمتة لصناعة الأغذية: كتيب.

4. أتمتة العمليات التكنولوجية في صناعة الأغذية. سوكولوف.

في الواقع ، تتضمن هذه العملية عددًا كبيرًا من الأنشطة التي تنطوي على إنشاء واستخدام أدوات خاصة تعمل تلقائيًا ، وتطوير العمليات التكنولوجية التي تزيد من إنتاجية العمل ، وتجعل الزيادة في هذا المؤشر ثابتة.

تحديات واتجاهات الأتمتة

ترتبط أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج بالمشاكل ،

والتي تظهر غالبًا بسبب حقيقة أن كل حل محدد يجب أن يتعلق بعملية أو منتج أو جزء معين. لذلك يجب مراعاة جميع الميزات المميزة لهذه العناصر. من الصعب بشكل خاص الامتثال الكامل للأحجام والأشكال المحددة. يجب أن تفي جودة الجزء أيضًا بأعلى المتطلبات ، وإلا فلن يتم تنظيم سير العمل.

ما هي المتطلبات التي يجب أن تفي بها الشركات من أجل التحرك نحو الأتمتة؟

بادئ ذي بدء ، من أجل زيادة الإنتاجية بهذه الطريقة ، من الضروري تدريب الأفراد الذين لا يمكنهم فقط إدارة المعدات الجديدة ، ولكن أيضًا تقديم شيء جديد في هذا المجال. التعاون مطلوب

في الوقت نفسه ، يجب تنفيذ أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج نفسه بشكل شامل فقط ، ليس فيما يتعلق بأجزاء أو عناصر محددة ، ولكن بالنظام بأكمله. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري حساب الموارد المتاحة بالفعل في المؤسسة بأكبر قدر ممكن من الكفاءة. فقط في حالة استيفاء هذا الشرط ، سيعمل النظام دون أي مشاكل لمدة عام كامل.

وإلا كيف يمكن تحسين الإنتاجية؟

بادئ ذي بدء ، يمكن لأتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج أن تقلل من العدد الإجمالي للعمال الذين يعملون في الإنتاج. بفضل التقنيات الحديثة ، يمكن لعامل واحد أن يخدم عدة قطع من المعدات في وقت واحد. لذا تزداد الطاقة والعائدات ، بغض النظر عن الاتجاه الذي تعمل فيه هذه المؤسسة أو تلك.

بالإضافة إلى ذلك ، تسمح لك الأتمتة بتحسين ليس فقط نفسك ولكن أيضًا المعدات المستخدمة أثناء العمل.

أخيرًا ، يمكن الانتباه إلى تقليل تكلفة الإنتاج نفسه. يمكن تحقيق خفض التكلفة من خلال توحيد وتوحيد الأجزاء والآليات والتجمعات المستخدمة في المنظمة. عند تنظيم مثل هذه العملية مثل أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج , دون حل مثل هذه القضايا ببساطة لا تستطيع أن تفعل.

ميزات الأتمتة الحديثة

الشرط والمتطلبات الرئيسية التي تفرضها أنظمة التشغيل الآلي

العمليات التكنولوجية - استخدام أبسط المخططات لتحقيق أقصى قدر من النتائج. من الضروري توحيد ليس فقط التفاصيل نفسها ، ولكن أيضًا عناصرها المحددة.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تسعى التفاصيل نفسها لتقديم أبسط شكل ممكن. الشيء الرئيسي هو أن النموذج نفسه يجب أن يتوافق مع مستوى الإنتاج الحديث ، ويلبي جميع متطلباته.

لتبسيط الإنتاج الحديث ، لا ينبغي استخدام المواد التي يصعب معالجتها.

في الوقت نفسه ، يجب إصلاح أي جزء تتم معالجته بحزم وأمان. تتطلب أتمتة عمليات الصناعة هذا دائمًا. بفضل هذا ، لن يكون من الضروري تغيير شيء ما بشكل مصطنع واستخدام معدات إضافية.

يعتبر إدخال الوسائل التقنية إلى المؤسسات لأتمتة عمليات الإنتاج شرطًا أساسيًا للعمل الفعال. تعمل مجموعة متنوعة من أساليب الأتمتة الحديثة على توسيع نطاق تطبيقها ، بينما يتم تبرير تكلفة الميكنة ، كقاعدة عامة ، بالنتيجة النهائية في شكل زيادة في حجم المنتجات المصنعة ، فضلاً عن زيادة جودتها .

المنظمات التي تتبع مسار التقدم التكنولوجي تقود السوق ، وتوفر ظروف عمل أفضل وتقلل من الحاجة إلى المواد الخام. لهذا السبب ، لم يعد من الممكن تخيل المؤسسات الكبيرة دون تنفيذ مشاريع الميكنة - تنطبق الاستثناءات فقط على الصناعات اليدوية الصغيرة ، حيث لا تبرر أتمتة الإنتاج نفسها بسبب الاختيار الأساسي لصالح الإنتاج اليدوي. ولكن حتى في مثل هذه الحالات ، من الممكن تشغيل الأتمتة جزئيًا في بعض مراحل الإنتاج.

أساسيات الأتمتة

بمعنى واسع ، تتضمن الأتمتة إنشاء مثل هذه الظروف في الإنتاج التي ستسمح ، دون تدخل بشري ، بأداء مهام معينة لتصنيع المنتجات وإنتاجها. في هذه الحالة ، قد يكون دور المشغل هو حل المهام الأكثر أهمية. اعتمادًا على الأهداف ، يمكن أن تكون أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج كاملة أو جزئية أو معقدة. يتم تحديد اختيار نموذج معين من خلال تعقيد التحديث التقني للمؤسسة بسبب الملء التلقائي.

في المصانع والمصانع التي تم فيها تنفيذ الأتمتة الكاملة ، يتم عادةً نقل جميع وظائف التحكم في الإنتاج إلى أنظمة التحكم الميكانيكية والإلكترونية. هذا النهج هو الأكثر منطقية إذا كانت أوضاع التشغيل لا تتطلب تغييرات. في شكل جزئي ، يتم إدخال الأتمتة في مراحل الإنتاج الفردية أو أثناء ميكنة مكون تقني مستقل ، دون الحاجة إلى إنشاء بنية تحتية معقدة لإدارة العملية بأكملها. عادةً ما يتم تنفيذ مستوى متكامل من أتمتة الإنتاج في مناطق معينة - يمكن أن يكون قسمًا أو ورشة عمل أو خطًا ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يتحكم المشغل في النظام نفسه دون التأثير على سير العمل المباشر.

أنظمة التحكم الآلي

بادئ ذي بدء ، من المهم ملاحظة أن مثل هذه الأنظمة تنطوي على سيطرة كاملة على مؤسسة أو مصنع أو مصنع. قد تنطبق وظائفهم على قطعة معينة من المعدات أو ناقل أو ورشة عمل أو موقع إنتاج. في هذه الحالة ، تتلقى أنظمة أتمتة العمليات المعلومات من الكائن المخدوم وتعالجها ، وبناءً على هذه البيانات ، قم بإجراء تصحيحي. على سبيل المثال ، إذا كان تشغيل المجمع المُطلق لا يفي بمعايير المعايير التكنولوجية ، فسيقوم النظام بتغيير أوضاع التشغيل الخاصة به من خلال قنوات خاصة وفقًا للمتطلبات.

كائنات الأتمتة ومعلماتها

تتمثل المهمة الرئيسية في تنفيذ وسائل ميكنة الإنتاج في الحفاظ على معايير الجودة للمنشأة ، والتي ستؤثر أيضًا على خصائص المنتج نتيجة لذلك. اليوم ، يحاول الخبراء عدم الخوض في جوهر المعلمات التقنية للأشياء المختلفة ، نظرًا لأن إدخال أنظمة التحكم ، من الناحية النظرية ، ممكن في أي مكون من مكونات الإنتاج. إذا أخذنا في الاعتبار في هذا الصدد أساسيات أتمتة العمليات التكنولوجية ، فستشمل قائمة كائنات الميكنة نفس الورش ، والناقلات ، وجميع أنواع الأجهزة والتركيبات. يمكن للمرء فقط مقارنة درجة تعقيد إدخال الأتمتة ، والتي تعتمد على مستوى وحجم المشروع.

فيما يتعلق بالمعلمات التي تعمل بها الأنظمة الأوتوماتيكية ، من الممكن التمييز بين مؤشرات المدخلات والمخرجات. في الحالة الأولى ، هذه هي الخصائص الفيزيائية للمنتج ، وكذلك خصائص الكائن نفسه. في الثانية ، هذه هي مباشرة مؤشرات الجودة للمنتج النهائي.

الوسائل التقنية التنظيمية

تُستخدم الأجهزة التي توفر التنظيم في أنظمة الأتمتة في شكل أجهزة إشارات خاصة. اعتمادًا على الغرض ، يمكنهم مراقبة معلمات العملية المختلفة والتحكم فيها. على وجه الخصوص ، قد تشتمل أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج على أجهزة إشارات لمؤشرات درجة الحرارة والضغط وخصائص التدفق وما إلى ذلك من الناحية الفنية ، يمكن تنفيذ الأجهزة كأجهزة غير قابلة للتطوير مع عناصر تلامس كهربائية عند الإخراج.

يختلف مبدأ تشغيل أجهزة إشارات التحكم أيضًا. إذا أخذنا في الاعتبار أجهزة درجة الحرارة الأكثر شيوعًا ، فيمكننا التمييز بين النماذج المانومترية والزئبق والنماذج ثنائية المعدن والثرمستور. يتم تحديد الأداء الهيكلي ، كقاعدة عامة ، من خلال مبدأ التشغيل ، ولكن ظروف العمل لها أيضًا تأثير كبير عليها. اعتمادًا على اتجاه المؤسسة ، يمكن تصميم أتمتة العمليات والصناعات التكنولوجية مع توقع ظروف تشغيل محددة. لهذا السبب ، تم تطوير أجهزة التحكم أيضًا مع التركيز على الاستخدام في ظروف الرطوبة العالية أو الضغط الفيزيائي أو تأثير المواد الكيميائية.

أنظمة الأتمتة القابلة للبرمجة

تحسنت جودة الإدارة والتحكم في عمليات الإنتاج بشكل ملحوظ على خلفية الإمداد النشط للمؤسسات بأجهزة الحوسبة والمعالجات الدقيقة. من وجهة نظر الاحتياجات الصناعية ، لا تسمح إمكانيات الوسائل التقنية القابلة للبرمجة بتوفير تحكم فعال في العمليات التكنولوجية فحسب ، بل تتيح أيضًا أتمتة التصميم ، فضلاً عن إجراء اختبارات وتجارب الإنتاج.

تعمل أجهزة الكمبيوتر ، المستخدمة في المؤسسات الحديثة ، على حل مشاكل التنظيم والتحكم في العمليات التكنولوجية في الوقت الفعلي. تسمى أدوات أتمتة الإنتاج هذه بأنظمة الكمبيوتر وتعمل على مبدأ التجميع. تشتمل الأنظمة على كتل ووحدات وظيفية موحدة ، يمكن من خلالها إجراء تكوينات مختلفة وتكييف المجمع للعمل في ظروف معينة.

الوحدات والآليات في أنظمة الأتمتة

يتم التنفيذ المباشر لعمليات العمل بواسطة الأجهزة الكهربائية والهيدروليكية والهوائية. وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتضمن التصنيف آليات وظيفية وجزئية. في صناعة المواد الغذائية ، عادة ما يتم تنفيذ هذه التقنيات. تتضمن أتمتة الإنتاج في هذه الحالة إدخال الآليات الكهربائية والهوائية ، والتي قد يشمل تصميمها محركات كهربائية وهيئات تنظيمية.

المحركات الكهربائية في أنظمة الأتمتة

غالبًا ما يتم تشكيل أساس المحركات بواسطة المحركات الكهربائية. وفقًا لنوع عنصر التحكم ، يمكن تقديمها في إصدارات عدم الاتصال والاتصال. يمكن للوحدات التي يتم التحكم فيها بواسطة أجهزة اتصال الترحيل ، عند التلاعب بها من قبل المشغل ، تغيير اتجاه حركة الهيئات العاملة ، لكن سرعة العمليات تظل دون تغيير. إذا كان من المفترض أتمتة وميكنة العمليات التكنولوجية باستخدام أجهزة غير ملامسة ، يتم استخدام مضخمات أشباه الموصلات - كهربائية أو مغناطيسية.

اللوحات ولوحات التحكم

لتثبيت المعدات التي يجب أن توفر الإدارة والتحكم في عملية الإنتاج في المؤسسات ، يتم تركيب الألواح والدروع الخاصة. يضعون أجهزة للتحكم الآلي والتنظيم ، ومعدات التحكم والقياس ، وآليات الحماية ، فضلاً عن العناصر المختلفة للبنية التحتية للاتصالات. حسب التصميم ، يمكن أن يكون هذا الدرع عبارة عن خزانة معدنية أو لوحة مسطحة يتم تركيب معدات التشغيل الآلي عليها.

وحدة التحكم ، بدورها ، هي مركز التحكم عن بعد - وهذا نوع من منطقة المرسل أو المشغل. من المهم ملاحظة أن أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج يجب أن توفر أيضًا إمكانية الوصول إلى الصيانة من قبل الموظفين. يتم تحديد هذه الوظيفة إلى حد كبير من خلال اللوحات واللوحات التي تسمح لك بإجراء الحسابات وتقييم مؤشرات الإنتاج ، وبشكل عام ، مراقبة عملية العمل.

تصميم أنظمة الأتمتة

الوثيقة الرئيسية التي تعمل كدليل للتحديث التكنولوجي للإنتاج لغرض الأتمتة هي المخطط. يعرض هيكل ومعلمات وخصائص الأجهزة التي ستعمل لاحقًا كوسيلة للميكنة الآلية. في الإصدار القياسي ، يعرض الرسم البياني البيانات التالية:

• مستوى (مقياس) الأتمتة في مؤسسة معينة ؛
• تحديد معلمات تشغيل الكائن ، والتي يجب تزويدها بوسائل التحكم والتنظيم ؛
• خصائص التحكم - المشغل الكامل ، البعيد ؛
• إمكانية حجب المشغلات والوحدات ؛
• تكوين موقع الوسائل التقنية ، بما في ذلك لوحات المفاتيح واللوحات.

أدوات الأتمتة المساعدة

على الرغم من دورها الثانوي ، توفر الأجهزة الإضافية وظائف مراقبة وتحكم مهمة. بفضلهم ، يتم توفير الاتصال بين الأجهزة التنفيذية والشخص. فيما يتعلق بالمعدات ذات الأجهزة المساعدة ، يمكن أن تشمل أتمتة الإنتاج محطات الضغط على الزر ومرحلات التحكم والمفاتيح المختلفة ووحدات التحكم. هناك العديد من التصميمات والأصناف لهذه الأجهزة ، ولكن جميعها تركز على التحكم المريح والآمن للوحدات الرئيسية في المنشأة.

يعتبر إدخال الوسائل التقنية إلى المؤسسات لأتمتة عمليات الإنتاج شرطًا أساسيًا للعمل الفعال. تعمل مجموعة متنوعة من أساليب الأتمتة الحديثة على توسيع نطاق تطبيقها ، بينما يتم تبرير تكلفة الميكنة ، كقاعدة عامة ، بالنتيجة النهائية في شكل زيادة في حجم المنتجات المصنعة ، فضلاً عن زيادة جودتها .

المنظمات التي تتبع مسار التقدم التكنولوجي تقود السوق ، وتوفر ظروف عمل أفضل وتقلل من الحاجة إلى المواد الخام. لهذا السبب ، لم يعد من الممكن تخيل المؤسسات الكبيرة دون تنفيذ مشاريع الميكنة - تنطبق الاستثناءات فقط على الصناعات اليدوية الصغيرة ، حيث لا تبرر أتمتة الإنتاج نفسها بسبب الاختيار الأساسي لصالح الإنتاج اليدوي. ولكن حتى في مثل هذه الحالات ، من الممكن تشغيل الأتمتة جزئيًا في بعض مراحل الإنتاج.

أساسيات الأتمتة

بمعنى واسع ، تتضمن الأتمتة إنشاء مثل هذه الظروف في الإنتاج التي ستسمح ، دون تدخل بشري ، بأداء مهام معينة لتصنيع المنتجات وإنتاجها. في هذه الحالة ، قد يكون دور المشغل هو حل المهام الأكثر أهمية. اعتمادًا على الأهداف ، يمكن أن تكون أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج كاملة أو جزئية أو معقدة. يتم تحديد اختيار نموذج معين من خلال تعقيد التحديث التقني للمؤسسة بسبب الملء التلقائي.

في المصانع والمصانع التي تم فيها تنفيذ الأتمتة الكاملة ، يتم عادةً نقل جميع وظائف التحكم في الإنتاج إلى أنظمة التحكم الميكانيكية والإلكترونية. هذا النهج هو الأكثر منطقية إذا كانت أوضاع التشغيل لا تتطلب تغييرات. في شكل جزئي ، يتم إدخال الأتمتة في مراحل الإنتاج الفردية أو أثناء ميكنة مكون تقني مستقل ، دون الحاجة إلى إنشاء بنية تحتية معقدة لإدارة العملية بأكملها. عادةً ما يتم تنفيذ مستوى متكامل من أتمتة الإنتاج في مناطق معينة - يمكن أن يكون قسمًا أو ورشة عمل أو خطًا ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يتحكم المشغل في النظام نفسه دون التأثير على سير العمل المباشر.

أنظمة التحكم الآلي

بادئ ذي بدء ، من المهم ملاحظة أن مثل هذه الأنظمة تنطوي على سيطرة كاملة على مؤسسة أو مصنع أو مصنع. قد تنطبق وظائفهم على قطعة معينة من المعدات أو ناقل أو ورشة عمل أو موقع إنتاج. في هذه الحالة ، تتلقى أنظمة أتمتة العمليات المعلومات من الكائن المخدوم وتعالجها ، وبناءً على هذه البيانات ، قم بإجراء تصحيحي. على سبيل المثال ، إذا كان تشغيل المجمع المُطلق لا يفي بمعايير المعايير التكنولوجية ، فسيقوم النظام بتغيير أوضاع التشغيل الخاصة به من خلال قنوات خاصة وفقًا للمتطلبات.

كائنات الأتمتة ومعلماتها

تتمثل المهمة الرئيسية في تنفيذ وسائل ميكنة الإنتاج في الحفاظ على معايير الجودة للمنشأة ، والتي ستؤثر أيضًا على خصائص المنتج نتيجة لذلك. اليوم ، يحاول الخبراء عدم الخوض في جوهر المعلمات التقنية للأشياء المختلفة ، نظرًا لأن إدخال أنظمة التحكم ، من الناحية النظرية ، ممكن في أي مكون من مكونات الإنتاج. إذا أخذنا في الاعتبار في هذا الصدد أساسيات أتمتة العمليات التكنولوجية ، فستشمل قائمة كائنات الميكنة نفس الورش ، والناقلات ، وجميع أنواع الأجهزة والتركيبات. يمكن للمرء فقط مقارنة درجة تعقيد إدخال الأتمتة ، والتي تعتمد على مستوى وحجم المشروع.

فيما يتعلق بالمعلمات التي تعمل بها الأنظمة الأوتوماتيكية ، من الممكن التمييز بين مؤشرات المدخلات والمخرجات. في الحالة الأولى ، هذه هي الخصائص الفيزيائية للمنتج ، وكذلك خصائص الكائن نفسه. في الثانية ، هذه هي مباشرة مؤشرات الجودة للمنتج النهائي.

الوسائل التقنية التنظيمية

تُستخدم الأجهزة التي توفر التنظيم في أنظمة الأتمتة في شكل أجهزة إشارات خاصة. اعتمادًا على الغرض ، يمكنهم مراقبة معلمات العملية المختلفة والتحكم فيها. على وجه الخصوص ، قد تشتمل أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج على أجهزة إشارات لمؤشرات درجة الحرارة والضغط وخصائص التدفق وما إلى ذلك من الناحية الفنية ، يمكن تنفيذ الأجهزة كأجهزة غير قابلة للتطوير مع عناصر تلامس كهربائية عند الإخراج.

يختلف مبدأ تشغيل أجهزة إشارات التحكم أيضًا. إذا أخذنا في الاعتبار أجهزة درجة الحرارة الأكثر شيوعًا ، فيمكننا التمييز بين النماذج المانومترية والزئبق والنماذج ثنائية المعدن والثرمستور. يتم تحديد الأداء الهيكلي ، كقاعدة عامة ، من خلال مبدأ التشغيل ، ولكن ظروف العمل لها أيضًا تأثير كبير عليها. اعتمادًا على اتجاه المؤسسة ، يمكن تصميم أتمتة العمليات والصناعات التكنولوجية مع توقع ظروف تشغيل محددة. لهذا السبب ، تم تطوير أجهزة التحكم أيضًا مع التركيز على الاستخدام في ظروف الرطوبة العالية أو الضغط الفيزيائي أو تأثير المواد الكيميائية.

أنظمة الأتمتة القابلة للبرمجة

تحسنت جودة الإدارة والتحكم في عمليات الإنتاج بشكل ملحوظ على خلفية الإمداد النشط للمؤسسات بأجهزة الحوسبة والمعالجات الدقيقة. من وجهة نظر الاحتياجات الصناعية ، لا تسمح إمكانيات الوسائل التقنية القابلة للبرمجة بتوفير تحكم فعال في العمليات التكنولوجية فحسب ، بل تتيح أيضًا أتمتة التصميم ، فضلاً عن إجراء اختبارات وتجارب الإنتاج.

تعمل أجهزة الكمبيوتر ، المستخدمة في المؤسسات الحديثة ، على حل مشاكل التنظيم والتحكم في العمليات التكنولوجية في الوقت الفعلي. تسمى أدوات أتمتة الإنتاج هذه بأنظمة الكمبيوتر وتعمل على مبدأ التجميع. تشتمل الأنظمة على كتل ووحدات وظيفية موحدة ، يمكن من خلالها إجراء تكوينات مختلفة وتكييف المجمع للعمل في ظروف معينة.

الوحدات والآليات في أنظمة الأتمتة

يتم التنفيذ المباشر لعمليات العمل بواسطة الأجهزة الكهربائية والهيدروليكية والهوائية. وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتضمن التصنيف آليات وظيفية وجزئية. في صناعة المواد الغذائية ، عادة ما يتم تنفيذ هذه التقنيات. تتضمن أتمتة الإنتاج في هذه الحالة إدخال الآليات الكهربائية والهوائية ، والتي قد يشمل تصميمها محركات كهربائية وهيئات تنظيمية.

المحركات الكهربائية في أنظمة الأتمتة

غالبًا ما يتم تشكيل أساس المحركات بواسطة المحركات الكهربائية. وفقًا لنوع عنصر التحكم ، يمكن تقديمها في إصدارات عدم الاتصال والاتصال. يمكن للوحدات التي يتم التحكم فيها بواسطة أجهزة اتصال الترحيل ، عند التلاعب بها من قبل المشغل ، تغيير اتجاه حركة الهيئات العاملة ، لكن سرعة العمليات تظل دون تغيير. إذا كان من المفترض أتمتة وميكنة العمليات التكنولوجية باستخدام أجهزة غير ملامسة ، يتم استخدام مضخمات أشباه الموصلات - كهربائية أو مغناطيسية.

اللوحات ولوحات التحكم

لتثبيت المعدات التي يجب أن توفر الإدارة والتحكم في عملية الإنتاج في المؤسسات ، يتم تركيب الألواح والدروع الخاصة. يضعون أجهزة للتحكم الآلي والتنظيم ، ومعدات التحكم والقياس ، وآليات الحماية ، فضلاً عن العناصر المختلفة للبنية التحتية للاتصالات. حسب التصميم ، يمكن أن يكون هذا الدرع عبارة عن خزانة معدنية أو لوحة مسطحة يتم تركيب معدات التشغيل الآلي عليها.

وحدة التحكم ، بدورها ، هي مركز التحكم عن بعد - وهذا نوع من منطقة المرسل أو المشغل. من المهم ملاحظة أن أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج يجب أن توفر أيضًا إمكانية الوصول إلى الصيانة من قبل الموظفين. يتم تحديد هذه الوظيفة إلى حد كبير من خلال اللوحات واللوحات التي تسمح لك بإجراء الحسابات وتقييم مؤشرات الإنتاج ، وبشكل عام ، مراقبة عملية العمل.

تصميم أنظمة الأتمتة

الوثيقة الرئيسية التي تعمل كدليل للتحديث التكنولوجي للإنتاج لغرض الأتمتة هي المخطط. يعرض هيكل ومعلمات وخصائص الأجهزة التي ستعمل لاحقًا كوسيلة للميكنة الآلية. في الإصدار القياسي ، يعرض الرسم البياني البيانات التالية:

• مستوى (مقياس) الأتمتة في مؤسسة معينة ؛
• تحديد معلمات تشغيل الكائن ، والتي يجب تزويدها بوسائل التحكم والتنظيم ؛
• خصائص التحكم - المشغل الكامل ، البعيد ؛
• إمكانية حجب المشغلات والوحدات ؛
• تكوين موقع الوسائل التقنية ، بما في ذلك لوحات المفاتيح واللوحات.

أدوات الأتمتة المساعدة

على الرغم من دورها الثانوي ، توفر الأجهزة الإضافية وظائف مراقبة وتحكم مهمة. بفضلهم ، يتم توفير الاتصال بين الأجهزة التنفيذية والشخص. فيما يتعلق بالمعدات ذات الأجهزة المساعدة ، يمكن أن تشمل أتمتة الإنتاج محطات الضغط على الزر ومرحلات التحكم والمفاتيح المختلفة ووحدات التحكم. هناك العديد من التصميمات والأصناف لهذه الأجهزة ، ولكن جميعها تركز على التحكم المريح والآمن للوحدات الرئيسية في المنشأة.