Формы и этапы автоматизации технологических комплексов
Технологический комплекс – это совокупность технологических средств оснащения, функционально взаимосвязанных между собой и предназначенных для выполнения заданных технологических процессов и операций, которые регламентированы условиями производства.
Различные технологические процессы могут иметь различные уровни автоматизации. Например, при частичной автоматизации автоматизированы отдельные машины, оборудование, механизмы и участки технологического комплекса. При полной автоматизации автоматизированы все вспомогательные и основные участки технологического процесса, то есть автоматизации подвергаются все технологическое машины, механизмы и оборудование. Основными формами автоматизации являются:
- Автоматическое регулирование и управление.
- Технологическая сигнализация.
- Автоматическая защита, блокировка и контроль.
- Дистанционное управление.
Типовая структура автоматизированного технологического комплекса
Работа автоматизированного технологического комплекса определяется задающей программой. В этом случае осуществляются:
- Автоматическая оптимизация обобщенных показателей качества работы автоматизированного технологического комплекса.
- Контроль состояния механического, электротехнического и технологического оборудования.
- Контроль и регулирование механических, электромагнитных, технологических переменных, показателей качества готовой продукции.
В общем случае задача автоматизированного технологического комплекса состоит в преобразовании исходного вещества в готовую продукцию на основе получения от технологической среды данных в виде задающей программы и энергии, как показано на рисунке ниже.
Рисунок 1. Преобразование исходного вещества в готовую продукцию. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Издержки функционирования автоматизированного технологического комплекса, к которым относятся искажения параметров сети электроснабжения, вредные влияния на окружающую среду, электромагнитные поля, должны сводиться к допустимому уровню, предусмотренному соответствующими стандартами, а технологические отходы переработаны в полезную продукцию. При этом готовая продукция должна соответствовать требованиям стандарта качества и производиться за минимально короткое время при минимальной затрате энергии. Пример функциональной схемы автоматизированного комплекса изображен на рисунке ниже.
Рисунок 2. Схема автоматизированного комплекса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: М - индивидуальный привод; УП - управляемые преобразователи; КП - контролируемые микроконтроллеры приводов; КТ - микроконтроллер; МП - магистральный преобразователь; ПК - персональный компьютер; ПО - пульт оператора.
Исполнительные механизмы оснащаются индивидуальными приводами с электрическими двигателями, управляемыми преобразователями, программируемыми микроконтроллерами приводов. Совместная работа приводов и механизмов агрегата обеспечивается программируемым микроконтроллером, а координация совместной работы агрегатов комплекса одним из микроконтроллеров или специализированным компьютером в составе станции оператора. Через магистральный преобразователь осуществляется связь комплекса с системой управления технологическим процессом.
Микроконтроллеры взаимодействуют через коммуникационную связь, структура которой может быть различной. Управление и контроль агрегатов осуществляется с пульта оператора. Контроллерами приводов осуществляются управление силовой частью преобразователей, регулирование момента электрического двигателя, положения и скорости механизмов, управление пуском, остановом и рабочим режимом, автоматической настройкой регуляторов во время наладки. Технологическим контроллером обеспечивается выработка заданий, управление пуском, остановом и рабочим режимом агрегата и т. п.
Компьютерные системы управления приводами, агрегатами, механизмами и комплексами выполняются по единой идеологии, предусматривающей гибкое варьирование программных и аппаратных средств. В общем случае в их состав входят модули интеллектуальной периферии, системы визуализации, программируемые контроллеры, средства коммутации, персональные компьютеры, системы обслуживания и программаторы. В состав систем обслуживания и визуализации входят средства от простых дисплеев до информационных систем. Компьютеры и программаторы используются для отладки, подготовки и записи программ в контроллеры. В соответствии с задачами непрерывного и программно-логического управления, диагностирования и контроля состояния функциональных узлов технологического оборудования, отображения данных, имеется стандартное программное обеспечение в виде функциональных блоков, которые обеспечивают решения задач. В состав функционального блока входят программные пакеты, которые реализуют типовые функции от арифметической обработки логических цепей до отработки алгоритмов управления.
