Элементы автоматизации производства
В настоящее время существует большое количество направлений замены человеческого труда машинным. При этом главную роль играет специальное оборудование, которое различается уровнем сложности. Самыми популярными элементами автоматизации производственных процессов являются:
- Промышленные роботы.
- Станки с числовым программным управлением.
- Автоматизированные системы.
Числовое программное управление – это область техники, которая связана с использованием цифровых вычислительных устройств для управления производственными процессами.
Благодаря компьютеризированным системам обеспечивается управление технологическими приводами на программном уровне. Станки, которые были усовершенствованы таким образом, способны автоматически выполнять сложные операции технологического процесса. К основным преимуществам станков с числовым программным управлением относятся: минимальное время перемещения суппорта вхолостую, высокоточная обработка, многоинструментальная обработка, широкие возможности регулирования подачи, высокая маневренность рабочих деталей.
В последнее время наблюдается рост применения промышленных роботов в производстве Благодаря им организовываются полностью автоматизированные циклы производства, при этом сохраняется точность выполняемых операций. Первый прототип промышленного робота появился в 60-х годах прошлого века. Такие устройства подразделяются на три типа:
- Интерактивные.
- Автоматические.
- Биотехнические.
Автоматизированные системы используются для управления производственным процессом при участии человека в качестве оператора, математических алгоритмов и специального программного обеспечения. Автоматизированные системы управления делятся на:
- Системы управления предприятием.
- Системы управления технологическими процессами.
История развития систем промышленной автоматизации
Прообразы современных средств автоматизации появились еще в глубокой древности, но до 18 века практического применения они не получили. Промышленная революция создала необходимые условия для механизации производства, в первую очередь прядильного, ткацкого, металлообрабатывающего. Карл Маркс предсказал переход от применения отдельных единиц технологического оборудования к автоматической системе машин, где за человеком сохранялись сознательные функции управления. Главными изобретениями того периода считаются автоматический регулятор питания парового котла - Ползунов 1765 год, и центробежный регулятор скорости паровой машины - Уатт 1784 год.
В 60-х годах 19 века возникла необходимость автоматизации железнодорожного транспорта. Главными изобретениями в этом направлении были автоматический указатель скорости - Праус (1868 год), автоматический регистратор скорости движения поезда, времени его прибытия, продолжительности остановки, местонахождения, времени отправления - Графтио и Зельма (1878 год). С появлением электромашинных генераторов переменного и постоянного тока, а также электрических двигателей появилась возможность централизованной выработки энергии, ее передачи на значительное расстояние, что обусловило необходимость в автоматической стабилизации напряжения генераторов. Только после изобретения такого регулятора в начале 20 века электрическая энергия начала использоваться для приводов производственного оборудования.
Технологическая целесообразность, высокая экономическая эффективность, эксплуатационная необходимость способствовали широкому распространению автоматизации производства. 50-е года прошлого века являются периодом, когда автоматизация производства начала внедряться в самые важные отрасли производства в Советском Союзе. В машиностроении (производство автомобилей, тракторов и сельскохозяйственной техники) были запущены автоматические линии; свою работу начал автоматизированный завод по производству поршней для двигателей автомобилей. Был закончен перевод на автоматическое управление агрегатами гидроэлектростанций. На теплоэлектростанциях были автоматизированы котельные цехи. В металлургии около 95 % чугуна и 90 % стали выплавлялись в автоматизированных печах; в эксплуатацию были введены автоматизированные прокатные станки. На нефтеперерабатывающих предприятиях запустили автоматические установки, управлением газопроводами осуществлялось телемеханически. В 1953 году количество автоматизированного производства выросло в 10 раз по сравнению с 1940 годом, в металлообрабатывающей промышленности появились станки с программным управлением, а для производства массовой продукции использовались роторные автоматические линии.
