Automatització de processos tecnològics
L'automatització dels processos de producció és la principal direcció en la qual s'està movent actualment la fabricació arreu del món. Tot allò que abans era realitzat pel mateix home, les seves funcions, no només físiques, sinó també intel·lectuals, van passant a poc a poc a la tecnologia, que ella mateixa realitza cicles tecnològics i exerceix el control sobre ells. Aquesta és la corrent principal de la tecnologia moderna ara. El paper de l'ésser humà en moltes indústries ara es redueix a només un controlador sobre un controlador automàtic.
En el cas general, el terme "control de procés" s'entén com el conjunt d'operacions necessàries per iniciar, aturar el procés, així com per mantenir o canviar en la direcció requerida les magnituds físiques (indicadors de procés). Les màquines individuals, nodes, dispositius, dispositius, complexos de màquines i dispositius que cal controlar, que duen a terme processos tecnològics, s'anomenen objectes de control o objectes controlats en automatització. Els objectes gestionats tenen finalitats molt diverses.
Automatització de processos tecnològics: substitució del treball físic d'una persona dedicada a la gestió de mecanismes i màquines mitjançant el funcionament de dispositius especials que proporcionen aquest control (regulació de diversos paràmetres, assolint una certa productivitat i qualitat del producte sense intervenció humana) .
L'automatització dels processos de producció permet augmentar la productivitat laboral diverses vegades, millorar-ne la seguretat, el respecte al medi ambient, millorar la qualitat dels productes i utilitzar de manera més eficaç els recursos de producció, inclòs el potencial humà.
L'automatització dels processos tecnològics i de la producció no vol dir que aquests processos siguin possibles sense mà d'obra humana. El treball humà avui segueix sent la base de la producció, només canvia la seva naturalesa i contingut. Les funcions de disseny de dispositius automàtics, el seu ajust periòdic, desenvolupament i introducció de programes corresponen a una persona, la qual cosa requereix especialistes altament qualificats i, en general, el treball de les persones es fa més complicat.
Cada procés tecnològic es crea i s'implementa amb un propòsit específic. Producció del producte final o per obtenir un resultat intermedi. Per tant, la finalitat de la producció automatitzada pot ser classificar, transportar, empaquetar el producte. L'automatització de la producció pot ser completa, complexa i parcial.
L'automatització parcial es produeix quan es realitza una operació o un cicle de producció independent en mode automàtic. En aquest cas, es permet la participació limitada d'una persona en ell.Molt sovint, l'automatització parcial es produeix quan el procés transcorre massa ràpid perquè la persona mateixa hi participi plenament, mentre que els dispositius mecànics força primitius impulsats per equips elèctrics fan un treball excel·lent.
L'automatització parcial, per regla general, s'utilitza en equips que ja funcionen, és un complement. No obstant això, mostra la major eficàcia quan s'inclou en el sistema d'automatització global des del principi: es desenvolupa, es fabrica i s'instal·la immediatament com a part integral.
L'automatització complexa hauria de cobrir una gran àrea de producció separada, pot ser un taller independent, una central elèctrica. En aquest cas, tota la producció funciona en la modalitat d'un únic complex automatitzat interconnectat. L'automatització total dels processos de producció no sempre és aconsellable. El seu camp d'aplicació és la producció moderna molt desenvolupada que utilitza equips extremadament fiables.
La fallada d'una de les màquines o unitats atura immediatament tot el cicle de producció. Aquesta producció ha de tenir autoregulació i autoorganització, que es duu a terme segons un programa prèviament creat. Al mateix temps, una persona participa en el procés de producció només com a controlador permanent, supervisa l'estat de tot el sistema i les seves parts individuals, intervé en la posada en marxa i posada en marxa de la producció i en cas de situacions d'emergència, o amb l'amenaça d'un fet així.
El més alt nivell d'automatització dels processos de producció: automatització total... En ell, el propi sistema exerceix no només el procés de producció, sinó també un control total sobre ell, que es realitza mitjançant sistemes de control automàtic.L'automatització total té sentit en una producció rendible i sostenible amb processos tecnològics establerts amb un mode de funcionament constant.
S'han de preveure amb antelació totes les possibles desviacions de la norma i s'han de desenvolupar sistemes de protecció contra aquestes. A més, es necessita una automatització completa per a treballs que poden posar en perill la vida, la salut o es duen a terme en llocs inaccessibles per a ell: sota l'aigua, en un entorn agressiu, a l'espai.
Cada sistema està format per components que realitzen funcions específiques. En un sistema automatitzat, els sensors prenen lectures i les transmeten per prendre una decisió sobre com operar el sistema, l'ordre ja l'executa el dispositiu. Molt sovint, es tracta d'un equip elèctric, ja que amb l'ajuda del corrent elèctric és més convenient executar ordres.
Cal separar el sistema de control automatitzat i l'automàtic. En un sistema de control automatitzat, els sensors transmeten les lectures al tauler de control de l'operador, i aquest, després de prendre una decisió, transmet l'ordre a l'equip executiu. En un sistema automàtic, el senyal és analitzat per dispositius electrònics, aquests, després de prendre una decisió, donen una ordre als dispositius executius.
La implicació humana en els sistemes automàtics és necessària, encara que com a controlador. Té la capacitat en qualsevol moment d'intervenir en el procés tecnològic, de corregir-lo o aturar-lo.
Així, el sensor de temperatura es pot danyar i donar lectures incorrectes. En aquest cas, l'electrònica percebrà les seves dades com a fiables sense qüestionar-les.
La ment humana supera moltes vegades les capacitats dels dispositius electrònics, encara que és inferior a ells pel que fa a la velocitat de reacció. L'operador pot reconèixer que el sensor està defectuós, avaluar els riscos i simplement apagar-lo sense interrompre el procés. Al mateix temps, ha d'estar absolutament segur que això no comportarà un accident. L'experiència i la intuïció, que no estan disponibles per a les màquines, l'ajuden a prendre una decisió.
Aquesta intervenció dirigida en sistemes automàtics no suposa un risc greu si la decisió la pren un professional. Desactivar tota l'automatització i transferir el sistema al mode de control manual està ple de greus conseqüències a causa del fet que una persona no pot reaccionar ràpidament a un canvi en la situació.
Un exemple clàssic és l'accident a la central nuclear de Txernòbil, que es va convertir en el major desastre provocat per l'home del segle passat. Això va passar precisament per l'aturada del mode automàtic, quan els programes de prevenció d'emergències ja desenvolupats no podien influir en l'evolució de la situació al reactor de l'estació.
L'automatització de processos individuals va començar a la indústria ja al segle XIX. N'hi ha prou amb recordar el regulador centrífug automàtic per a màquines de vapor dissenyat per Watt. Però només amb l'inici de l'ús industrial de l'electricitat, es va fer possible una automatització més àmplia no de processos individuals, sinó de cicles tecnològics sencers, degut al fet que abans la potència mecànica es transmetia a les màquines de tall de metalls amb l'ajuda de transmissions i unitats.
La producció centralitzada d'electricitat i el seu ús en el conjunt de la indústria va començar només al segle XX, abans de la Primera Guerra Mundial, quan cada màquina estava equipada amb el seu propi motor elèctric. Va ser aquesta circumstància la que va permetre mecanitzar no només el procés de producció de la pròpia màquina, sinó també mecanitzar-ne la gestió. Aquest va ser el primer pas cap a la creació de màquines automàtiques... Les primeres mostres de les quals van aparèixer a principis dels anys trenta. Aleshores va sorgir el mateix terme "producció automatitzada".
A Rússia, després a l'URSS, els primers passos en aquesta direcció es van fer als anys 30 i 40. Per primera vegada, s'utilitzen màquines de tall de metalls automàtiques en la producció de peces de coixinets. Després va arribar la primera producció totalment automatitzada de pistons per a motors de tractors.
Els cicles tecnològics es van combinar en un sol procés automatitzat, començant per la càrrega de matèries primeres i acabant amb l'embalatge de peces acabades. Això va ser possible gràcies a l'ús generalitzat d'equips elèctrics moderns en aquell moment, diversos relés, interruptors remots i, per descomptat, accionaments.
I només l'arribada dels primers ordinadors electrònics va permetre assolir un nou nivell d'automatització. Ara el procés tecnològic ha deixat de considerar-se només com un conjunt d'operacions separades que s'han de realitzar en una seqüència determinada per obtenir un resultat. Ara tot el procés s'ha convertit en un.
Actualment, els sistemes de control automàtic no només condueixen el procés de producció, sinó que també el controlen, controlen l'aparició d'emergències i situacions d'emergència.Arranquen i aturen equips tecnològics, controlen les sobrecàrregues i practiquen accions en cas d'accident.
Recentment, els sistemes de control automàtic faciliten la reconstrucció d'equips per produir nous productes. Aquest ja és tot un sistema format per sistemes multimode automàtics individuals connectats a un ordinador central que els connecta en una única xarxa i emet tasques per a l'execució.
Cada subsistema és un ordinador independent amb el seu propi programari dissenyat per realitzar les seves pròpies tasques. Això ja és mòduls de producció flexibles. S'anomenen flexibles perquè es poden reconfigurar a altres processos tecnològics i així ampliar la producció, diversificar-la.
El cim de la fabricació automatitzada és robots industrials… L'automatització ha impregnat la fabricació de dalt a baix. Una línia de transport per al subministrament de matèries primeres per a la producció funciona de manera automàtica. La gestió i el disseny estan automatitzats. L'experiència humana i la intel·ligència només s'utilitzen quan l'electrònica no les pot substituir.