Реферат

Технологічний процес, як об’єкт автоматичного керування

Технологічний процес

Технологічним процесом називають послідовну зміну станів у часі комплексу виробничого устаткування, що робить певні вироби. При цьому мається на увазі така зміна станів, що відповідає функціонуванню устаткування при виконанні завдання, для якої це устаткування призначене.

Будь-яке вивчення процесу можливо лише в тому випадку, якщо визначені ті величини, які характеризують процес із кількісної точки зору. У результаті вивчення технологічного процесу необхідно побудувати якусь систему аналітично й логічно зв'язаних залежностей, які будуть розглядатися як математична модель, що дозволяє вибір варіанта автоматизації технологічного процесу. Одним з варіантів автоматизації можна запропонувати наступний:

1. Необхідно встановити змістовний опис ТП. Сутність опису полягає в тому, що всі операції в ТП представляються в деякому формалізованому виді.

У першу чергу встановлюють показники виробничого процесу й знаходять аналітичну залежність:

а) продуктивність

де NГ – кількість придатних виробів;

tс – час, витрачений на виготовлення.

б) середня частка придатних виробів;

в) середня частка бракованих виробів;

г) середній час роботи над операцією й т.д.

Можна встановити наступні правила вибору показників і параметрів ТП для його формалізації.

1. Обрані показники виробничого процесу повинні найбільш точно характеризувати вимоги, пропоновані до даного процесу.

2. Показники й параметри виробничого процесу повинні становити найбільш прості співвідношення, щоб не ускладнювати математичне моделювання.

3. Показники й параметри виробничого процесу повинні найбільше повно й точно описувати його фази й елементи.

4. Якщо окремі технологічні операції здійснюються людьми- операторами, то необхідно передбачити такі показники й параметри, щоб була можливість їхнього кодування.

Таким чином, розбивка процесу на найпростіші акти й, представляючи їхніми аналітичними залежностями, можливо одержати математичну модель ТП.

ТП у силу своєї великої розмаїтості не піддається якому-небудь уніфікованому опису, а без нього не можна уніфікувати й математичний опис. У той же час здебільшого найпростіші акти, можливо описати математичними й фізичними залежностями.

Якщо ж формалізація ТП супроводжується невивченими процесами або необхідно враховувати випадкові процеси:

1. Випадкові збурювання;

2. Випадкові появи браку;

3. Надійність устаткування й т.д.

Ця перерахована група вивчена в рамках теорії імовірності, або проводиться експеримент, що дозволяє встановити аналітичну залежність.

Експериментальне дослідження ТП можна розглянути на прикладі операції настроювання деякого пристрою. Потрібно встановити: розкид погрішності настоювання пристрою для різних операторів і середній час настоювання.

2.2 Схема автоматизації ф формалізації

Для створення автоматизованої системи пристроїв необхідно мати розроблену принципову монтажну схему кожного із пристроїв системи. У загальному випадку це будуть пристрої різної фізичної природи: електричні, гідравлічні, механічні й т.д. Отже, їхнє проектування будуть здійснювати різні фахівці один з одним не пов'язані.

З іншої сторони ясно, що замовник принципово не може мати знання у всіляких областях, що було б необхідно, якби він сам узявся за створення автоматизованої виробничої системи.

Тому виникає проблема вибрати найбільш вигідні умови, з погляду якості майбутнього виробу, економічності й можливості виробництва.

В останні роки розроблені методи складання схем, в яких у зручній формі представлені окремі елементи автоматизованого виробничого процесу. Ця схема називається – схема автоматизації . Сутність цих схем полягає в тому, що всі операції автоматизованого процесу представляються в деякому формалізованому виді, що дозволяють відволіктися від конкретного змісту тієї або іншої операції.

Ці методи розроблені в основному у зв'язку з використанням обпилювальної техніки (ОТ) для пошуку оптимального варіанта виробничого процесу. Схема пошуку здійснюється в результаті моделювання виробничого процесу. Таким чином, моделювання виробничого процесу дозволить вибрати найбільш зручну для автоматизації структуру.

Тепер сформулюємо поняття схеми автоматизації більш зручно. Тому під схемою автоматизації будемо розуміти формалізоване подання виробничого процесу, починаючи з операції уведення в систему напівфабрикату або вихідного матеріалу й завершуючи виходом продукту.

2.3 Показники виробничого процесу

Розглянемо показники, що найбільш часто зустрічаються й знайдемо єднальні їхні аналітичні залежності.

а) продуктивність - це показник виробничого процесу, що виражається в середній кількості виробів, вироблених системою за фіксований інтервал часу.

Якщо позначити загальний час роботи tс (годин, змін і т.д.), кількість придатних виробів за цей час , то продуктивність КП : , то продуктивність КП : (2.1)

Час tc можна представити:

де tCП – час, затрачуваний на підготовку виробництва;

tСТ – тривалість технічних операцій;

tCК – тривалість операцій контролю;

tСТр – час транспортування;

tС – тривалість заключних операцій;

tПР – загальний час простою.

З розглянутої формули ясні шляхи збільшення продуктивності процесу.

б) середня частка придатних виробів. Являє собою відношення кількості зроблених виробів, визнаних придатними, до всіх зроблених.

(2.2)

в) середня частка бракованих виробів - відношення кількості бракованих виробів до всіх вироблених виробів.

(2.3)

г) середній час роботи автоматизованої виробничої системи на одній операції.

(2.4)

де n – загальне число операцій.

д) надійність процесу – це здатність функціонувати відповідно до технічних умов у заданий період часу при заданих умовах.

Відмовами у виробничій системі можуть викликатися:

1) відмовами устаткування;

2) відмовами приладів і засобів керування;

3) відмовами, викликаними погрішностями й т.д.

У загальному випадку надійність виробничого процесу пов'язана з іншими критеріями.

P = f(T,t) (2.5)

2.4 Загальні відомості про автоматизовані енергетичні виробничі процеси та системи

Головним завданням, що ставиться перед інженерами, які займаються автоматизацією того або іншого виробничого процесу, є визначення раціонального ступеня автоматизації. Інакше кажучи, інженер повинен уміти оцінити, що й наскільки варто автоматизувати в даному виробничому процесі. Так чи інакше, метою є не автоматизація сама по собі, а досягнення максимальної ефективності даного виробничого процесу. У цьому випадку не завжди вигідно автоматизувати все. Звідси випливає, що людина часто залишається в даній виробничій системі й називається людиною-оператором.

У такий спосіб замкнута система, у якій людина здійснює функції керуючої