부분 자동화, 복합 자동화, 완전 자동화란?

기술 진보는 부분 자동화, 즉 개별 생산, 운영의 자동 실행, 복잡한 자동화, 복잡한 것에서 작업장 및 자동 공장으로의 전환이 계속 증가하는 완전 자동화에 이르기까지 생산 자동화의 지속적인 확장을 특징으로 합니다. 최고의 기술 및 경제적 효율성. …

부분 자동화

생산 자동화의 전제 조건은 기술 프로세스의 모든 기본 및 보조 작업을 기계화하는 것입니다. 부분 자동화는 모든 생산의 특징입니다.

인간의 기능이 공구 이동 기계로 이전되면서 인간의 신체적 능력이 생산 발전에 부여한 한계가 제거되고 그 수준과 규모가 급격히 비약된 18세기 후반과 19세기 초반의 산업 혁명이 일어났습니다.

최초의 자동 기계가 만들어진 이후 생산 자동화는 지속적으로 그리고 질적으로 발전해 왔습니다.부피가 큰 증기기관을 조작이 간편하고 작은 크기로 대체 전기 모터 작업 기계의 작동 및 설계 원칙을 근본적으로 변경하고 관리 원칙을 변경했습니다.

기계의 개별 작업 본체를 개별적으로 구동하고 이들 사이에 전기 연결을 도입하여 기계의 운동학을 크게 단순화하여 번거롭지 않고 안정적으로 만들었습니다.

기계적 연결에 비해 작동이 더 유연하고 편리하며 전기적 연결을 통해 결합된 전기 및 기계 프로그래밍 제어를 생성할 수 있어 기계적 프로그래밍 장치가 있는 자동 기계보다 훨씬 더 복잡한 작업을 자동으로 실행할 수 있습니다.전기 자동화 시스템의 장점).

전기적 연결을 통해 작업 기관의 필요한 이동 순서를 쉽게 달성할 수 있을 뿐만 아니라 이 순서를 쉽게 변경하여 새 제품을 처리하기 위해 작업 기계를 복원할 수 있습니다. 예를 들어, 컴퓨터로 제어되는 최신 자동 기계(cf. CNC 기계) 모든 형태의 부품을 다룰 수 있습니다. 이러한 기계를 복원하려면 프로그램을 변경하기만 하면 됩니다.

전기 프로그래밍 제어는 사람의 개입 없이 작동체의 필요한 이동 주기를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 특정 조건이 충족될 때 이러한 주기의 자동 시작을 보장할 수 있습니다. 작업 기관과 관련하여 위치한 재료 및 적절한 공간의 새로운 부분입니다 ...

이러한 작업을 자동으로 수행하려면 기계에 민감한 요소, 즉 개별 조건의 충족을 모니터링하는 센서가 장착되어 있어야 합니다. 또한 제어 시스템 자체에서 이러한 조건의 충족 여부를 확인할 수 있어야 합니다. 즉, 일부 논리적 문제를 해결할 수 있어야 합니다(참조:논리 연산).

사람이 할 수있는 것보다 훨씬 빠르고 정확하게 기능을 수행하는 자동 조절기가 널리 보급되어 많은 산업 및 프로세스의 기술 및 경제 지표를 크게 개선했으며 발전기의 일정한 전압, 회전을 유지하는 역할을합니다. 엔진, 보일러의 증기 압력 및 온도, 압연기의 스트립 두께, 전기로의 온도 등

자동 컨트롤러(자동 제어 시스템을 제어하는 ​​장치)가 사용되지 않는 생산은 없습니다. 경우에 따라 이러한 시스템을 통해 수동으로 구현할 수 없는 새로운 프로세스 및 단위를 생성할 수 있습니다(예: 원자력 발전소).

복잡한 자동화

자동 제어 시스템 사용의 가장 큰 효과는 작업장 또는 섹션의 모든 기계 및 기술 단위의 자동화에 대한 포괄적인 적용을 통해 달성됩니다.

통합 자동화는 운송을 포함한 전체 재료 가공 작업 세트가 공통으로 통합된 다양한 자동 장치를 사용하여 사전 결정된 프로그램 및 모드에 따른 자동 기계 및 기술 시스템을 통해 수행되는 생산 자동화 단계입니다. 관리 시스템.

복잡한 자동화를 통해 기술 프로세스를 제어하는 ​​인간의 기능은 프로세스 과정을 모니터링하고 지표를 분석하고 최고의 지표가 있는 자동 조절기 및 소프트웨어 장치에 대한 일련의 작업으로 장비의 작동 모드를 선택하는 것으로 축소됩니다. 이러한 조건에서 달성됩니다.

가장 쉽게 통합되는 자동화는 연속 생산, 프로세스, 단일 재료 흐름을 통해 강제로 연결된 개별 섹션에서 수행됩니다.

복잡한 프로세스 자동화의 예는 소프트웨어 장치를 사용하는 각 자동 기계가 주어진 재료 처리 단계를 수행하기 위해 작업 기관의 사전 결정된 일련의 움직임을 수행하고 전체 선형 기계 세트가 연결된 자동 라인입니다. 운송 장치를 자동으로 작동하여 완제품을 받을 때까지의 일반적인 처리 단계입니다.

완전히 자동화된 비즈니스는 모두 발전소 (원자력 발전소, 화력 발전소, 수력 발전소). 이 스테이션의 주요 전기 및 기계 장비 관리는 자동으로 수행되며 일반적으로 교대 근무자가 필요한 모드를 설정하는 한 지점에서 작동 제어가 집중됩니다.

운영 관리는 중앙 집중화되고 한 사람의 손에 집중되어야 합니다. 이러한 중앙 집중화의 필요성은 개별 기술 단위의 모드 선택에 대한 결정을 내리기 위해 전체 생산, 프로세스, 즉 모든 섹션에서 오는 모든 정보의 처리에 대한 완전한 그림을 만들기 때문입니다. 과정, 필요합니다.

따라서 제어 시스템 중에서 장치는 눈에 띄는 위치를 차지하며 그 임무는 사람과 기계 간의 통신을 구성하고 사람이 프로세스를 쉽게 제어하고 신경계를 완화하고 스트레스와 일상에서 뇌를 해방시키는 것입니다. 일하다.

또한 사람은 종종 추가 장치의 도움 없이는 프로세스 진행 상황에 대한 많은 양의 정보를 처리할 수 없습니다.

예를 들어, 분기 전력 시스템의 중앙 집중식 관리 조건에서 중앙 제어 지점의 디스패처 기능이 점점 더 복잡해지고 일반적으로 의사 결정은 급격한 시간 부족 조건에서 수행됩니다. 이 모든 것은 의사 결정에 필요한 쉽게 눈에 띄는 결과의 형태로 사람을 보여주기 위해 다양한 정보의 신속한 수집을 필요로 합니다.

중앙 집중식 제어를 통해 모든 생산 및 프로세스 상태 정보는 교대 근무자 또는 운영자를 통해 중앙 집중화됩니다.

사람에게 정보를 전달하기 위해 운영자 또는 디스패처 앞의 컨트롤 센터 보드에는 수많은 표시 및 기록 장치가 있습니다. 제어실에는 장치 외에도 다양한 중요한 생산 영역을 모니터링할 수 있는 기술 장치가 있습니다.

사진은 제어실을 보여줍니다. 그들이 위치한 수직 패널입니다. 니모닉 체계 제어 산업, 프로세스, 측정 장비 및 다양한 경보 표시기 및 자동 제어 장치 패널, 때로는 원격 제어 키 및 버튼.

영토가 넓은 기업 및 산업에서는 제어 및 관리 대상과 파견 센터 간의 정보 교환이 원격 역학이라는 기술적 수단의 도움으로 수행되기 때문에 이러한 시스템을 재생하는 장치는 파견 패널에 배치됩니다.

특성 및 특성에 대한 지식을 기반으로 프로세스를 제어하는 ​​사람은 광범위한 예측을 사용하므로 프로세스 제어를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 과정의 좁은 틀에서 지식은 인간 두뇌의 과정에 대한 모델입니다.

하나 또는 다른 제어 조치를 선택하기 전에이 "모델"을 사용하는 사람은 조치의 결과가 프로세스의 출력 매개 변수에 대해 추측 적으로 확인합니다.

이 영향이 프로세스를 원하는 방향으로 변경하거나 진행 과정을 변경하지 않도록 강제할 것이라고 확신한 후에야 이 영향을 실제 프로세스로 이전하고 해당 과정을 얻은 추측 결과와 지속적으로 비교하고 모델을 개선합니다.

사람이 하는 것과 유사하게 자동 예측 제어 시스템이 작동할 수 있습니다. 이러한 시스템에는 프로세스 모델, 실제 프로세스와 일치하도록 모델 매개변수의 자체 튜닝을 제공하는 장치, 최상의 프로세스 성능을 제공하는 제어 조치에 대한 모델을 자동으로 검색하는 장치가 있어야 합니다. 감지된 영향은 자동으로 실제 프로세스로 전송되어야 합니다.

복잡한 자동 제어 시스템의 예는 작업 공간의 온도 조절기와 퍼니스 버너에 공급되는 연료 및 공기 흐름의 조절기가 장착된 재료 가열을 위한 연속 퍼니스입니다.

퍼니스를 떠나는 재료의 가열은 작업 공간의 온도, 재료의 이동 속도 및 기타 여러 요인에 의해 결정됩니다. 차례로 작업 공간의 온도는 연료 소비량과 연료-공기 소비 비율에 의해 결정되며 가열 된 재료의 이동 속도에 따라 달라집니다.

이 예에서 재료 온도 유지 문제는 별도의 관련 없는 온도 및 유량 컨트롤러를 설치하여 해결할 수 없습니다.

로내 물질의 이동 속도가 증가함에 따라 로내 온도 조절기에 대한 기준이 자동으로 증가하고, 연료 소비가 증가함에 따라 기류 조절기에 대한 기준이 증가할 필요가 있다.

여러 에너지 변환이 있는 프로세스를 제어하는 ​​시스템을 생성하는 데에도 어려운 작업이 발생합니다. 용광로 제련의 예. 여기에서 제어 법칙은 개별 프로세스 매개변수(온도, 압력, 유량 등)의 필수 값 세트를 설정하며, 각 매개변수는 해당 프로세스의 외부 및 내부 요인으로 인해 발생하는 많은 교란의 영향을 받습니다.

기존 생산 영역의 통합 자동화의 성공은 거의 전적으로 기존 장비 및 기술이 자동 제어 요구 사항을 준수하는지 여부에 따라 결정됩니다.

대부분의 운영 기업의 장비는 수동 제어용으로 설계되었습니다.따라서 일반적으로 복잡한 자동화에는 장비의 현대화 또는 완전한 교체, 기술 및 생산 조직의 변화가 수반되어야 하며 속도와 정확성 측면에서 자동 제어 가능성이 완전히 사용됩니다.

모든 생산 영역의 완전한 자동화는 경제적 효율성을 결정하기 위해 전체 측정 세트에 대한 철저한 기술 및 경제적 분석이 선행되어야 합니다. 완전 자동화를 통해 생산 및 프로세스 관리를 중앙 집중화하고, 인력을 줄이고, 장비 생산성을 높이고, 제품 품질을 개선하고, 비용을 절감할 수 있습니다.

복잡한 프로세스의 경우 관리를 중앙 집중화하려면 제어된 프로세스의 진행 상황에 대한 정보를 수집하고 편리한 형식으로 사람에게 전송할 수 있는 자동 관리 시스템을 사용해야 합니다.

통합 자동화는 완전 자동화를 향한 단계이며 작업장 및 자동 공장 생성으로 끝납니다.

완전 자동화

완전 자동화는 자동 기계 시스템이 사람의 직접적인 참여 없이 주어진 조건에서 최상의 성능을 제공하는 작업 모드의 선택 및 설정을 포함하여 주어진 생산 프로세스의 전체 작업 범위를 수행하는 생산 자동화 단계입니다. .

사람의 의무는 관리 시스템 및 개별 단위의 적절한 기능을 모니터링하고 프로세스가 충족해야 하는 이 시스템에 작업 및 기준을 도입하는 것으로 축소됩니다.

일정한 조건에서 실행되는 간단한 프로세스의 경우 일단 선택하고 조정하면 최적의 모드를 오랫동안 유지할 수 있으며 완전 자동화 개념은 복합 자동화 개념과 일치합니다.

외부 장애가 발생하는 대부분의 프로세스에서 완전 자동화와 복잡한 자동화의 주요 차이점은 개별 기계 및 장치(비상 상황 포함)의 작동 모드를 사람에서 자동 제어 시스템으로 선택하고 조정하는 기능을 이전하는 것입니다.

완전 자동화로의 전환을 위한 기반은 최적의 장비 작동 모드의 자동 검색 및 설정과 작동 관리의 자동화, 즉 개별 기계 및 장치의 모드 조정입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 컴퓨터 기술, 특히 제어 기계(컨트롤러, 산업용 컴퓨터), 생산 과정 분석, 프로세스, 제어 법칙 합성 및 최적 기준 결정. 기술 흐름의 자동 분석과 제어 법칙의 합성은 완전 자동화를 위한 시스템의 자체 적응성을 미리 결정합니다.

완전 자동화 시스템에는 계층적 구성 원칙이 있습니다.

• 1단계에는 소프트웨어 및 논리 제어 시스템과 자동 제어 시스템이 있습니다.
• 2단계 — 개별 기계 및 집계의 자동 최적화 시스템;
• 3단계 - 운영 관리를 위한 자동 시스템.

3단계 제어 계층은 완전 자동화 시스템의 기능 구조를 정의합니다.이 시스템의 하드웨어 해상도는 다를 수 있으며, 위와 같이 시스템을 구축할 수 있지만 개별 장치에서 수행하는 기능을 명확하게 분리하지 않고 구축할 수 있습니다.

제어 작업의 복잡성이 증가함에 따라 장비의 수와 복잡성이 증가하고 결과적으로 시스템의 정상적인 작동을 방해할 가능성이 높아집니다.

프로세스의 지속적인 강화와 규모의 증가 및 그에 따라 증가하는 사고 위협으로 인해 생산 자동화에서 신뢰성 문제가 더욱 중요해졌습니다. 따라서 점점 더 신뢰할 수 있는 요소와 이들을 연결하는 방법이 개발되고 있으며, 불충분하게 신뢰할 수 있는 요소로부터 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하는 방법이 모색되고 있습니다.

완전 자동화 시스템은 복잡하고 분기된 자동 제어 시스템으로 개별 요소의 신뢰성과 구조의 신뢰성이 모두 제공되는 높은 신뢰성이 요구됩니다.

완전 자동화 작업은 자동 작업장 및 기업(자동 공장)을 만드는 것입니다. 완전 자동화의 큰 경제적 효과는 장비 사용을 개선하고 주어진 조건에서 최적의 생산성과 제품 품질로 프로세스의 리듬을 보장함으로써 달성됩니다.

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자동 제어 기술의 개발은 장비, 특히 제어 장치를 구성하는 요소의 발전 없이는 불가능합니다.자동 제어 장비 및 시스템 개발에서 가장 중요한 문제는 신뢰성을 높이는 것입니다.