Механизация и автоматизация производства. Основные уровни автоматизации

МИНИСТНРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

Снежинский физико –  технический институт

Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(СФТИ НИЯУ МИФИ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра технология машиностроения

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ: «Механизация и автоматизация производства. Основные уровни автоматизации.»

 

 

 

 

 

Группа ТМ30К

Студент: Сидоров М.С.

Преподаватель: Иванов С.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Снежинск

2012 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………	33
Механизация производства…………………………………….............	44
Автоматизация производства…………………………………………..	66
Основные уровни автоматизации………………………………………	99
Заключение………………………………………………………………	115
Литература………………………………………………………………	116

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Управление любым технологическим  процессом или объектом в форме  ручного или автоматического  воздействия возможно лишь при наличии  измерительной информации об отдельных  параметрах, характеризующих процесс  или состояние объекта. Параметры  эти весьма своеобразны. К ним  относятся электрические (сила тока, напряжение, сопротивление, мощность и  другие), механические (сила, момент силы, скорость) и технологические (температура, давление, расход, уровень и другие) параметры, а также параметры  характеризующие свойства и состав веществ (плотность, вязкость, электрическая  проводимость, оптические характеристики, количество вещества и т.д.). Измерения  параметров осуществляется с помощью  самых разнообразных технических  средств, обладающих нормированными метрологическими свойствами. Технологические измерения  и измерительные приборы используются при управлении (ручном или автоматическом) многими технологическими процессами в различных отраслях народного  хозяйства.

Средства измерений играют важную роль при построении современных  автоматических систем регулирования  отдельных технологических параметров и процессов (АСР) и особо автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), которые требуют представления  большого количества необходимой измерительной  информации в форме, удобной для  сбора, дальнейшего преобразования, обработки и представления ее, а в ряде случаев для дистанционной  передачие в выше ниже стоящие  уровни иерархической структуры  управления различными производствами.

В основе измерений параметров и  физических величин лежат различные  физические явления и закономерности. Измерительные схемы с использованием современных достижений микроэлектронной техники: микропроцессорных схем, твердых  или полупроводниковых электрохимических  элементов и другие.

2. Механизация производства

Механизация (механизация производства) - замена ручных средств труда машинами и механизмами с применением для их действия различных видов энергии, тяги в отраслях материального производства или процессах трудовой деятельности. Механизация производства охватывает также сферу умственного труда. Основные цели механизации производства — повышение производительности труда и освобождение человека от выполнения тяжёлых, трудоёмких и утомительных операций. Механизация производства способствует рациональному и экономному расходованию сырья, материалов и энергии, снижению себестоимости и повышению качества продукции. Наряду с совершенствованием и обновлением технических средств и технологии механизации производства неразрывно связана с повышением уровня квалификации и организации производства, изменением квалификации работников, использованием методов научной организации труда. Механизация производства является одним из главных направлений технического прогресса, обеспечивает развитие производительных сил и служит материальной основой для повышения эффективности общественного производства, развивающегося интенсивными методами.

К техническим средствам механизации  производства относятся рабочие  машины с двигателями и передаточными  устройствами к ним, совершающие  заданные операции, а также все  др. машины и механизмы, непосредственно  не участвующие в этих операциях, но необходимые для того, чтобы  данный процесс производства мог  вообще совершаться, например вентиляционные и откачные установки.

В зависимости от степени оснащения  производственных процессов техническими средствами и рода работ различают  частичную и комплексную механизацию  производства

 

Комплексная механизация – спец. механизация всех основных и вспомогательных производственных процессов какого-либо технологического цикла. Комплексная механизация осуществляется на основе рационального подбора машин и оборудования, обеспечивающего их работу во взаимно согласованных режимах, увязанных по производительности и условиям наилучшего выполнения технологического процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Автоматизация производства

 

Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлятьуправление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).

(АСУ  ТП) — комплекс технических и  программных средств, предназначенный  для автоматизации управления  технологическим оборудованием  на промышленных предприятиях. Может  иметь связь с более общей  автоматизированной системой управления  предприятием (АСУП).

Под АСУ  ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию основных операций технологического процесса на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие.

Понятие «автоматизированный», в отличие  от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в  целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации  отдельных операций.

Составными  частями АСУ ТП могут быть отдельные  системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие  как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), распределенные системы управления (DCS), и другие более мелкие системы управления ( например системы на программируемых  логических контроллерах (PLC)). Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского  управления технологическим процессом  в виде одного или нескольких пультов  управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

 

Основа  автоматизации технологических  процессов — это перераспределение  материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

 

Цели автоматизации

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

• Повышение  эффективности производственного  процесса.

• Повышение  безопасности.

• Повышение  экологичности.

• Повышение  экономичности.

 

Задачи автоматизации и их решение

Цели  достигаются посредством решения  следующих задач автоматизации  технологического процесса:

• Улучшение  качества регулирования

• Повышение  коэффициента готовности оборудования

• Улучшение  эргономики труда операторов процесса

• Обеспечение  достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в т.ч. с помощью управления каталогом)

• Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях

Решение задач  автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:

• внедрения  современных методов автоматизации;

• внедрения  современных средств автоматизации.

 

Автоматизация технологических процессов в  рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для  внедрения систем управления производством  и систем управления предприятием.

 

В связи  с различностью подходов различают  автоматизацию следующих технологических  процессов:

• Автоматизация  непрерывных технологических процессов (Process Automation)

• Автоматизация  дискретных технологических процессов (Factory Automation)

• Автоматизация  гибридных технологических процессов (Hybrid Automation)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Основные уровни автоматизации

 

Уровень и способы автоматизации зависят  от состава рабочих мест, оснащенности их техническими средствами и серийности выпускаемой продукции. Условно  все рабочие места можно разделить  на три группы.

К первой группе относятся рабочие места, на которых выполняются работы вручную, а рабочие, занятые при машинах  и механизмах, выполняют только функции по обслуживанию машин и механизмов. В этой группе объединяются рабочие, которые не ведут технологические процессы, а занятые постоянно только загрузкой и выгрузкой предметами труда машин и механизмов.

Сюда  относятся профессии аккумуляторщиков, такелажников, другие профессии рабочих, выполняющих работу вручную более 50% времени, а также рабочие, выполняющие  работу при помощи простейших инструментов, наладчики, слесари и ремонтники.

Ко второй группе относятся рабочие места, на которых выполняются работы механизированным способом при помощи машин, станков и механизмов. К рабочим выполняющим работу механизированным способом относятся, работающие при помощи машин и механизмов, аппаратов и механизированных инструментов, приводимых в действие паром, электрическими, пневматическими, гидравлическими и т.п. приводами, а также осуществляющие наблюдение за действием машин и механизмов.

В этом случае рабочие выполняют работу на оборудовании (включая аппаратные процессы с ручным управлением цикла обработки) с помощью исполнительских механизмов. При непосредственном участии (включая управление исполнительным механизмом) рабочего осуществляется выполнение всех переходов (операций) по воздействию на предмет труда. Кроме этого сюда относятся операции по перемещению исполнительного механизма к предмету труда или наоборот, перемещение предмета труда к механизму с приложением физического усилия (например, ручной подвод исполнительного механизма к обрабатываемому предмету, обработка с ручной подачей и т.д.); управление исполнительным механизмом оборудования без непосредственного приложения физических усилий для изменения формы или размера, обрабатываемого предмета труда (например, обработка деталей инструментом с самоходной подачей суппорта к предмету труда);

При этом уровне механизации выполняется  также настройка оборудования, изделий  или приборов, при помощи электронных  и радиоизмерительных приборов, установок, стендов. Как правило, это рабочие, занятые загрузкой (выгрузкой) вручную  или с помощью простейших механизмов (пинцет, присоска и т.д.) оборудования и машин. Они производят дальнейшую технологическую обработку изделий (разварку, посадку, сборку, герметизацию, травление, измерение и т.д.) Выполнение технологической операции в этом случае производится при воздействии  рабочего любой профессии на соответствующие  механизмы управления машин, станков  или оборудования.

На этом уровне механизации заняты рабочие  таких профессий как аппаратчики  всех профилей, водители, машинисты, станочники и операторы всех специальностей, занятые загрузкой оборудования вручную, гальваники, испытатели, измерители, кладовщики на комплексно-механизированных складах, лаборанты, занятые работой  на оборудовании, контролеры на испытательных  операциях, электромонтеры по обслуживанию оборудования и другие.