Зміст –> Розділ 1. Основні поняття і принципи побудови сучасних систем автоматизації

Вступ

Незважаючи на досить складну економічну ситуацію в Україні, в галузях харчової промисловості триває процес технічної модернізації технологічного обладнання і впровадження сучасних систем управління виробництвом. Це зумовлено насамперед, необхідністю випуску продукції, яка могла б бути конкурентоспроможною щодо продукції, яка імпортується в Україну. Свідченням того, що цей процес має успіхи, є полички наших магазинів, на яких усе більше й більше продукції високої якості українських виробників.

Світовий досвід і аналіз роботи підприємств галузі показують, що неможливо підвищити якість продукції і знизити витрати на її виробництво без широкого впровадження сучасних систем керування обладнанням, технологічними комплексами та без створення корпоративних систем управління виробництвом.

Для сучасного стану розвитку систем управління характерне широке упровадження управляючої мікропроцесорної техніки та комп’ютерно-інтегрованих систем управління. Технічне та програмне забезпечення таких систем розвивається досить швидко і в Україні накопичено досить багатий досвід їх упровадження. Процес широкого впровадження мікропроцесорної техніки в системи управління харчових виробництв розпочався в середині 80-х років. Це стосується насамперед цукрової промисловості, яка завжди була лідером щодо автоматизації виробництва. Активно розпочалася ця робота в спиртовій промисловості. Молочне та пивоварне виробництво з початку 90-х років комплектувалося готовими автоматизованими лініями зарубіжного виробництва. Починають активізуватися ці процеси і в інших галузях харчової та переробної промисловості.

Що показує аналіз результатів проведення цієї роботи?

По-перше, досвід упровадження, а також експлуатації програмно-технічних комплексів, побудованих на базі мікропроцесорних управляючих пристроїв, насамперед мікропроцесорних контролерів та інтелектуальних засобів розподіленого управління (РСУ), підтверджує, що альтернативи такому напряму розвитку немає. Це пояснюється тим, що змінюється сама ідеологія побудови системи управління. На сьогоднішній день є два підходи в побудові таких систем з використанням мікропроцесорної техніки. У першому варіанті центральною частиною системи є мікропроцесорний управляючий пристрій, до якого підключаються датчики та виконавчі механізми. Алгоритм управління об’єктом реалізується програмним шляхом, що створює можливості швидкої адаптації системи управління та її коригування в разі потреби. Другий спосіб – це використання розподілених систем управління (РСУ), де всі функції оброблення інформації розподіляються між кількома інтелектуальними пристроями, які поєднані між собою промисловими мережами. Якщо раніше при змінах в алгоритмі управління доводилося змінювати технічну структуру системи, то в разі використання мікропроцесорної техніки це зводиться до змін у програмі управління об’єктом або конфігурації зв’язків між інтелектуальними пристроями.

По-друге, значно змінюються умови роботи оператора-технолога. Працюючи на автоматизованому робочому місці, створеному на базі ПЕОМ або операторської станції, оператор отримує інформацію про стан об’єкта та системи управління ним у зручному для сприйняття вигляді (як правило, у вигляді кольорових мнемосхем), що сприяє прийняттю своєчасних та ефективних дій. Побоювання, які виникали у зв’язку з тим, що операторам, які раніше не мали справи з комп’ютерною технікою, буде складно адаптуватися до неї, виявилися марними. Практично через тиждень роботи з такою системою оператори починають почувати себе впевнено і вже через деякий час не уявляють, як можна працювати інакше.

По-третє, системи дають можливість аналізувати роботу обладнання або технологічного комплексу за певний час роботи завдяки тому, що ведеться і зберігаються (за заданий проміжок часу) як передісторія процесу, так і дії оператора, який ним керує. Це дає можливість не тільки отримувати об’єктивну і своєчасну інформацію, потрібну для прийняття обґрунтованих управляючих дій, а й знаходити та своєчасно усувати фактори, які негативно впливають на ефективне функціонування об’єкта управління.

По-четверте, використання всіх можливостей, які надають сучасна мікропроцесорна техніка та комп’ютерно-інтегровані технології, створює реальне підґрунтя для розроблення потужних систем інтелектуальної підтримки прийняття рішень, практичної реалізації складних алгоритмів управління об’єктом, реалізація яких раніше була просто неможливою або потребувала застосування досить складних технічних рішень.

По-п’яте, впровадження мікропроцесорної техніки створює реальні умови для побудови корпоративних систем управління, які, завдяки широкому використанню різноманітних промислових, локальних та корпоративних мереж, дають можливість координувати управління як технологічними комплексами, так і виробництвом у цілому.

Враховуючи особливу роль оператора в системі автоматизованого управління виробничими процесами, необхідно, щоб сучасний фахівець володів знаннями з основ автоматизації. У зв’язку з цим основним завданням вивчення дисципліни «Автоматизація виробничих процесів» студентами, які не спеціалізуються в галузі автоматизації, є отримання знань, які дадуть змогу майбутнім фахівцям розуміти можливості сучасних автоматизованих систем управління і чітко формувати завдання на розроблення нових або модернізацію існуючих систем автоматизації для підвищення ефективності виробництва і якості готової продукції.

У процесі вивчення дисципліни студенти повинні

знати :

• загальні принципи побудови сучасних автоматизованих систем управління технологічними процесами;
• принципи роботи датчиків і приладів для вимірювання технологічних параметрів;
• основні принципи побудови систем автоматичного регулювання;
• функціональну структуру, технічні характеристики та основи програмування промислових контролерів;
• функціональні можливості й принципи створення автоматизованих робочих місць оператора-технолога;
• основи проектування систем автоматизації;

уміти :

• аналізувати рівень автоматизації існуючих систем автоматизації харчових виробництв, а також оцінювати рішення, які пропонуються для побудови нових або модернізації існуючих систем автоматизації та їхню відповідність сучасним світовим стандартам;
• складати завдання на розроблення автоматизованих систем управління технологічними процесами галузі з урахуванням можливостей сучасних технічних і програмних засобів автоматизації;
• розроблювати пропозиції для розроблення людино-машинного інтерфейсу автоматизованих робочих місць оператора;
• користуватися проектною документацією на системи автоматизації.

У першому розділі підручника розглядаються основні поняття й принципи побудови сучасних систем автоматизації. Другий розділ присвячений вивченню основних принципів, покладених в основу приладів для вимірювання різноманітних технологічних параметрів. У третьому і четвертому розділах дуже коротко подано основні принципи побудови автоматичних систем регулювання і виконавчі механізми й регулюючі органи, які реалізують управляючі дії. У п’ятому, шостому та сьомому розділах розглядаються питання принципів розроблення мікропроцесорних системи управління з використанням промислових мікропроцесорних контролерів і автоматизованих робочих місць оператора-технолога. У заключному розділі наведено основи проектування систем автоматизації та приклади схем автоматизації для різних галузей харчової промисловості.

Зміст –> Розділ 1. Основні поняття і принципи побудови сучасних систем автоматизації