ระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยี

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิตเป็นทิศทางหลักที่การผลิตกำลังเคลื่อนไหวไปทั่วโลก ทุกสิ่งที่มนุษย์เคยกระทำก่อนหน้านี้ หน้าที่ของเขา ไม่เพียงแต่ทางกายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทางปัญญาด้วย กำลังค่อยๆ ส่งผ่านไปยังเทคโนโลยี ซึ่งตัวมันเองดำเนินวงจรทางเทคโนโลยีและควบคุมพวกมัน นี่คือกระแสหลักของเทคโนโลยีสมัยใหม่ในขณะนี้ ปัจจุบัน บทบาทของมนุษย์ในหลายอุตสาหกรรมลดลงเหลือเพียงผู้ควบคุมเหนือผู้ควบคุมอัตโนมัติ

ในกรณีทั่วไป คำว่า "การควบคุมกระบวนการ" ถูกเข้าใจว่าเป็นชุดของการดำเนินการที่จำเป็นในการเริ่มต้น หยุดกระบวนการ เช่นเดียวกับการรักษาหรือเปลี่ยนแปลงในทิศทางที่ต้องการของปริมาณทางกายภาพ (ตัวบ่งชี้กระบวนการ) เครื่องจักร, โหนด, อุปกรณ์, อุปกรณ์, คอมเพล็กซ์ของเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่ต้องควบคุมซึ่งดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยีเรียกว่าวัตถุควบคุมหรือวัตถุควบคุมในระบบอัตโนมัติ วัตถุที่มีการจัดการมีจุดประสงค์ที่หลากหลายมาก

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยี - การแทนที่แรงงานทางกายภาพของบุคคลที่ใช้ในการจัดการกลไกและเครื่องจักรผ่านการทำงานของอุปกรณ์พิเศษที่ให้การควบคุมนี้ (การควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ เพื่อให้ได้ผลผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์) .

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิตทำให้สามารถเพิ่มผลิตภาพแรงงานได้หลายครั้ง ปรับปรุงความปลอดภัย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และใช้ทรัพยากรการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงศักยภาพของมนุษย์

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยีและการผลิตไม่ได้หมายความว่ากระบวนการเหล่านี้เป็นไปได้โดยไม่ต้องใช้แรงงานคน ทุกวันนี้ แรงงานมนุษย์ยังคงเป็นพื้นฐานของการผลิต มีเพียงธรรมชาติและเนื้อหาเท่านั้นที่เปลี่ยนไป หน้าที่ของการออกแบบอุปกรณ์อัตโนมัติ การปรับเป็นระยะ การพัฒนาและการแนะนำโปรแกรมนั้นตกอยู่กับบุคคล ซึ่งต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูง และโดยทั่วไปแล้วงานของคนจะซับซ้อนมากขึ้น

ทุกกระบวนการทางเทคโนโลยีถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้โดยมีวัตถุประสงค์เฉพาะ การผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหรือเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ขั้นกลาง ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการผลิตแบบอัตโนมัติจึงเป็นได้ทั้งการคัดแยก ขนส่ง บรรจุผลิตภัณฑ์ ระบบอัตโนมัติในการผลิตอาจสมบูรณ์ ซับซ้อน และบางส่วนได้

ระบบอัตโนมัติบางส่วนเกิดขึ้นเมื่อการดำเนินการหรือวงจรการผลิตแยกต่างหากดำเนินการในโหมดอัตโนมัติ ในกรณีนี้อนุญาตให้บุคคลเข้าร่วมอย่าง จำกัดบ่อยครั้งที่ระบบอัตโนมัติบางส่วนเกิดขึ้นเมื่อกระบวนการดำเนินไปอย่างรวดเร็วเกินกว่าที่ตัวบุคคลเองจะมีส่วนร่วมได้อย่างเต็มที่ ในขณะที่อุปกรณ์เชิงกลที่ค่อนข้างล้าสมัยซึ่งขับเคลื่อนด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าจะทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม

ตามกฎแล้วระบบอัตโนมัติบางส่วนใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่แล้วซึ่งเป็นส่วนเสริม อย่างไรก็ตาม จะแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อรวมอยู่ในระบบอัตโนมัติโดยรวมตั้งแต่เริ่มต้น โดยได้รับการพัฒนา ผลิต และติดตั้งทันทีโดยเป็นส่วนสำคัญ

ระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนควรครอบคลุมพื้นที่การผลิตขนาดใหญ่แยกต่างหาก อาจเป็นเวิร์กช็อปแยกต่างหาก โรงไฟฟ้า ในกรณีนี้ การผลิตทั้งหมดทำงานในโหมดคอมเพล็กซ์อัตโนมัติที่เชื่อมต่อถึงกัน ไม่แนะนำให้ใช้กระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ขอบเขตการใช้งานคือการผลิตที่ทันสมัยซึ่งได้รับการพัฒนาอย่างสูงซึ่งใช้อุปกรณ์ที่เชื่อถือได้อย่างยิ่ง

ความล้มเหลวของเครื่องจักรหรือหน่วยใดหน่วยหนึ่งจะหยุดวงจรการผลิตทั้งหมดทันที การผลิตดังกล่าวต้องมีการควบคุมตนเองและการจัดระเบียบตนเองซึ่งดำเนินการตามโปรแกรมที่สร้างไว้ก่อนหน้านี้ ในเวลาเดียวกัน บุคคลมีส่วนร่วมในกระบวนการผลิตเท่านั้นในฐานะผู้ควบคุมถาวร ตรวจสอบสถานะของระบบทั้งหมดและแต่ละส่วน เข้าแทรกแซงในการเริ่มต้นและเริ่มต้นการผลิต และในกรณีฉุกเฉินหรือกับ ภัยคุกคามจากเหตุการณ์ดังกล่าว

ระบบอัตโนมัติระดับสูงสุดของกระบวนการผลิต — ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ... ในนั้นระบบเองไม่เพียงออกกำลังกายในกระบวนการผลิตเท่านั้น แต่ยังควบคุมได้อย่างเต็มที่ซึ่งดำเนินการโดยระบบควบคุมอัตโนมัติระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบเหมาะสมในการผลิตที่คุ้มค่าและยั่งยืนด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีที่จัดตั้งขึ้นพร้อมโหมดการทำงานที่คงที่

การเบี่ยงเบนที่เป็นไปได้ทั้งหมดจากบรรทัดฐานจะต้องคาดการณ์ล่วงหน้าและต้องมีการพัฒนาระบบเพื่อป้องกันสิ่งเหล่านั้น นอกจากนี้ ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบยังจำเป็นสำหรับงานที่อาจเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ สุขภาพ หรือทำงานในสถานที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ เช่น ใต้น้ำ ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว และในอวกาศ

แต่ละระบบประกอบด้วยส่วนประกอบที่ทำหน้าที่เฉพาะ ในระบบอัตโนมัติ เซ็นเซอร์จะทำการอ่านและส่งสัญญาณเพื่อทำการตัดสินใจเกี่ยวกับวิธีการใช้งานระบบ คำสั่งนั้นถูกดำเนินการโดยอุปกรณ์แล้ว บ่อยที่สุดคืออุปกรณ์ไฟฟ้าเนื่องจากใช้กระแสไฟฟ้าจึงสะดวกกว่าในการดำเนินการตามคำสั่ง

จำเป็นต้องแยกระบบควบคุมอัตโนมัติกับอัตโนมัติออกจากกัน ในระบบควบคุมอัตโนมัติ เซ็นเซอร์จะส่งค่าการอ่านไปยังแผงควบคุมของผู้ปฏิบัติงาน และเขาได้ตัดสินใจแล้ว ส่งคำสั่งไปยังอุปกรณ์ผู้บริหาร ในระบบอัตโนมัติ — สัญญาณถูกวิเคราะห์โดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาได้ตัดสินใจแล้ว และสั่งการไปยังอุปกรณ์ที่สั่งการ

การมีส่วนร่วมของมนุษย์ในระบบอัตโนมัติเป็นสิ่งที่จำเป็นแม้ว่าจะเป็นผู้ควบคุมก็ตาม เขามีความสามารถตลอดเวลาที่จะแทรกแซงกระบวนการทางเทคโนโลยี เพื่อแก้ไขหรือหยุดมัน

ดังนั้นเซ็นเซอร์อุณหภูมิอาจเสียหายและอ่านค่าได้ไม่ถูกต้อง ในกรณีนี้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะรับรู้ข้อมูลว่าเชื่อถือได้โดยไม่ต้องตั้งคำถาม

จิตใจของมนุษย์หลายครั้งเกินกว่าความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แม้ว่าจะด้อยกว่าในแง่ของความเร็วในการตอบสนอง ผู้ปฏิบัติงานสามารถรับรู้ได้ว่าเซ็นเซอร์มีข้อบกพร่อง ประเมินความเสี่ยงและปิดได้โดยไม่ขัดจังหวะกระบวนการ ในเวลาเดียวกันเขาต้องแน่ใจอย่างยิ่งว่าสิ่งนี้จะไม่นำไปสู่อุบัติเหตุ ประสบการณ์และสัญชาตญาณซึ่งไม่มีในเครื่องจักร ช่วยให้เขาตัดสินใจได้

การแทรกแซงแบบกำหนดเป้าหมายในระบบอัตโนมัติดังกล่าวไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงร้ายแรงหากผู้เชี่ยวชาญเป็นผู้ตัดสินใจ การปิดระบบอัตโนมัติทั้งหมดและการถ่ายโอนระบบไปยังโหมดควบคุมด้วยตนเองนั้นเต็มไปด้วยผลกระทบร้ายแรงเนื่องจากบุคคลไม่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสถานการณ์ได้อย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างคลาสสิกคืออุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในเชอร์โนบิล ซึ่งกลายเป็นหายนะครั้งใหญ่ที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้นในศตวรรษที่ผ่านมา สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการปิดโหมดอัตโนมัติเมื่อโปรแกรมป้องกันเหตุฉุกเฉินที่พัฒนาแล้วไม่สามารถมีอิทธิพลต่อการพัฒนาสถานการณ์ในเครื่องปฏิกรณ์ของสถานีได้

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการแต่ละอย่างเริ่มขึ้นในอุตสาหกรรมตั้งแต่ช่วงต้นศตวรรษที่ 19 พอจะเรียกคืนตัวควบคุมแรงเหวี่ยงอัตโนมัติสำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำที่ออกแบบโดยวัตต์ แต่ด้วยการเริ่มต้นของการใช้ไฟฟ้าในอุตสาหกรรมทำให้ระบบอัตโนมัติที่กว้างขึ้นไม่ใช่กระบวนการเดี่ยว ๆ แต่เป็นของวงจรเทคโนโลยีทั้งหมด ทั้งนี้ เนื่องจากความจริงที่ว่าก่อนหน้านี้กำลังทางกลถูกส่งไปยังเครื่องตัดโลหะด้วยความช่วยเหลือของการส่งสัญญาณและ ไดรฟ์

การผลิตไฟฟ้าแบบรวมศูนย์และการใช้ในอุตสาหกรรมโดยรวมเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น - ก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เมื่อเครื่องจักรทุกเครื่องติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าของตัวเอง สถานการณ์นี้ทำให้สามารถสร้างเครื่องจักรได้ ไม่เพียงแต่กระบวนการผลิตของเครื่องจักรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดการเครื่องจักรด้วย นี่เป็นก้าวแรกสู่การสร้างเครื่องจักรอัตโนมัติ... ตัวอย่างแรกที่ปรากฏในช่วงต้นทศวรรษที่ 1930 จากนั้นคำว่า "การผลิตอัตโนมัติ" ก็เกิดขึ้น

ในรัสเซียจากนั้นในสหภาพโซเวียตขั้นตอนแรกในทิศทางนี้เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 และ 1940 เป็นครั้งแรกที่มีการใช้เครื่องตัดโลหะอัตโนมัติในการผลิตชิ้นส่วนตลับลูกปืน จากนั้นการผลิตลูกสูบอัตโนมัติสำหรับเครื่องยนต์รถแทรกเตอร์ก็เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกของโลก

วัฏจักรทางเทคโนโลยีถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นกระบวนการอัตโนมัติเพียงหนึ่งเดียว โดยเริ่มจากการโหลดวัตถุดิบและสิ้นสุดด้วยการบรรจุชิ้นส่วนสำเร็จรูป สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าสมัยใหม่อย่างแพร่หลายในเวลานั้น รีเลย์ต่างๆ สวิตช์ระยะไกล และแน่นอน ไดรฟ์

และมีเพียงการกำเนิดของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกเท่านั้นที่ทำให้สามารถไปถึงระดับใหม่ของระบบอัตโนมัติได้ ตอนนี้กระบวนการทางเทคโนโลยีไม่ได้ถูกพิจารณาว่าเป็นชุดของการดำเนินการแยกต่างหากที่ต้องดำเนินการในลำดับที่แน่นอนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ ตอนนี้กระบวนการทั้งหมดกลายเป็นหนึ่งเดียว

ปัจจุบันระบบควบคุมอัตโนมัติไม่เพียงแต่ควบคุมกระบวนการผลิตเท่านั้น แต่ยังควบคุม ตรวจสอบเหตุการณ์ฉุกเฉินและเหตุฉุกเฉินต่างๆพวกเขาเริ่มและหยุดอุปกรณ์เทคโนโลยี ตรวจสอบการโอเวอร์โหลด และการปฏิบัติในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ระบบควบคุมอัตโนมัติทำให้ง่ายต่อการสร้างอุปกรณ์ใหม่เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่ นี่เป็นระบบทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยระบบมัลติโหมดอัตโนมัติแต่ละระบบที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่เชื่อมต่อกันในเครือข่ายเดียวและออกงานเพื่อดำเนินการ

ระบบย่อยแต่ละระบบคือคอมพิวเตอร์ที่แยกจากกันซึ่งมีซอฟต์แวร์ของตัวเองที่ออกแบบมาเพื่อทำงานของตัวเอง นี่เป็นโมดูลการผลิตที่ยืดหยุ่นอยู่แล้ว พวกเขาเรียกว่ามีความยืดหยุ่นเพราะสามารถกำหนดค่าใหม่ให้กับกระบวนการทางเทคโนโลยีอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้จึงขยายการผลิตและกระจายความหลากหลาย

จุดสุดยอดของการผลิตอัตโนมัติคือ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม… ระบบอัตโนมัติได้แทรกซึมการผลิตจากบนลงล่าง สายการขนส่งสำหรับการจัดหาวัตถุดิบสำหรับการผลิตจะทำงานโดยอัตโนมัติ การจัดการและการออกแบบเป็นแบบอัตโนมัติ ประสบการณ์และความเฉลียวฉลาดของมนุษย์ถูกนำมาใช้เฉพาะในกรณีที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถแทนที่ได้