Automatisation des processus- un ensemble de méthodes et de moyens conçus pour mettre en œuvre un ou plusieurs systèmes permettant la gestion du processus technologique lui-même sans la participation directe d'une personne, ou laissant le droit à une personne de prendre les décisions les plus responsables.

En règle générale, grâce à l'automatisation du processus technologique, un système de contrôle automatisé est créé.

La base de l'automatisation des processus technologiques est la redistribution des flux de matières, d'énergie et d'informations conformément au critère de contrôle accepté (optimalité).

• Automatisation partielle - automatisation d'appareils individuels, de machines, d'opérations technologiques. Elle est réalisée lorsque la gestion des processus en raison de leur complexité ou de leur caractère éphémère est pratiquement inaccessible à une personne. En règle générale, l'exploitation des équipements est partiellement automatisée. L'automatisation locale est largement utilisée dans l'industrie agroalimentaire.

• Automatisation intégrée - prévoit l'automatisation d'un site technologique, d'un atelier ou d'une entreprise fonctionnant comme un complexe unique et automatisé. Par exemple, les centrales électriques.

• L'automatisation complète est le niveau d'automatisation le plus élevé dans lequel toutes les fonctions de contrôle et de gestion de la production (au niveau de l'entreprise) sont transférées à des moyens techniques. Au niveau de développement actuel, l'automatisation complète n'est pratiquement pas utilisée, puisque les fonctions de contrôle restent entre les mains de la personne. Les centrales nucléaires peuvent être qualifiées de proches de l’automatisation complète.

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✪ Spécialistes du futur - Automatisation des processus technologiques et de la production

✪ Automatisation des processus technologiques

✪ Conférence vidéo Concepts de base et contexte historique de l'automatisation

Les sous-titres

Objectifs d'automatisation

Les principaux objectifs de l’automatisation des processus sont :

• réduction du nombre de militaires;
• augmentation des volumes de production;
• augmenter l'efficacité du processus de production;
• améliorer la qualité des produits ;
• réduire le coût des matières premières ;
• augmenter le rythme de production;
• améliorer la sécurité;
• accroître le respect de l'environnement;
• augmentation de l’économie.

Tâches d'automatisation et leur solution

Les objectifs sont atteints en résolvant les tâches suivantes d'automatisation des processus :

• améliorer la qualité de la réglementation;
• accroître la disponibilité des équipements;
• amélioration de l'ergonomie du travail des opérateurs de processus ;
• assurer la fiabilité des informations sur les composants matériels utilisés dans la production (y compris via la gestion du catalogue) ;
• stockage d'informations sur le déroulement du processus technologique et les situations d'urgence.

La solution des problèmes d'automatisation du processus technologique est réalisée à l'aide de :

• introduction de méthodes modernes d'automatisation;
• introduction de moyens modernes d'automatisation.

L'automatisation des processus technologiques au sein d'un seul processus de production vous permet d'organiser la base de la mise en œuvre de systèmes de gestion de production et de systèmes de gestion d'entreprise.

En raison de la différence d'approches, on distingue l'automatisation des processus technologiques suivants :

• automatisation des processus technologiques continus (Process Automation);
• automatisation de processus technologiques discrets (Factory Automation) ;
• automatisation des processus technologiques hybrides (Hybrid Automation).

Remarques

L'automatisation de la production suppose la disponibilité de machines fiables, relativement simples à concevoir et à contrôler. mécanismes et dispositifs.

Littérature

L. I. Selevtsov, Automatisation des processus technologiques. Manuel : Centre d'édition "Académie"

V. Yu. Shishmarev, Automatisation. Manuel : Centre d'édition "Académie"

OUTILS D'AUTOMATISATION DES PROCESSUS TECHNOLOGIQUES

Un outil d'automatisation de processus s'entend comme un ensemble de dispositifs techniques qui assurent le mouvement des organes exécutifs (de travail) de la machine avec des paramètres cinématiques donnés (trajectoires et lois du mouvement). Dans le cas général, cette tâche est résolue au moyen d'un système de contrôle (CS) et d'un entraînement de l'organe de travail. Cependant, dans les premières machines automatiques, il était impossible de séparer les entraînements et le système de contrôle en modules distincts. Un exemple de la structure d'une telle machine est présenté sur la Fig.1.

La machine fonctionne comme suit. Un moteur électrique asynchrone via le mécanisme de transmission principal entraîne l'arbre à cames en rotation continue. De plus, les mouvements sont transmis par les poussoirs correspondants via les mécanismes de transmission 1...5 aux organes de travail 1...5. L'arbre à cames assure non seulement le transfert d'énergie mécanique aux organes de travail, mais est également un support de programme, coordonnant le mouvement de ces derniers dans le temps. Dans une machine dotée d'une telle structure, les entraînements et le système de contrôle sont intégrés dans des mécanismes uniques. La structure ci-dessus peut, par exemple, correspondre au schéma cinématique représenté sur la figure 2.

Une machine similaire ayant le même objectif et les mêmes performances peut, en principe, avoir un schéma fonctionnel illustré à la Fig. 3.

L'automate représenté sur la figure 3 fonctionne comme suit. Le système de contrôle envoie des commandes aux lecteurs 1...5, qui effectuent des mouvements dans l'espace des organes de travail 1...5. Dans ce cas, le système de contrôle coordonne les trajectoires dans l’espace et dans le temps. La principale caractéristique de la machine ici est la présence d'un système de contrôle et d'entraînements clairement définis pour chaque organe de travail. Dans le cas général, l'automate peut inclure des capteurs qui fournissent au système de contrôle les informations pertinentes nécessaires pour générer des commandes raisonnables. Les capteurs sont généralement installés devant ou après le corps de travail (capteurs de position, accéléromètres, capteurs de vitesse angulaire, de force, de pression, de température, etc.). Parfois, les capteurs sont situés à l'intérieur du variateur (sur la figure 3, le canal de transmission des informations est représenté par une ligne pointillée) et fournissent au système de contrôle Informations Complémentaires(valeur actuelle, pression du cylindre, taux de variation du courant, etc.), qui sert à améliorer la qualité du contrôle. Ces connexions sont discutées plus en détail dans cours spéciaux.. Selon la structure (Fig. 3), une variété d'automates, fondamentalement différents les uns des autres, peuvent être construits. La principale caractéristique de leur classification est le type de SU. Dans le cas général, la classification des systèmes de contrôle selon le principe de fonctionnement est illustrée à la Fig.4.

Les systèmes de cycles peuvent être fermés ou ouverts. L'automate, dont la structure et le schéma cinématique sont représentés respectivement sur les figures 1 et 2, dispose d'un système de contrôle ouvert. De telles machines sont souvent qualifiées de « fous de la mécanique » car elles fonctionnent aussi longtemps que l'arbre à cames tourne. Le système de contrôle ne contrôle pas les paramètres du processus technologique et, en cas de dérégulation de mécanismes individuels, la machine continue de fabriquer des produits, même s'il s'agit d'un défaut. Parfois, il peut y avoir un ou plusieurs variateurs sans retour dans l'équipement (voir variateur 3 sur la Fig. 3). La figure 5 montre le schéma cinématique de la machine avec un système de contrôle en boucle ouverte et des entraînements séparés. Un automate avec un tel schéma ne peut être contrôlé que dans le temps (pour assurer un démarrage coordonné du mouvement des éléments de travail à temps) à l'aide d'un contrôleur reprogrammable, d'un dispositif de commande avec un arbre à cames, d'un circuit logique mis en œuvre sur n'importe quelle base d'éléments (éléments pneumatiques, relais , microcircuits, etc.). Le principal inconvénient du contrôle du temps est la surestimation forcée des paramètres de cycle de la machine et, par conséquent, une diminution de la productivité. En effet, lors de la création d'un algorithme de contrôle temporel, il faut prendre en compte l'éventuelle instabilité du fonctionnement des variateurs en termes de temps de réponse, non maîtrisé, en surestimant les intervalles de temps entre les fourniture d'ordres de contrôle. Sinon, une collision des éléments de travail peut se produire, par exemple en raison d'une augmentation accidentelle du temps de course d'un cylindre et d'une diminution du temps de course de l'autre cylindre.

Dans les cas où il est nécessaire de contrôler les positions initiales et finales des organes de travail (afin, par exemple, d'exclure leurs collisions), des systèmes de commande cyclique avec retour de position sont utilisés. La figure 6 montre un schéma cinématique d'un automate doté d'un tel système de contrôle. Les signaux de référence pour la synchronisation des actionnements des corps de travail 1...5 proviennent des capteurs de position 7...16. Contrairement à la machine dont la structure et le schéma cinématique sont représentés sur les figures 1 et 2, cette machine a un cycle moins stable. Dans le premier cas, tous les paramètres du cycle (temps de travail et de ralenti) sont déterminés uniquement par la vitesse de l'arbre à cames, et dans le second (Fig. 4 et 6) ils dépendent du temps de réponse de chaque cylindre (c'est une fonction de l'état du cylindre et les paramètres actuels caractérisant le processus technologique ). Cependant, ce schéma, par rapport au schéma illustré à la figure 5, vous permet d'augmenter la productivité de la machine en éliminant les intervalles de temps inutiles entre l'émission des commandes de contrôle.

Tous les schémas cinématiques ci-dessus correspondent à des systèmes de commande cycliques. Dans le cas où au moins un des entraînements de l'automate a un contrôle de position, de contour ou adaptatif, il est alors d'usage de l'appeler CS, respectivement, de position, de contour ou adaptatif.

La figure 7 montre un fragment du schéma cinématique du plateau tournant d'un automate avec un système de contrôle de position. L'entraînement du plateau rotatif RO est réalisé par un électro-aimant, constitué d'un boîtier 1, dans lequel se trouvent le bobinage 2 et l'armature mobile 3. Le rappel de l'armature est assuré par un ressort, et la course est limitée par butées 5. Un poussoir 6 est installé sur l'ancre, qui, au moyen d'un galet 7, d'un levier 8 et d'un arbre I, est relié au plateau tournant RO. Le levier 8 est relié au corps fixe par un ressort 9. L'élément mobile du capteur de position potentiométrique 10 est relié rigidement à l'armature.

Lorsqu'une tension est appliquée à l'enroulement 2, l'armature comprime le ressort et, réduisant l'écartement du circuit magnétique, déplace le RO au moyen d'un mécanisme de liaison rectiligne composé du rouleau 7 et de la liaison 8. Le ressort 9 assure une fermeture forcée du rouleau et la liaison. Le capteur de position fournit au CS des informations sur les coordonnées actuelles du RO.

Le système de commande augmente le courant dans l'enroulement jusqu'à ce que l'induit et, par conséquent, le RO qui y est rigidement connecté, atteignent une coordonnée donnée, après quoi la force du ressort est équilibrée par la force de traction électromagnétique. La structure du système de contrôle d'un tel entraînement peut, par exemple, ressembler à celle représentée sur la Fig. 8.

SU fonctionne comme suit. Le lecteur de programme délivre à l'entrée du convertisseur de coordonnées une variable x 0 exprimée par exemple en code binaire et correspondant à la coordonnée recherchée de l'induit du moteur. À partir de la sortie des convertisseurs de coordonnées, dont l'un est un capteur de rétroaction, les tensions U et U 0 sont transmises au dispositif de comparaison, qui génère un signal d'erreur DU, proportionnel à la différence de tension à ses entrées. Le signal d'erreur est envoyé à l'entrée de l'amplificateur de puissance qui, en fonction du signe et de l'amplitude de DU, délivre un courant I à l'enroulement de l'électro-aimant. Si la valeur d'erreur devient nulle, alors le courant se stabilise au niveau approprié. Dès que le lien de sortie, pour une raison ou une autre, est déplacé d'une position donnée, la valeur actuelle commence à changer de manière à la ramener à position initiale. Ainsi, si le système de contrôle attribue séquentiellement au variateur un ensemble fini de M coordonnées enregistrées sur le support de programme, alors le variateur aura M points de positionnement. Les systèmes de contrôle cyclique ont généralement deux points de positionnement pour chaque coordonnée (pour chaque entraînement). Dans les premiers systèmes de position, le nombre de coordonnées était limité par le nombre de potentiomètres, chacun servant à stocker une coordonnée spécifique. Les contrôleurs modernes vous permettent de définir, de stocker et d'afficher en code binaire un nombre presque illimité de points de positionnement.

La figure 8 montre un schéma cinématique d'un entraînement électromécanique typique avec un système de contrôle de contour. De tels entraînements sont largement utilisés dans les machines-outils à commande numérique. Comme capteurs de rétroaction, un générateur tachymétrique est utilisé (capteur vitesse angulaire) 6 et inductosyn (capteur de déplacement linéaire) 7. Évidemment, le mécanisme représenté sur la fig. 8, le système de position peut contrôler (voir Fig.7).

Ainsi, selon le schéma cinématique, il est impossible de faire la distinction entre les systèmes de contrôle de contour et de position. Le fait est que dans le système de contrôle de contour, le dispositif de programmation mémorise et génère non pas un ensemble de coordonnées, mais une fonction continue. Ainsi, le système de contours est essentiellement un système de positionnement avec un nombre infini de points de positionnement et un temps de transition contrôlé du RO d'un point à un autre. Dans les systèmes de contrôle de position et de contour, il existe un élément d'adaptation, c'est-à-dire ils peuvent assurer le mouvement du RO vers un point donné ou son mouvement selon une loi donnée avec diverses réactions de côté environnement.

Cependant, dans la pratique, les systèmes de contrôle adaptatifs sont considérés comme des systèmes qui, en fonction de la réaction actuelle de l'environnement, peuvent modifier l'algorithme de la machine.

En pratique, lors de la conception d'une machine automatique ou d'une ligne automatique, il est extrêmement important de choisir les entraînements des mécanismes et des systèmes de contrôle dès la phase de conception préliminaire. Cette tâche est multicritère. Typiquement, le choix des variateurs et des systèmes de contrôle s'effectue selon les critères suivants :

n coût ;

n fiabilité ;

n maintenabilité ;

n continuité constructive et technologique ;

n la sécurité incendie et explosion ;

n niveau sonore de fonctionnement ;

n résistance aux interférences électromagnétiques (fait référence à SU) ;

n résistance aux rayonnements durs (fait référence à SU) ;

n caractéristiques de poids et de taille.

Tous les entraînements et systèmes de contrôle peuvent être classés en fonction du type d'énergie utilisé. Les entraînements des machines technologiques modernes utilisent généralement : l'énergie électrique (entraînements électromécaniques), l'énergie de l'air comprimé (entraînements pneumatiques), l'énergie du flux de fluide (entraînements hydrauliques), l'énergie de raréfaction (entraînements à vide), les entraînements avec moteurs à combustion interne. Parfois, des entraînements combinés sont utilisés dans les machines. Par exemple : électropneumatique, pneumo-hydraulique, électro-hydraulique, etc. Bref caractéristiques comparatives les moteurs d'entraînement sont présentés dans le tableau 1. De plus, lors du choix d'un entraînement, le mécanisme de transmission et ses caractéristiques doivent être pris en compte. Ainsi, le moteur lui-même peut être bon marché, mais le mécanisme de transmission est cher, la fiabilité du moteur peut être grande et la fiabilité du mécanisme de transmission est faible, et ainsi de suite.

L’aspect le plus important dans le choix du type de variateur est la continuité. Ainsi, par exemple, si dans une machine nouvellement conçue, au moins un des entraînements est hydraulique, il convient alors d'envisager la possibilité d'utiliser l'hydraulique pour d'autres organes de travail. Si l'hydraulique est utilisée pour la première fois, il ne faut pas oublier qu'elle nécessitera l'installation à côté de l'équipement d'une station hydraulique très coûteuse et importante en termes de paramètres de poids et de taille. Il en va de même pour la pneumatique. Parfois, il n'est pas raisonnable de poser une conduite pneumatique ou même d'acheter un compresseur au nom d'un seul entraînement pneumatique dans une machine. En règle générale, lors de la conception d'équipements, il convient de s'efforcer d'utiliser le même type de variateurs. Dans ce cas, en plus de ce qui précède, cela est considérablement simplifié Entretien et réparation. Comparaison plus approfondie divers types les entraînements et les systèmes de contrôle ne peuvent être produits qu'après avoir étudié des disciplines spéciales.

Questions pour la maîtrise de soi

1. Qu'appelle-t-on un outil d'automatisation des processus par rapport à la production ?

2. Énumérez les principaux composants d'une machine de production automatique.

3. Qu'est-ce qui fonctionnait comme support de programme dans les automates du premier cycle ?

4. Quelle est l’évolution des machines automatiques de production ?

5. Énumérez les types de systèmes de contrôle utilisés dans les équipements de traitement.

6. Qu'est-ce qu'une SU fermée et ouverte ?

7. Quelles sont les principales caractéristiques du SU cyclique ?

8. Quelle est la différence entre les systèmes de contrôle de position et de contour ?

9. Quels SS sont appelés adaptatifs ?

10. Quels sont les principaux éléments de l'entraînement de la machine ?

11. Pour quelles raisons les entraînements de machines sont-ils classés ?

12. Énumérez les principaux types d'entraînements utilisés dans les machines technologiques.

13. Énumérez les critères de comparaison des entraînements et des systèmes de contrôle.

14. Donnez un exemple d'entraînement cyclique fermé.

Les types de systèmes d'automatisation comprennent :

• des systèmes immuables. Il s'agit de systèmes dans lesquels la séquence d'actions est déterminée par la configuration de l'équipement ou les conditions du processus et ne peut pas être modifiée au cours du processus.
• systèmes programmables. Il s'agit de systèmes dans lesquels la séquence d'actions peut varier en fonction de la configuration du programme et du processus donnés. Le choix de la séquence d'actions nécessaire s'effectue grâce à un ensemble d'instructions qui peuvent être lues et interprétées par le système.
• systèmes flexibles (à réglage automatique). Ce sont des systèmes capables de sélectionner les actions nécessaires au cours du travail. La modification de la configuration du processus (séquence et conditions d'exécution des opérations) est effectuée sur la base d'informations sur l'avancement du processus.

Ces types de systèmes peuvent être utilisés à tous les niveaux d’automatisation des processus individuellement ou dans le cadre d’un système combiné.

Dans chaque secteur de l’économie, il existe des entreprises et des organisations qui fabriquent des produits ou fournissent des services. Toutes ces entreprises peuvent être divisées en trois groupes, en fonction de leur « éloignement » dans la chaîne de transformation des ressources naturelles.

Le premier groupe d'entreprises est constitué des entreprises qui extraient ou produisent Ressources naturelles. Ces entreprises comprennent, par exemple, les producteurs agricoles et les sociétés pétrolières et gazières.

Le deuxième groupe d'entreprises est constitué d'entreprises qui transforment des matières premières naturelles. Ils fabriquent des produits à partir de matières premières extraites ou produites par les entreprises du premier groupe. Ces entreprises comprennent, par exemple, les entreprises de l'industrie automobile, les entreprises sidérurgiques, les entreprises de l'industrie électronique, les centrales électriques, etc.

Le troisième groupe est celui des entreprises du secteur des services. Ces organisations comprennent, par exemple, les banques, les établissements d'enseignement, les établissements médicaux, les restaurants, etc.

Pour toutes les entreprises, il est possible de distinguer des groupes généraux de processus associés à la production de produits ou à la fourniture de services.

Ces processus comprennent :

• processus d'affaires;
• processus de conception et de développement ;
• processus de production ;
• processus de contrôle et d’analyse.

• Les processus métiers sont des processus qui assurent l'interaction au sein de l'organisation et avec les parties prenantes externes (clients, fournisseurs, autorités réglementaires, etc.). Cette catégorie de processus comprend les processus de marketing et de vente, d'interaction avec les consommateurs, les processus financiers, de personnel, de planification matérielle et comptable, etc.
• Processus de conception et de développement Tous les processus impliqués dans le développement d’un produit ou d’un service. Ces processus comprennent les processus de planification du développement, de collecte et de préparation des données initiales, de mise en œuvre du projet, de contrôle et d'analyse des résultats de conception, etc.
• Processus de manufacture sont les processus nécessaires pour fabriquer un produit ou fournir un service. Ce groupe comprend tous les processus de production et technologiques. Ils incluent également les processus de planification des exigences et de planification des capacités, les processus logistiques et les processus de service.
• Processus de contrôle et d’analyse- ce groupe de processus est associé à la collecte et au traitement d'informations sur l'exécution des processus. Ces processus comprennent les processus de contrôle qualité, la gestion opérationnelle, les processus de contrôle des stocks, etc.

La plupart des processus appartenant à ces groupes peuvent être automatisés. À ce jour, il existe des classes de systèmes qui automatisent ces processus.

Termes de référence pour le sous-système « Entrepôts »	Termes de référence pour le sous-système « Gestion documentaire »	Termes de référence du sous-système « Achats »

Stratégie d'automatisation des processus

L'automatisation des processus est une tâche complexe et chronophage. Pour réussir à résoudre ce problème, il est nécessaire d’adhérer à une certaine stratégie d’automatisation. Il vous permet d'améliorer les processus et de bénéficier d'un certain nombre d'avantages significatifs grâce à l'automatisation.

En résumé, la stratégie peut être formulée comme suit :

• compréhension du processus. Afin d’automatiser un processus, il est nécessaire de comprendre le processus existant dans tous ses détails. Le processus doit être entièrement analysé. Les entrées et sorties du processus, la séquence d'actions, la relation avec d'autres processus, la composition des ressources du processus, etc., doivent être déterminés.
• simplification du processus. Une fois l’analyse du processus réalisée, il est nécessaire de simplifier le processus. Les opérations supplémentaires qui n’apportent pas de valeur doivent être réduites. Les opérations individuelles peuvent être combinées ou exécutées en parallèle. D'autres technologies pour son exécution peuvent être proposées pour améliorer le processus.
• automatisation des processus. L'automatisation des processus ne peut être réalisée qu'après que le processus ait été simplifié autant que possible. Plus le flux de processus est simple, plus il est facile à automatiser et plus le processus automatisé sera efficace.

Avez-vous étudié « l'automatisation des processus technologiques et des productions », avec qui pouvez-vous imaginer travailler ? Cela indique probablement de graves lacunes dans votre éducation, mais essayons de les comprendre ensemble. Nous utilisons quotidiennement systèmes automatisés sans même s'en rendre compte.

Le besoin d’automatisation est-il là ?

Tout processus de production est un coût en ressources. Grâce aux nouvelles technologies et méthodes de production, nous pouvons économiser la quantité de matières premières et de carburant nécessaires à la fabrication des produits.

Mais qu’en est-il des ressources humaines ? Après tout, des spécialistes hautement qualifiés peuvent être impliqués dans la mise en œuvre d'autres projets, et le contrôle même du convoyeur par les ouvriers est un plaisir coûteux, ce qui augmente le prix du produit final.

Une partie du problème a été résolue il y a quelques siècles, avec l’invention des machines à vapeur et de la production par convoyeurs. Mais même aujourd’hui, il y a encore trop d’ouvriers dans la plupart des ateliers de l’ex-Union soviétique. Et en plus des coûts supplémentaires, cela se heurte à un « facteur humain », qui est la principale cause de la plupart des problèmes qui surviennent.

Ingénieur ou 5 autres spécialités ?

Après avoir obtenu un diplôme à la fin de l'université, vous pouvez compter sur un travail:

1. Ingénieur.
2. Designer.
3. Constructeur.
4. Chercheur.
5. Responsable du département développement.
6. Employé du service des opérations.

La profession d'ingénieur était années de mode Il y a 40 ans, peu de gens sont désormais prêts à réfléchir et à assumer leurs responsabilités. Bien entendu, avec votre diplôme, vous serez un spécialiste très restreint, la liste des tâches principales comprendra la mise en œuvre et le développement de nouveaux systèmes de gestion et de contrôle en production.

Mais le plus souvent, il suffit de maintenir l'ensemble du système en état de fonctionnement, de corriger les dysfonctionnements mineurs qui surviennent et de planifier davantage le travail.

Tout projet d'optimisation ou de mise à jour du système sera réalisé sous la direction des supérieurs directs, grâce aux efforts de tout le département. Alors ne vous inquiétez pas, le premier jour, vous ne serez pas obligé de développer quelque chose d'innovant ou de mettre en œuvre une toute nouvelle façon de contrôler. Les exigences en matière de spécialistes sont tout à fait adéquates, salaire varie selon la région et l’industrie.

Développement et conception du projet.

À concepteurs et constructeurs les tâches sont légèrement différentes. Ici, ils le font déjà nouveau projets à presque tous les stades de développement. Tout d'abord, ces employés sont tenus de formuler et de fixer une tâche.

Lorsque le but et la portée des travaux futurs sont déterminés, ils commencent à élaborer plan général mise en œuvre du futur projet. Ce n’est qu’à ce moment-là que le concepteur a le droit de passer à des plans, une architecture et un choix de fonds plus détaillés.

Et sur étape finale il faudra encore établir une documentation pour les mêmes ingénieurs.

Le travail du concepteur n’est pas très différent du plan de travail ci-dessus, cela ne vaut donc pas la peine de s’y concentrer. On peut seulement dire que les représentants de ces deux professions sont un peu plus proches de la théorie et de la science, mais conservent néanmoins un contact direct avec la production et sont bien conscients du produit final de leur travail.

Associés de recherche dans le domaine de l'automatisation de la production.

Et maintenant, il est temps de parler de ceux qui aiment les blouses blanches et les laboratoires scientifiques. En fait, il s'agit de les mathématiques à l'état pur. Conception, création et amélioration de modèles, nouveaux algorithmes. La capacité de résoudre de tels problèmes théoriques, parfois quelque peu éloignés de la réalité, se manifeste même à l'école ou à l'université. Si vous remarquez cela derrière vous, vous devez évaluer adéquatement vos capacités et vous trouver une place dans le centre de recherche.

Les offres des structures privées sont plus rémunératrices, mais la plupart des bureaux exigeront tous les droits sur les résultats de votre activité intellectuelle. En travaillant dans une structure étatique, vous pouvez mener activité scientifique, plus de chances d'obtenir une sorte de reconnaissance parmi les collègues. Il s'agit simplement de bien définir vos priorités.

Postes de direction et responsabilité personnelle.

Vous pouvez compter sur le poste de chef de service ou de projet dans deux cas :

1. Une tentative de gagner les faveurs en réalisant ses ambitions et ses aspirations.
2. Haut niveau de responsabilité et compétences personnelles.

Immédiatement après l'université, le premier élément ne vous conviendra pas, jeune spécialiste ils ne feront pas confiance à un poste sérieux, et vous ne pourrez pas y faire face sans une certaine expérience et un ensemble de connaissances. Mais il sera problématique de rejeter la responsabilité de l’échec sur quelqu’un d’autre.

Sachez donc qu'avec la qualité et l'exécution dans les délais de vos fonctions, vous pouvez compter sur une évolution de carrière, votre diplôme le permet. Par conséquent, aucun argument des autorités concernant l'écart entre les niveaux d'éducation ne fonctionnera. Mais demandez-vous si cela en vaut la peine : les tâches augmenteront et le niveau de responsabilité augmentera sensiblement.

Les professionnels de la Faculté « Automation des processus technologiques et de la production » savent avec qui travailler dès les premiers cours. Ne sois pas gêné si lieu de travail réussi à obtenir grâce à des connaissances. Personne ne gardera un spécialiste sans valeur à un poste responsable, ce n'est donc pas un argument très important.

Vidéo sur le métier

Plus loin dans la vidéo, dans le cadre du programme « Spécialistes du futur », il sera examiné qui travaillera après avoir obtenu son diplôme de la faculté « Automatisation des processus technologiques et de la production ». Quelles sont les nuances, les avantages et les inconvénients de ce métier :

L'introduction généralisée de l'automatisation est le moyen le plus efficace d'augmenter la productivité du travail.

Dans de nombreuses installations, afin d'organiser le processus technologique correct, il est nécessaire de maintenir pendant une longue période les valeurs définies de divers paramètres physiques ou de les modifier au fil du temps selon une certaine loi. En raison de divers influences extérieures par objet, ces paramètres diffèrent de ceux spécifiés. L'opérateur ou le conducteur doit influencer l'objet de manière à ce que les valeurs des paramètres réglables ne dépassent pas les limites admissibles, c'est-à-dire contrôler l'objet. Des fonctions distinctes de l'opérateur peuvent être exécutées par divers dispositifs automatiques. Leur impact sur l'objet s'effectue sur ordre d'une personne qui surveille l'état des paramètres. Un tel contrôle est dit automatique. Afin d'exclure complètement une personne du processus de contrôle, le système doit être fermé : les appareils doivent surveiller l'écart du paramètre contrôlé et, en conséquence, donner l'ordre de contrôler l'objet. Un tel système de contrôle fermé est appelé système de contrôle automatique (ACS).

Les premiers systèmes de contrôle automatique les plus simples permettant de maintenir les valeurs définies du niveau de liquide, de la pression de vapeur et de la vitesse de rotation sont apparus dans la seconde moitié du XVIIIe siècle. avec le développement des machines à vapeur. La création des premiers régulateurs automatiques était intuitive et était le mérite d'inventeurs individuels. Pour le développement ultérieur des outils d'automatisation, des méthodes de calcul des contrôleurs automatiques étaient nécessaires. Déjà dans la seconde moitié du XIXe siècle. une théorie cohérente du contrôle automatique basée sur des méthodes mathématiques a été créée. Dans les travaux de D.K. Maxwell « On Regulators » (1866) et I.A. Vyshnegradsky « Sur la théorie générale des régulateurs » (1876), « Sur les régulateurs à action directe » (1876), les régulateurs et l'objet de régulation sont considérés pour la première fois comme un système dynamique unique. La théorie du contrôle automatique ne cesse de s’étendre et de s’approfondir.

L'étape actuelle de développement de l'automatisation se caractérise par une complication importante des tâches de contrôle automatique : une augmentation du nombre de paramètres réglables et de la relation des objets régulés ; augmenter la précision requise de la régulation, leur vitesse ; augmentation du contrôle à distance, etc. Ces tâches ne peuvent être résolues que sur la base de la technologie électronique moderne, de l'introduction généralisée des microprocesseurs et des ordinateurs universels.

L'introduction généralisée de l'automatisation dans les installations de réfrigération n'a commencé qu'au 20e siècle, mais déjà dans les années 60, de grandes installations entièrement automatisées ont été créées.

Pour gérer divers processus technologiques il faut maintenir dans les limites données, et parfois modifier selon une certaine loi, la valeur d'une ou plusieurs grandeurs physiques simultanément. Dans le même temps, il est nécessaire de garantir qu'aucun mode de fonctionnement dangereux ne se produise.

Un dispositif dans lequel se déroule un processus nécessitant une régulation continue est appelé un objet contrôlé, ou en abrégé un objet (Fig. 1, a).

Une grandeur physique dont la valeur ne doit pas dépasser certaines limites est appelée paramètre contrôlé ou contrôlé et est désignée par la lettre X. Il peut s'agir de la température t, de la pression p, du niveau de liquide H, humidité relative? etc. La valeur initiale (définie) du paramètre contrôlé sera notée X 0 . En raison d'influences externes sur l'objet valeur actuelle X peut s'écarter du X 0 donné. L’ampleur de l’écart du paramètre contrôlé par rapport à sa valeur initiale est appelée décalage :

L'influence externe sur l'objet, qui ne dépend pas de l'opérateur et augmente le décalage, est appelée charge et est notée Mn (ou QH - lorsque nous parlons sur la charge thermique).

Pour réduire le décalage, il est nécessaire d'exercer un effet sur l'objet opposé à la charge. L'impact organisé sur l'objet, qui réduit le décalage, est appelé impact réglementaire - M p (ou Q P - avec exposition thermique).

La valeur du paramètre X (notamment X 0) reste constante uniquement lorsque l'entrée de commande est égale à la charge :

X = const uniquement lorsque M p = M n.

C'est la loi fondamentale de la régulation (à la fois manuelle et automatique). Pour réduire le décalage positif, il faut que M p soit supérieur en valeur absolue à M n. Et vice versa, lorsque M p<М н рассогласование увеличивается.

Systèmes automatiques. Avec la commande manuelle, afin de modifier l'action de commande, le conducteur doit parfois effectuer un certain nombre d'opérations (ouverture ou fermeture de vannes, démarrage de pompes, de compresseurs, modification de leurs performances, etc.). Si ces opérations sont effectuées par des dispositifs automatiques sur commande d'une personne (par exemple, en appuyant sur le bouton "Démarrer"), alors ce mode de fonctionnement est appelé contrôle automatique. Un schéma complexe d'un tel contrôle est présenté sur la Fig. 1b, les éléments 1, 2, 3 et 4 transforment un paramètre physique en un autre, plus pratique pour le transfert à l'élément suivant. Les flèches indiquent la direction de l'impact. Le signal d'entrée du contrôle automatique X peut être une pression sur un bouton, un déplacement de la poignée du rhéostat, etc. Pour augmenter la puissance du signal transmis, de l'énergie supplémentaire E peut être fournie aux éléments individuels.

Pour contrôler l'objet, le conducteur (opérateur) doit recevoir en permanence des informations de l'objet, c'est-à-dire pour contrôler : mesurer la valeur du paramètre réglable X et calculer le degré de discordance ?X. Ce processus peut également être automatisé (contrôle automatique), c'est-à-dire installer des dispositifs qui afficheront, enregistreront la valeur de ?X ou donneront un signal lorsque ?X dépasse les limites autorisées.

Les informations reçues de l'objet (chaîne 5 à 7) sont appelées retour d'information, et le contrôle automatique est appelé communication directe.

Avec le contrôle automatique et le contrôle automatique, l'opérateur n'a qu'à regarder les instruments et à appuyer sur un bouton. Est-il possible d'automatiser ce processus afin de se passer totalement d'opérateur ? Il s'avère qu'il suffit d'appliquer le signal de sortie de contrôle automatique Xk à l'entrée de contrôle automatique (à l'élément 1) pour que le processus de contrôle devienne entièrement automatisé. Lorsque cet élément 1 compare le signal X à un X 3 donné. Plus le décalage X est grand, plus la différence X par rapport à -X 3 est grande, et par conséquent l'effet régulateur de M p augmente.

Les systèmes de contrôle automatique avec une chaîne d'action fermée, dans laquelle l'action de contrôle est générée en fonction de l'inadéquation, sont appelés système de contrôle automatique (ACS).

Les éléments de contrôle automatique (1--4) et de contrôle (5--7) lorsque le circuit est fermé forment un régulateur automatique. Ainsi, le système de contrôle automatique se compose d'un objet et d'un contrôleur automatique (Fig. 1c). Un contrôleur automatique (ou simplement un contrôleur) est un dispositif qui perçoit un décalage et agit sur un objet de manière à réduire ce décalage.

Selon le but de l'impact sur l'objet, on distingue les systèmes de contrôle suivants :

a) stabilisation

b) logiciel,

c) regarder

d) optimisation.

Les systèmes de stabilisation maintiennent constante la valeur du paramètre contrôlé (dans les limites spécifiées). Leur réglage est constant.

Systèmes logiciels les commandes ont un réglage qui évolue dans le temps selon un programme donné.

DANS systèmes de suivi le réglage change continuellement en fonction d'un facteur externe. Dans les installations de climatisation, par exemple, il est plus avantageux de maintenir une température ambiante plus élevée pendant les journées chaudes que pendant les journées fraîches. Il est donc conseillé de modifier continuellement le réglage en fonction de la température extérieure.

DANS optimisation des systèmes les informations arrivant au contrôleur depuis l'objet et l'environnement externe sont prétraitées pour déterminer la valeur la plus avantageuse du paramètre contrôlé. Le réglage change en conséquence.

Pour maintenir la valeur définie du paramètre contrôlé X 0, en plus des systèmes de contrôle automatique, un système de suivi automatique de la charge est parfois utilisé (Fig. 1, d). Dans ce système, le contrôleur perçoit le changement de charge, et non la discordance, fournissant ainsi une égalité continue M p = M n. Théoriquement, X 0 = const est exactement fourni. Cependant, en pratique, en raison de diverses influences externes sur les éléments du régulateur (interférences), l'égalité M R = M n peut être violée. Le décalage ?X qui se produit dans ce cas s'avère être beaucoup plus important que dans le système de contrôle automatique, car il n'y a pas de retour dans le système de suivi de charge, c'est-à-dire qu'il ne répond pas au décalage ?X.

Dans les systèmes automatiques complexes (Fig. 1, e), outre les circuits principaux (directs et rétroactifs), il peut y avoir des circuits supplémentaires directs et rétroactifs. Si la direction de la chaîne supplémentaire coïncide avec la direction principale, on parle alors de ligne droite (chaînes 1 et 4) ; si les directions d'influence ne coïncident pas, un retour d'information supplémentaire se produit (circuits 2 et 3). L'entrée du système automatique est considérée comme la force motrice, la sortie est le paramètre réglable.

Outre le maintien automatique des paramètres dans les limites spécifiées, il est également nécessaire de protéger les installations des modes dangereux, ce qui est assuré par des systèmes de protection automatique (ACS). Ils peuvent être préventifs ou d’urgence.

La protection préventive agit sur les dispositifs de commande ou les éléments individuels du régulateur avant l'apparition d'un mode dangereux. Par exemple, si l'alimentation en eau du condenseur est interrompue, le compresseur doit être arrêté sans attendre une augmentation de pression d'urgence.

La protection d'urgence perçoit l'écart du paramètre réglable et, lorsque sa valeur devient dangereuse, éteint l'un des nœuds du système afin que l'inadéquation n'augmente plus. Lorsque la protection automatique est déclenchée, le fonctionnement normal du système de contrôle automatique s'arrête et le paramètre contrôlé dépasse généralement les limites admissibles. Si, après l'actionnement de la protection, le paramètre surveillé revient à la zone spécifiée, le système de contrôle automatique peut rallumer le nœud déconnecté et le système de contrôle continue de fonctionner normalement (protection réutilisable).

Dans les grandes installations, le SAS ponctuel est plus souvent utilisé, c'est-à-dire qu'une fois le paramètre contrôlé revenu dans la zone autorisée, les nœuds désactivés par la protection eux-mêmes ne sont plus activés.

SAZ est généralement associé à une alarme (générale ou différenciée, c'est-à-dire indiquant la cause du fonctionnement). Les avantages de l'automatisation. Pour révéler les avantages de l'automatisation, comparons, par exemple, les graphiques d'évolution de la température dans la chambre frigorifique lors du contrôle manuel et automatique (Fig. 2). Laissez la température requise dans la chambre être de 0 à 2°C. Lorsque la température atteint 0°C (point 1), le conducteur arrête le compresseur. La température commence à monter, et lorsqu'elle atteint environ 2°C, le conducteur rallume le compresseur (point 2). Le graphique montre qu'en raison d'une mise en marche ou d'un arrêt intempestif du compresseur, la température dans la chambre dépasse les limites admissibles (points 3, 4, 5). Avec des augmentations fréquentes de température (section A), la durée de conservation autorisée est réduite, la qualité des produits périssables se détériore. La basse température (section B) provoque le rétrécissement des produits, et réduit parfois leur goût ; de plus, un fonctionnement supplémentaire du compresseur gaspille de l'électricité, de l'eau de refroidissement et use prématurément le compresseur.

Avec régulation automatique, le thermocontact s'allume et arrête le compresseur à 0 et +2 °C.

Les principales fonctions des dispositifs de protection remplissent également de manière plus fiable qu'une personne. Le conducteur peut ne pas remarquer une augmentation rapide de la pression dans le condenseur (due à l'interruption de l'alimentation en eau), un dysfonctionnement de la pompe à huile, etc., alors que les appareils réagissent instantanément à ces dysfonctionnements. Certes, dans certains cas, les problèmes seront plus susceptibles d'être remarqués par le conducteur, il entendra un coup dans un compresseur défectueux, il ressentira une fuite locale d'ammoniac. Néanmoins, l'expérience d'exploitation a montré que les installations automatiques fonctionnent de manière beaucoup plus fiable.

Ainsi, l’automatisation offre les principaux avantages suivants :

1) le temps consacré à la maintenance est réduit ;

2) le régime technologique requis est maintenu avec plus de précision ;

3) les coûts de fonctionnement sont réduits (pour l'électricité, l'eau, les réparations, etc.) ;

4) augmente la fiabilité des installations.

Malgré ces avantages, l’automatisation n’est réalisable que si elle est économiquement justifiée, c’est-à-dire que les coûts associés à l’automatisation sont compensés par les économies réalisées grâce à sa mise en œuvre. De plus, il est nécessaire d'automatiser des processus dont le déroulement normal ne peut être assuré par un contrôle manuel : processus technologiques précis, travail dans un environnement nocif ou explosif.

De tous les processus d'automatisation, le contrôle automatique revêt la plus grande importance pratique. Par conséquent, les éléments suivants sont principalement considérés comme des systèmes de contrôle automatique, qui constituent la base de l'automatisation des installations frigorifiques.

Littérature

1. Automatisation des processus technologiques de production alimentaire / Ed. E.B. Karpina.

2. Appareils automatiques, régulateurs et machines de contrôle : Manuel / Ed. B.D. Kosharsky.

3. Petrov. I. K., Soloshchenko M. N., Tsarkov V. N. Instruments et moyens d'automatisation pour l'industrie alimentaire : un manuel.

4. Automatisation des processus technologiques dans l'industrie alimentaire. Sokolov.