Файл: Автоматтандыру адамды технологиялы рдістерді басару міндеттерін тікелей орындаудан босатып, бл міндеттерді автоматты рылылара артумен сипаттайтын кешенді механикаландыру кезеі.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 401
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кіріспе
Автоматтандыру – адамды технологиялық үрдістерді басқару міндеттерін тікелей орындаудан босатып, бұл міндеттерді автоматты құрылғыларға артумен сипаттайтын кешенді механикаландыру кезеңі. Ары қарай еңбек өнімділігін және өндірістің тиімділігін жоғарылату қол еңбегі үлесін қысқарту кезінде өндірістің үрдістерді максималды электрлендіру және актоматтандыру шартында орындалуы мүмкін.
Автоматтандыру ғылыми-техникалық дамуда басты бағыттардың біреуі болып табылады. Заманауи ауыл-шаруашылық өндірісі технологиялық үрдістердің күрделеніумен, интенсивті жоғары жылдамдығы режимді қолданумен, өнімнің сапасына, қызметкерлердің қауіпсіздігіне, жабдықтардың сақталуына және қоршаған ортаның қауіпсіздігіне, жабдықтардың сақталуына және қоршаған ортаның қауіпсіздігіне қойылатын талаптармен сипатталады. Егін және мал шаруашылығындағы негізгі үрдістерді механикаландырудың әлемдік деңгейі 100%-ға жақындағандығын ескерсек, ауылшаруашылық техникасының ары қарай автоматтандырудың, ақпараттандырудың және роботехникалық кешендердің құралдарымен әдістерің жиі қолданумен сипатталатын болады. Бірақ та өте интенсивті технологиялық үрдістерді енгізу және өнімнің өте жоғары сапасын алуға ұмтылу адамның физиологиялық мүмкіншілігімен шектеледі. Сондықтан үрдістерді автоматты басқару базасында жоғары дәлдікті технологиялар кеңінен қолданылады. Өсімдік шаруашылығында ол үшін егін алқабында ауылшаруашылық агрегаттарының нақты тұрған жерін анықтау үшін спутникпен навигациялау жүйесі базасындағы нақты көретін техникалық құралдар кеңінен қолданылады. Бұл егін алқабының әр бөлімінің жағдайын бейнелейтін электронды картадан ақпаратты авторматты түрде алуға және санауға, МТА уақыт және көлем бойынша қажетті операция түрлерін енгізуге көмектеседі. Соңғы онжылдықта ауыл шаруашылығын автоматтандыру адамның аз мөлшерде қатысуын немесе оның қатысуынсыз әрекет ететін, ауыл шаруашылығында автоматты басқару жүйесінің теориясын, тұрғызу принциптерін және қолдану тәсілдерін қамтитын ғылым мен техниканың өзіндік саласын қалыптастырады. Ауылшаруашылық өндірісінің заманауи даму этапында автоматтандырудың негізгі ерекшелігі техниканың биологиялық нысандарымен, яғни, уақыт бойынша тұрақсыз параметрлермен (топырақ, өсімдік, жануар) өнімді өндіру үрдісінің үздіксіздігімен және оны алу циклімен ажырамас байланысы болып табылады. Бұл жағдайда автоматика жүйелері техниканың биологиялық
нысанмен байланысын, ал техниканы адам – машина ретінде қарастыруды; технологиялық үрдіс пен техниканың әртүрлілігін негіздейтін өндірістік үрдістің саналуандығы мен қиындығын; үлкен технологиялық егіс алқабы (жылыжай) немесе кездейсоқ қоздырушы әсерлі нысан (сақтау қоймасы) бойынша көптеген нысандардың бақыланатын және реттелетін параметрлерінің таратылғанын; үлкен алқаптарда ауылшаруашылық техникасының орналасуың, оның жөндеу базасының қашықтығын, қызмет көрсету персоналының жеткіліксіз іскерлігін; автоматика жүйесінің (таза ауада немесе жылынбайтын үй-жайда) температураның, ылғалдылықтың, агрессивті газ құрамының, шаңдардың, күн радиакциясының интенсивтілігінің кең деңгейде ауытқуындағы жұмыс жағдайын және т.с.с. ескеруі қажет. Ауыл шаруашылығының өндірістік үртістері оны тиімді орындауға әсер ететін, бақыланатын және реттелетін параметрлерінің көптігімен, көптеген әсерлердің әрекетімен сипатталатын өте үлкен басқару нысандарына жатады. Қызмет көрсетуші персонал (мехнизатор) әрдайым мұндай әсерлерге уақытында әсер ете алмайды. Сондықтан практикада ауылшаруашылық машиналарын, агрегаттарын және технологиялық үрдістерді қолмен басқару өте тиімсіз. Мысалы, оператор (тракторшы) МТА-ны тиімді қолдану үшін трактор қозғалтқышын жүктеуді басқару, агрегаттың қозғалысын бағыттау, тарту қуатын өзгерту, соның ішінде жүргізу доңғалақтарының тайғанауының азаюы есебінен технологиялық операциясының сапалы орындалуын қадағалау және қозғалу қауіпсіздігін қамтуы қажет. Неғұрлым жұмыс жылдамдығы жоғары, МТА-ң басу ені үлкен, басқарылатын операция қиын болса, соғұрлым оператор уақыт бірлігінде бірнеше ақпаратты өңдеуі қажет, оның тез шаршауына әкеліп соқтыратын басқару органдарымен жұмыс істеуге тура келеді. Осыған байланысты оператордың МТА-ны басқару бойынша шешімді қабылдауды көбінесе кешігеді, нәтижесінде агрегаттың жұмыс тиімділі мен саласы біршама төмендейді. Сондықтан бүгінде тура жолда МТА-ны автоматты жүргізу жүйесі қолданылады. Мысалы, Украина өндірген «СоюзHorsche» атты топырақ өңдеуші егіс агрегатында тура қозғалғанда 1,52 сам дәлдікпен GPS жүйесі қолданылады. Дәнді астықты жинаудан кейін өңдеу кезінде одан да көп параметрлері басқару қажет болады. Желдегі жұмыс персоналы екі топты шешім қабылдауы керек: бірінші – дәнді өңдеу маршрутын таңдау және қалыпсыз жағдайдың көзін құрту кезінде көптеген машиналар мен механизмдердің электр желілерін басқару; екінші – жеке машиналардың жұмыс режимдерін басқару. Осы кезде 20-дан аса параметр бақыланады. Зерттеулер көрсеткендей, осыншама ақпаратты уақытында өңдеуоператордың психофизиологиялықмүмкіншілігін жоғарылатады, сондықтан дәнді астық жинаудан кейін өңдеу желісін қолмен басқару тиімсіз (өнімділік номиналдан 65-70%-дан аспайды). Өндірісті автоматтандырудың негізгі тенденциялары ретінде басқау үшін ЭЕМ-ді кеңінен қолдану, микропроцессорлық қондырғы орнатылған машиналар мен жабдықтарды құру, адам-машина жүйесін енгізу және басқару жүйесін автоматты жобалау болып табылады.
Білім алушылар автоматиканы табысты оқып үйренуі үшін келесі пәндерді білуі қажет: математика, физика, информатика, механика, электроника және микропроцессорлық техника.
1-тарау.АВТОМАТИКА ЖҮЙЕСІ
МЕН ОНЫ ҚҰРАЙТЫН
ЭЛЕМЕНТТЕР ТУРАЛЫ
ЖАЛПЫ МАҒҰЛМАТ
1.1 Негізгі ұғымдар мен анықтамалар
Автоматиканың да кез келге техникалық ғылымдағыдай өзінің ұғымдары мен анықтамалары бар.Автоматиканың негізгі ұғымдары мен анықтамаларын қарастырайық.
Кез келген өндірісте технологиялық үрдістер белгілі бір мәнде шектелетін физикалық шамалармен сипатталады.Көрсеткіштер тұрақты,айнымалы болуы мүмкін немесе белгілі бір заң бойынша берілген деңгейде өзгеруі мүмкін.
Қондырғыда немесе жүйеде технологиялық үрдістің бірқалыпты жүруі белгілі бір ереженің,қызмет алгоритмінің орындалуына байланысты болады.
Осы қызмет алгоритмін орындау үшін белгілі бір сыртқы команданы орындайтын қондырғыны не машинаны басқару нысаны дейді.Басқару үрдісінде өзгермей сақталатын немесе мақсатты түрде өгертілетін басқару нысанының физикалық шамаларын басқарылатын шамалар деп айтамыз.Басқарушы шама арқылы нысанға белгіленген қызмет алгоритмін орындауға мүмкіндік беретін арнайы әсерлер беріліп отырады. Технологиялық үрдісті берілген қызмет алгоритмі бойынша өткізуге мақсатында нысанға сырттан берілетін арнайы нұсқаулар (ережелеп) жиынтығын басқару алгоритмі дейді.
Технологиялық үрдісті жүргізу үшін басқару нысанына әсер ететін тиімді ықпалды басқару дейді.Егер бұл басқару адамның қатысуынсыз жүзеге асса,оны автоматты,ал адамның қатысуымен болса қолмен басқару деп айтады.Жалпы технологиялық үрдістерді орындалатын барлық өндіріс жабдықтары басқару нысанына жатады.Алайда технологиялық үрдістің өзі де басқару нысаны бола алады.
Басқару нысаны басқару алгоритміне сәйкес әсер ететін кез келген техникалық кұрылғы автоматты басқару құрылғысы деп аталады.Басқару құрылғысы басқарылатын нысанға басқару шамасы арқылы әсер етеді.
Бір-бірімен байланысты және басқару алгориміне сәйкес өзара кеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару нысанының жиынтығы автоматты басқару жүйесі (АБЖ) деп аталады.
Технолониялық үрдістері басқару операцияларының ішінен автоматты басқару жү йесін анықтауды практикалық мақсатта үрдіс көрсеткіштерін қолдау және өзгерту операциясы кеңіне қолданылады.Бұл операциялар реттеу деген атауға ие.Реттеу үрдісі көрсеткіштерінің тұрақты мәнін автоматты түрде ұстап тұруға немесе бұл көрсеткіштерді белгілі бір заңдылық бойынша өзгертуге арналған техникалық құрылғы автоматты реттеуіштер деп аталады.Реттеу нысанының автоматты реттеуішпен қосылуын автоматты реттеу жүйесі деп атауға болады
Жұмыс барысында автоматты басқару жүйесіне әр түрлі ішкі және сыртқы әсерлер ықпал жасайды. Автоматты жүйенің бір бөлігінен келесі бөлігіне технологиялық үрдістің бірқалыпты өтуін қамтамасыз ететін әрекеттің тізбекті желісін құрайиын әсерді ішкі әсер дейді. Ал сыртқы әсер екіге бөлінеді. Технологиялық үрдістің тиянақты өтуіне қажет бірінші әсер қызмет алгаритміне сәйкес жүйе кірісіне беріледі де, жоспарланған әсер деп аталады. Ал екінші әсер жүйеге немесе басқару нысанына сыртқы ортадан беріледі. Ол жүйе жұмысында алдын ала есепке алынбайды да, кездейсоқ сипатта болып, басқару үрдісін қиындатады. Сол себепті оларды қоздырғыш әсер деп атайды.
Технологиялық үрдістің дұрыс өтуіне сәйкес басқарылатын шаманың берілген уақыт аралығында ұстап отыруға керекті мәнін алдын ала берілген мән деп, ал фактілі, яғни үрдістің өлшенген мәнін нақты (қазіргі) деп атады. Реттелген шаманың алдын ала жоспарланған және нақтым мәндерінің арасындағы айырмасын келісілмеген шама дейді.
Технологиялық жабдықтардың қай қайсысы болмасын тұрақты режимде жұмыс істеуі керек. Бірақ нақты пайдалану жағдайында әр түрлі сыртқы қозулардың әсерінен тағайындалған режим ұдайы бұзылғандықтан, технологиялық үрдістің параметрлері өзгереді. Сол себепті өндірістік жабдықтарды басқарып отыру қажет, яғни басқарылатын шама қоздырушы әсерлердің ықпалына қарамастан берілген ереже бойынша өзгеретіндей дәл есеппен басқарушы әсерді қалдыптастыру керек.
1.3. Технологиялық үрдістерді автоматтандыру сұлбалары
Автоматтандыру жүйесінің жұмыс істеу принципін, оның әр түрлі элементтерінің өзара әсерлігін, олардың жүйесінің статикалық және динамикалық режимдегі әсерін толық меңгеру үшін сұлба түрінде қарастыру қажет. Автоматтандыру жобаларында қолданылатын сұлбалар түрінде және типтері бойынша бөлінеді.
Сұлбалардың түрлерін олардың элементтерінің байланыстарына қарай анықтайды және тиісті әріптерімен таңбаланады. Мысалы: элктрлік – Э, гидравликалық – Г, пневматикалық – П, автоматикалық – А, құрамалық – С және т.с.с.
Сұлбалардың қызметі олардың негізгі атқаратын қызметі бойынша анықталады және тиісті цифрлар түрінде белгіленеді. Мысалы: құрылымдық – 1, міндеттік – 2, негіздік – 3, монтаждық – 4. Электрлік негіздік сұлба ЭЗ болып белгіленеді.
Ауыл шаруашылық өндірісін автоматтандырғанда пайдаланатын сұлбалардың негізгі типтерін қарастырайық.
Құрылымдық сұлбалар
Автоматтандыру жобасын жасағанда басқару құрылымын, жүйенің белгілі бір нысан бойынша ажыратылған бөлімдері жиынтығын және жүйенің жекеленген бөлімдері арасындағы байланыстарды таңдап алу керек. Құрылымдық сұлбалар төртбұрыштар және шеңберлер түрінде жебе сызықтарымен ақпарат беру немесе ықпал көрсетіп жүйенің элементтерін бейнелейді. Алғашында, жүйені негізгі екі бөлімдерге: басқару нысанына және басқару құрылғысына ажыратып алған орынды болады.
1.1-сурет.
Басқару нысаны ретінде ауыл шаруашылық технологиялық үрдістері және жұмысшы машиналары орын алады.
Ауылшаруашылық үрдістері көптеген жағдайларда түзу сызықты емес, дискретті, параметрлері кездейсоқ ықпалдарға шалдыққыш болып келеді. Мысалы, әр түрлі жылутехникалық ғимараттар: мал және құс қоралар, көкөніс-жеміс қоймалар, жылыжайлар, қазанханалар, мұздатқыш, камералар және т.с.с. оларда үздіксіз жылумасса – алмасу іске асырылып тұрады. Осындай нысандарды жылутехникалық нысандар (ЖТН) деп атаймыз.
ЖТН қызмет моделін және құрылымын қарастырайық.
1.2-сурет.
Ө2 температураны тұрақтандыру, жылу энергиясын Q1 және Ө1 параметрлерімен ЖТНна беруді қамтамасыз ететін реттеушінің көмегімен автоматты түрде жзеге асырылады.
ЖТНны үрдісінің динамикасын математикалық бейнелеуі қабылданған ұйғарымдарға байланысты болады және әр түрлі дәрежелі дифференциалдық теңдеулермен сипатталады.
Міндеттік сұлбалар
Міндеттік сұлба – нысанды автоматандыру жүйесінің құралдарымен жабдықтауды анықтайтын негізгі техникалық құжат. Автоматтандырудың міндетті сұлбасы (АМС) өндірістің технологиясымен және технологиялық жабдықтармен байланысты.
Міндеттік сұлбаларда технолгиялық жабдықтардың нобайын (контурын), байланыс сызықтарын, аспаптар мен автоматтандыру құралдарының графикалық белгілерін бөліп көрсету керек. бұл үшін жуандығы әр түрлі сызықтар пайданылады. Жуандығы 0.6-1.5 мм сызықтармен технологиялық жабдықтардың нобайы (контуры) қалқандар (щиттер) мен тульттерді бейнелейтін төртбұрыштар орындалады, ал 0,5-0,6 мм сызықтармен аспаптар мен автоматтандыру құралдары, 0,2-0,3 мм сызықтармен байланыс желілері орындалады.
АМС – технологиялық үрдістің автоматтандырылатын агретгаттары ен автоматиканың қызметтік ээлементтерінің шартты белгілерімен және олардың өзара байланыс сызықтрымен қарапайым түрде бейнеленген қосарлық сұлбасы. Технологиялық жабдықтардың сыртқы пішіні АМС-танақты пішінге сай болуы керек, бірақ қосалқы элементтерде маштаб мөлшері сақталмай және басқа да егжейлері көрсетілмей сызылады. Автоматтандырудың техникалық құралдары (алғашқы түрлендіргіштер, датчиктер, реттеушілер мен басқа) МемСТ талаптарына сәйкес шартты белгілермен көрсетіледі.