Л_3.1_Понятие_и_видыТП _25-26

1. Технологические процессы и их классификация

Лекция

2.

Технологический
объект
управления
(ТОУ)
–
совокупность
технологического
оборудования
и
реализованного на нем по соответствующим инструкциям
или регламентам технологического процесса производства.
Технологический процесс – это часть производственного
процесса, содержащая целенаправленные действия по
изменению и (или) определению состояния предмета
труда.
2

3.

Предмет труда – материальный объект, к которому прикасается
труд человека.
К предметам труда относятся сырье, полуфабрикаты, основные и
вспомогательные материалы.
Сырье составляет исходную вещественную основу производства
любого продукта. Под сырьем понимают продукцию добывающей
промышленности и сельского хозяйства. Например, в металлургии к
сырью относят руды, в коксохимическом производстве – каменный
уголь, в сельском хозяйстве – собранный урожай, в пищевой
промышленности – молочную продукцию.
Полуфабрикат – продукт, обработанный на одном или нескольких
участках в рамках единого производственного процесса, который
должен перейти на другие участки этого производства (предприятия)
для
окончательной
обработки.
Полуфабрикаты
составляют
незавершенное производство предприятия и не имеют отпускной
цены.
3

4.

Основные материалы – сырье, прошедшее обработку и
ставшее готовым продуктом, который является объектом
технологической обработки на других предприятиях.
Основные
материалы
относятся
к
завершенному
производству и имеют отпускную цену. Обычно к ним относят
продукцию обрабатывающей промышленности (металлы,
цемент, пиломатериалы, пряжу и т. д.).
Вспомогательные материалы – содействуют производству
готовой продукции, не определяя его сути. Они
присоединяются к сырью и основным материалам для
придания им дополнительных потребительских свойств
(красители) или способствуют оптимальному ведению
технологического процесса (катализаторы).
4

5. Технологический процесс

Технологический процесс – связанная совокупность
технологических
операций,
осуществляемых
на
определенном
технологическом
оборудовании
(металлорежущем станке, прессе, химико-технологическом
агрегате и др.).
Результатом
технологического
процесса
является
полуфабрикат или готовое изделие. ___________________
Примеры ТП: сборка готовых изделий, изготовление
заготовок, кислородно-конвертерный процесс, внепечная
обработка стали, разливка стали в слитки или
непрерывнолитые заготовки, пластическая деформация
слитков и т.п.
5

6. Состав технологического процесса. Технологическая операция

Технологическая операция – любое механическое или
физико-механическое воздействие на материалы или
преобразование одних материалов в другие.
Характеризуется постоянством используемого сырья,
применяемого оборудования и характером воздействия на
сырье.
___________________
Примеры технологически операций: установка детали на
станок, нарезание резьбы, смешивание компонентов
химических реактивов, нагрев детали, механическое
соединение нескольких деталей и т.п.
6

7. Виды технологических операций

Технологические операции
Рабочие
(непосредственная
обработка материала,
энергии
или
информации )
Управленческие
Манипулирования
(координация
выполнения
рабочих
операций,
поддержание
заданного
режима
работы оборудования,
обеспечение
выполнения заданной
программы.
(транспортировка,
погрузка и выгрузка
материалов, установка
деталей на станок,
снятие
их
и
перемещение
к
другому
рабочему
месту. )
7

8. Производственный процесс

Производственный процесс – связанная материальными
потоками совокупность технологических процессов,
осуществляемых для производства конечного продукта.
_________________
Например, совокупность всех технологических процессов от
производства деталей до сборки готового автомобиля можно назвать
производственным процессом изготовления автомобилей.
8

9. Технологические процессы сталеплавильного производства

Сталеплавильный агрегат:
жидкий металлический
полупродукт заданного
состава и температуры
Загрузка скрапа
Сталеразливочный ковш:
жидкая сталь заданного состава
и температуры
Взятие пробы, ожидание
анализа
Легирование
Раскисление
Заливка жидкой стали в
медные водоохлаждаемые
кристаллизаторы требуемого
сечения
Удаление серы
Выпуск металла
Слив шлака
Осмотр и подготовка
конвертера к очередной
плавке, в т.ч. нанесение
гарниссажа на футеровку
заготовка для получения
товарной продукции
Заливка жидкой стали в
промежуточный ковш
Заливка чугуна
Продувка металла
кислородом
Машина непрерывного литья
заготовок:
Удаление растворенных
газов (Вакууматор)
Точное установление
состава и температуры
(Печь ковш)
Вытягивание затвердевшего
около стенок кристаллизатора и
стальной затравки металла с
помощью тянущих валков
Вторичное охлаждение
вытягиваемой заготовки
Газовая резка на мерную длину
9

10. Иерархия элементов производственного процесса

Производственный
процесс
Технологический
процесс №1
Технологический
процесс №1
Технологические операции
10

11. Понятие «Параметры технологического процесса»

Технологические параметры – это физико-химические
величины, характеризующие состояние технологического
процесса в объекте управления, индивидуальные особенности
конкретных технологических процессов.
Это могут быть параметры собственно технологического
процесса (например, температура, давление, скорость вращения,
состав сырья и др.), технические характеристики и режимы
работы оборудования, схемы компоновки оборудования,
которые требуют контроля и управления.
11

12. Понятие «Технологический режим»

Совокупность параметров всех технологических операций
производственного процесса, значение которых определено
из условия получения конечного продукта заданного
качества, называют технологическим режимом.
Понятие «технологический режим» используется также
применительно к технологическому процессу.
12

13. Виды технологических процессов. Классификационные признаки

Последовательность технологических операций
(структура)
Механизм осуществления
Способ организации
Информационная мощность
13

14. Классификация технологических процессов по структуре

а) линейное представление;
б) сложное линейное;
в) циклическое
14

15. Примеры линейной структуры технологических процессов

15

16. Пример сложной линейной структуры технологического процесса

Структура технологического процесса производства
электроизоляционных стеклянных тканей:
1 – подготовка стеклянных шариков; 2 – приготовление замасливателя; 3 –
вытягивание непрерывной стеклянной нити; 4 – размотка нити и первая крутка; 5
– трощение нити и вторая крутка для основы; 6 – приготовление основы, сновка;
7 – приготовление основы, проборка; 8 - трощение нити и вторая крутка для утка;
9 – выработка стеклоткани (ткачество); 10 – разбраковка и упаковка ткани
16

17. Пример сложной линейной структуры технологического процесса

17

18. Виды технологических процессов в зависимости от способа организации (характера протекания)

Дискретные (периодические)
Непрерывные
Дискретно-непрерывные (полунепрерывные)
18

19. Дискретные технологические процессы. Краткая характеристика

Дискретные процессы характеризуются тем, что обрабатываемые продукты
подаются на вход и выдаются на выходе отдельными порциями, через
определенные промежутки времени.
Примеры дискретных процессов: производство приборов (либо их узлов),
автомобилей, конвертерное производство стали, обработка металлов давлением
и т. п.
Дискретный процесс обычно организуется с использованием оборудования
универсального типа такого, как механообрабатывающие станки, установки для
штамповки, литья, ковки, термообработки, сборочные конвейеры.
Технологические процессы дискретного типа характеризуются в основном
дискретными параметрами - количеством деталей, узлов, изделий на различных
стадиях процесса, типом технологических операций.
19

20. Непрерывные технологические процессы. Краткая характеристика

Непрерывные процессы характеризуются тем, что загрузка исходного сырья
в аппарат и выгрузка конечного продукта осуществляются непрерывно в течение
работы установки.
Примеры непрерывных процессов: перегонка нефти, синтез аммиака,
производство энергии и т. п.
Для непрерывных процессов характерно использование специализированных
установок или агрегатов, таких, как ректификационные для переработки нефти
или для химического производства, теплообменные установки для подогрева
жидкости и т.п.
Технологические процессы непрерывного типа характеризуются в основном
непрерывными величинами: температура, давление, расход вещества или
энергии, концентрация компонентов в смеси и т. п.
20

21. Дискретно-непрерывные технологические процессы. Краткая характеристика.

Дискретно-непрерывный процесс сочетает свойства двух типов процессов
дискретного и непрерывного.
Поступление продуктов на вход установки и их выгрузка производятся
отдельными порциями, как в дискретном процессе.
Обработка осуществляется по типу непрерывного процесса.
Примеры дискретно-непрерывных процессов: доменная плавка,
производство цемента, производство кисломолочных продуктов и т. п.
21

22. Классификация технологических процессов по условной информационной мощности  

Классификация технологических процессов по условной
информационной мощности
Условная
Кодовый
Число измеряемых
информационная
индекс
(контролируемых) технологических
мощность
переменных
минимальное
максимальное
Наименьшая
1
10
40
Малая
2
41
160
Средняя
3
161
650
Повышенная
4
651
2500
Большая
5
2501
Нет
ограничений
22

23. Виды технологических процессов в зависимости от механизма осуществления

Физические процессы связаны с такими воздействиями на исходное сырье,
которые не приводят к качественному изменению исходного сырья (химическая
формула вещества не изменяется)
Химические процессы связаны с глубокими, как правило, необратимыми
процессами, которые сопровождаются химическими реакциями (изменениями)
• Биологические процессы связаны либо с использованием живых
микроорганизмов для получения ценных продуктов (традиционная
биотехнология, основанная на процессах брожения: молочно-кислое, уксуснокислое, спиртовое) либо с воспроизведением в искусственных условиях
процессов, происходящих в живой клетке (современная биотехнология - это
микробиологический синтез, генная и клеточная инженерия)
23

24. Общая характеристика физических процессов

Физические
процессы
механические
гидромеханические
тепловые
массообменные
24

25. Общая характеристика механических процессов

Механические процессы - связаны с обработкой твердых материалов:
1.Транспортные процессы перемещения твердых материалов
2. Процессы уменьшения размеров твердых тел дробление, измельчение
3. Смешивание для интенсификации химических, тепловых и массообменных
процессов, а также для приготовления растворов, эмульсий, суспензий, паст и
т.п.
4. Дозирование весовое дозирование (объективное) и объемное
дозирование
5. Процессы механической обработки, связанные с приданием определенной
формы твердым материалам обработка давлением, обработка резанием.
25

26. Общая характеристика гидромеханических процессов

Гидромеханические процессы связаны с обработкой веществ,
находящихся в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком или
газообразном), но не вступающие в химическое взаимодействие. К
ним относятся процессы:
1. Получения неоднородных систем (суспензии, эмульсии, пены,
пыль, туман (аэрозоль).
2. Разделения неоднородных (гетерогенных) систем, состоящих из
двух и более фаз осаждение дисперсной фазы, фильтрование,
центрифугирование .
3. Смешивания для интенсификации химических, тепловых и
массообменных процессов, а также для приготовления растворов,
эмульсий, суспензий и т. п .
4. Перемещения жидкостей и газов по трубопроводам.
26

27. Общая характеристика тепловых процессов

Тепловые процессы – связаны с переносом (передачей) тепла от более нагретых тел к
менее нагретым.
Существуют три принципиально различных способа передачи теплоты:
1.Теплопроводность – перенос теплоты вследствие беспорядочного теплового
движения атомов и молекул, непосредственно соприкасающихся друг с другом ( контактная
передача теплоты при соприкосновении тел).
2.Конвекция – процесс переноса теплоты за счет естественного или вынужденного
движения (перемещения) газов или жидкостей между телами с разной температурой..
3.Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с
различными длинами волн, который возникает вследствие теплового движения атомов и
молекул излучающего тела (инфракрасная часть спектра – инфракрасное излучение).
27

28. Общая характеристика массообменных процессов

Массообменные процессы сопровождаются переходом одного или нескольких веществ из одной
фазы в другую.
1. А б с о р б ц и я процесс поглощения газа или пара жидким поглотителем. Обратный
процесс – выделения из жидкостей растворенного газа –десорбция.
Простая основана на физическом поглощении компонента жидким поглотителем.
Хемосорбция сопровождается химической реакцией между извлекаемым компонентом и жидким
поглотителем.
2. А д с о р б ц и я –процесс избирательного поглощения одного или нескольких компонентов из
жидкой или газовой смеси твердым поглотителем – адсорбентом.
3. П е р е г о н к а и р е к т и ф и к а ц и я разделение жидких смесей на практически чистые
компоненты или фракции, различающиеся температурой кипения.
Простая перегонка – однократный процесс частичного испарения низкокипящей фракции с
последующей конденсацией образовавшихся паров.
Ректификация – это процесс многократного (или непрерывного) испарения и конденсации паров
исходной смеси.
28

29. Общая характеристика массообменных процессов

4. К р и с т а л л и з а ц и я – выделение твердой фазы в виде кристаллов
из растворов или расплавов.
5. Э к с т р а к ц и я – процесс избирательного поглощения жидкостью
или паром ценных компонентов, содержащихся в исходном твердом
сырье.
6. С у ш к а – процесс удаления влаги (испарением, сублимацией,
вымораживанием, токами высокой частоты, и т.д.) из различных
(твердых, жидких и газообразных) материалов.
29

30. Общая характеристика химических процессов

По параметрам, оказывающие решающее влияние на процесс химические
процессы делятся на:
высокотемпературные,
низкотемпературные некаталитические,
каталитические (проходящие под повышенным или пониженным
давлением),
электрохимические,
биохимические,
радиационно-химические,
плазмохимические, фотохимические и другие.
30