Автоматизация технологических процессов Курс лекций. Лекция 0. Введение

1. Автоматизация технологических процессов

Курс лекций. Лекция 0. Введение

2. План

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Содержание дисциплины. Цель и задачи
курса.
Этапы автоматизации ТП СХП.
Значение АТП.
Понятие системы. Основные определения.
Виды систем
Особенности сельхозавтоматики.
Технико-экономические показатели
эффективности АТП
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
2

3. Автоматизация технологических процессов – это этап комплексной механизации, характеризуемый освобождением человека от

непосредственного выполнения
функций управления
технологическими процессами и
передачей этих функций
автоматическим устройствам.
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
3

4. Цель курса -

Цель курса изучение и освоение методов исследования
технологических процессов как объектов
управления и синтеза систем автоматического
управления, а также совершенствования
типовых решений по автоматизации основных
технологических
процессов
сельскохозяйственного
производства
с
использованием новейших перспективных
средств автоматизации
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
4

5. Задачи:

– ознакомление с состоянием, основными понятиями,
определениями и состоянием автоматизации
технологических процессов;
– изучение технологической структуры
сельскохозяйственного производства и классификации
технологических процессов;
– выработка навыков составления алгоритма
функционирования технологических процессов и выбора
автоматических устройств;
– освоение методов схемной реализации устройств
управления, контроля и сигнализации технологического
процесса, а также решения вопросов размещения приборов и
аппаратуры на щитах, пультах, непосредственно у агрегатов
и их соединений.
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
5

6. Литература

1. Фурсенко, С.Н. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие /
С.Н. Фурсенко, Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. — Минск: БГАТУ, 2007. – 592 с.
2. Якубовская, Е.С. Автоматизация технологических процессов
сельскохозяйственного производства : практикум / Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова.
— Минск : БГАТУ, 2008. — 321 с.
3. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов / И.Ф. Бородин,
Ю.А. Судник. – Москва: Колос, 2003. – 344 с.
4. Якубовская, Е.С. Автоматизация технологических процессов
сельскохозяйственного производства : лабораторный практикум/ Е.С. Якубовская,
Е.С. Волкова, А.А. Солдатенко. – Минск : БГАТУ, 2011. – 196 с.
5. Фурсенко, С.Н. Автоматизация технологических процессов
сельскохозяйственного производства: учеб. пособие / С.Н. Фурсенко, Е.С.
Якубовская, Е.С. Волкова. — Минск: ИВЦ Минфина, 2011. – 280 с.
6. Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного
производства : методическое руководство к первому циклу лабораторных работ /
БГАТУ, кафедра автоматизированных систем управления производством ; сост.:
Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. — Минск, 2008. – 71 с.
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
6

7. Этапы автоматизации ТП

1. Автоматизированные
2.4.
Автоматизированные
АСУ
3.
Автоматизированные
5.
АСУ
системы
местного
6.
системы
дистанционного
технологическими
системы
управления
отдельными
технологическими
управления
Модернизация
централизованного
процессами
однотехнологическими
процессами
технологическими
САУ ТП имашинами
АСУ и
управления
поточными
операциями,
целевых
агрегатами
многоцелевых
линиями
и группами
ТП
установками
комплексов
комплексов
агрегатов
То
же,
что
3,4,для
а но
также
То
же,
что
с2 развитыми
же,
что
а 1-5,
также
Защита
То
же,
что
и
для
но
То
же,
что
для
1,
а
информационно-диспетчерские
операторской,
диспетчерской
регистрация
технологических
синформационной
использованием
пункты
с производственной
также
измерения,
и
информации,
элементы
установок
от
аварийных
связью,
централизованным
современных
цифровых
сигнализация,
системами
до
уровня
служб и
оптимизации,
табло
контролем,
режимов,
приборовотображением
элементами
адаптации
многосвязное
отображения
информации
и
управлением
регулирование
структуры
технологических
регулирование,
автоматическими
агрегатами и
информации
отдельных
параметров
процессов
логические операции
линиями
(мнемосхемы и др.)
Осветительные
Грануляторыииоблучающие,
Поточнаякомплексы
линия
раздачи
вентиляционные
установки,
Крупные
Крупные
молочные
и по
брикетеровщики
насосные
станции
(подачи
воды,
кормов,
уборки
навоза,
свинооткормочные
доращиванию
и
откорму
кормов,
доильные
удаления
навоза),
машины для
кормоприготовления,
комплексы
с
замкнутым
молодняка
крупного
Те
же
объекты,
ветеринарной
обработки
установки,
циклом воспроизводства
обработка
молока,
рогатого
скота,
животных,
кормораздатчики,
пастеризаторы
и
службами
заготовки
что
и
1-5
вентиляции
помещения
смесители
и
др.
свинооткормочные
молока
кормовии др
реализации
18.12.2019
комплексы, теплицы
продукции
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
7

8. Значение

•позволяет повысить производительность,
•улучшить условия труда,
• увеличить количество
получаемой продукции,
и
улучшить
качество
• освободить работников от тяжелого физического труда
и однообразного умственного,
•снизить потери и себестоимость продукции,
•увеличить сроки службы сельскохозяйственной
техники и повысить эффективность общественного
производства.
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
8

9. Основные определения АТП

Система
автоматизированного
управления
Система
Управление
Регулирование
Контроль
Защита
Алгоритм
функционирования
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
Задача управления
9

10. В общем виде систему автоматизации можно представить

f1...fn
x1...
xn
ОУ
u1...
un
y1...yn
x1...xn – параметры
объекта;
y1...yn – вспомогательные
параметры;
СУ
g1...gn
18.12.2019
f1...fn – возмущающие
воздействия;
g1...gn – заданные значения
u1...un – управляющие
воздействия.
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
10

11. При разработке систем автоматизации учитываются основные особенности сельскохозяйственного производства

Производственные
процессы
в сельском
хозяйстве сложны
Во – первых оно имеет
циклический
(прерывистый)
характер,и
многообразны
и зависятявляется
отпериодами
конкретных
зональных условий
Немаловажной
особенность
связанный
с
естественными
функционирования
и
Во – вторых,
Специфические
поскольку
требования
основные
сельскохозяйственного
технологические
производства.
Этосельскохозяйственной
приводит
к еще
большему
разнообразию
рассредоточенность
техники
по
сельской
автоматики
по использовать
возможности
развития
сельскохозяйственных
животных,
птиц,
растений
производства
сельскохозяйственного
часто
недолжны
позволяют
производства
тесно
ВЭлементы
–процессы
третьих,
увеличение
выхода
сельскохозяйственной
технологических
процессов,
часть
из
которых
находится в
большим
площадям,
удаленность
ее
отд.).
ремонтной
базы,
наиболее
полно
удовлетворять
противоречивым
(суточный,
сезонный,
годовой
и
т.
Между
тем
известно,
связаны
датчики
с
биологическими
общепромышленного
процессами,
назначения
прервать
в
продукции,
как
правило,
нельзя
получить
за
счет
Нельзя забывать и о том, что многие
стадии
незавершенной
пере-стройки
на являются
поточное
машинное
ограниченность
производственных
ресурсов,
требованиям:
быть
простыми
и
дешевыми,
надежными
ис
что
для
автоматизации
более
пригодными
(остановить)
системах
процесс
управления
даже
временно
ТП
агрокомплекса,
нельзя,
так
как
а для
сбои
уменьшения времени установки
цикл технологических
сельскохозяйственные
работают на процессов.
производство,
амощность
также
обуславливает
различия
типов,
относительно
малая
установок,
тихоходность,
долговечными
при
самых
неблагоприятных
условиях
ик
непрерывные
процессы,
и
в
промышленности
стремятся
естественного
многих
(биологического)
ритма
параметров
ТП,
не только
присущих
Этого
можно
добиться
главным
образом
за приводят
счет
увеличения
открытом
воздухе,
гдеконтролируемых
условия окружающей
среды
конструкций,
характеристик
иработы
режимов
работы
низкая
стоимость
машин,
сезонность
их
в
году
и
режимах
работы.
всякий
прерывистый
технологический
процесс
при
недовыполнению
только
сельскому
производственной
хозяйству,
программы
датчики
не только
(как на
не
числа
и улучшения
качественного
состава
(породного,
неблагоприятны
и непостоянны
сельскохозяйственных
машин
ив установок,
далеко
не всегда
непродолжительное
использование
течение
суток,
а
автоматизации
перестроить
в непрерывный.
промышленном
созданы,
предприятии),
но и не
найдены
но
и кработоспособные
порче
живых
объектов
сортового)
основных
средств
производства
(животных,
приспособленных
для применения
даже простых
также
недостаточно
высокий
пока
уровеньна к нихснижению
(животных,
принципы
птиц,
растений),
птиц,
растений),
такжедействия.
за
счет улучшения
условий их
устройств автоматики.
квалификации
обслуживающего
персонала.
продуктивности,
а
иногда
и
их гибели.
содержания животных и лучшегок возделывания
растений.
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
11

12. Экономическая эффективность автоматизации измеряется степенью уменьшения совокупности живого и прошлого труда, затрачиваемого

на производство
единицы продукции,
Т
По мере увеличения
Величина
Тмин
уровня механизации
характеризует
и автоматизации
максимально
Тmin
затраты живого
возможное
сокращение
труда будут
затрат
живогопотруда, а
изменяться
Ккривой
т соответствующий
Т
максимальный
максимальный уровень
уровень механизации
механизации и
и автоматизации
К
величина
капитальных затрат
автоматизации
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
Т
Т0
Тпр
КТ
К
12

13. Экономическая эффективность автоматизации

В себестоимость
с
Однако
Однако
если
и С
эта продукции
точка ненаряду
является
экономически
составляющей
затрат труда Ст входят, как
рассмотреть
оптимальной.
C
слагаемые, амортизационные отчисления от
С
изменение
стоимости оборудования и отчисления на его
себестоимости
текущий ремонт,
пропорциональные К
продукции,
то
Смин характеризует
С
стремление
С (К) кТ (К) + kаСmin
К+А
максимальный
максимальному
выигрыш
в
С
уровню
механизации
kа – коэффициент амортизационных и ремонтных
себестоимости
и максимальному
отчислений;
выигрышу в затратах
А = const
Кс –– соответствующий
сумма остальных составляющих
уровень
себестоимости,
живого
труда
нельзя
К
К
которые
механизации.
по
условию
задачи
остаются
постоянными
и от К
признать
не зависят (затраты на корм и др.).
оптимальным
решением задачи
13
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
Т
Р
С

14. Экономическая эффективность автоматизации

Сокращение
себестоимости
должно
быть
не
максимальным,
а таким,
чтобы вложенные
средства
Экономическая
эффективность
автоматизации
окупались в достаточно Cкороткие сроки. Это
условие
С
объясняется тем, что величина приведенных расчетных
С
затрат:
Точка
Т
Сmin
С
действительного
З = рМаксимальный
К
+
С
экономический
эффект
н
экономического
механизации и автоматизации не достигается ни при
рн – нормативный
коэффициент
оптимума
Копт,
К
З
К
максимальном
уровне экономической
механизации,
ни при
в)
З
эффективности,
должна
быть
сведена
к минимальному
характеризует
максимальном
сокращении
затрат
живого труда, ни
значению
оптимальный,
т. е.
Зmin
З
при
максимальном
снижении
себестоимости
экономически
продукции. Он достигается при максимальном
наиболее
выгодный,
сокращении
приведенных расчетных затрат.
уровень механизации
К
К
и автоматизации
Р
С
С
З
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
14

15. Экономическая эффективность автоматизации

Таким образом,
оптимальный уровень
механизации и
автоматизации требует
определенного
соотношения между
затратами на оборудование
и получаемым при этом
сокращением
себестоимости продукции
З3
З4
З
З1
C
PНК
С
К3
К1
0
18.12.2019
З2
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
К2
K
К4
К
15

16. Экономический эффект механизации и автоматизации в общем случае складывается из ряда составляющих:

•Энергетический эффект
•Трудовой эффект
•Структурный эффект
•Технологический эффект
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
16

17. Основные показатели эффективности автоматизации:

Годовой эффект:
Капитальные
затраты:
Рентабельность
Срок окупаемости капзатрат:
kа kн
K KЭc K
(ЦЗмн СK
Заз ) KАо KТро И И Д
а
Р
100 Повышениен производительности
С
Годовые
эксплуатационные
издержки:
труда:
Дополнительная рентабельность:
З н За
ЗТ
100%
Зн
И И о ИТ И з И э И с
Приведенные расчетные
Сн Са затраты:
Р эксплуатационных
100 издержек:
Экономия годовых
Сн
Эи И н ЗИ аС ДЕ К
18.12.2019
АТП Кафедра АСУП БГАТУ
17