Классификация объектов и систем автоматизации.

При решении задач автоматизации первостепенное значение имеет знание свойств объекта управления. В самом общем виде объект управления - это система, рассматриваемая как комплекс динамически связанных элементов.

В пищевой индустрии имеется много разнохарактерных объектов управления из-за многообразия пищевых производств. Однако при кибернетическом подходе обнаруживается известная общность их как объектов управления.

Для понимания объектов управления важным является изучение связей между их элементами и содержащейся информацией как основы для выработки управляющих воздействий. Изучение объектов осуществляется на основе классификации по определенным признакам.

Существенное значение для практических целей автоматизации имеет классификация объектов управления пищевых производств по иерархическому уровню. Различают три иерархических уровня.

Наиболее многочисленным классом являются агрегаты, аппараты и технологические установки. Это объекты управления первого (низшего) иерархического уровня технологических процессов.

Отдельные цехи и участки для производства различных пищевых продуктов содержат комплексы тех или иных видов оборудования и представляют собой объекты управления второго иерархического уровня, в которые как элементы входят агрегаты, технологические аппараты и установки.

Третий иерархический уровень представляют наиболее крупные объекты управления пищевых производств - предприятия в целом.

Объекты пищевой технологии классифицируются также по характеру протекаемых в них физико-химических процессов. Несмотря на многообразие продуктов, получаемых на различных технологических аппаратах и оборудовании, они характеризуются общностью протекающих при их производстве физических и химических процессов. Современная наука о процессах и аппаратах пищевой технологии подразделяет огромное число физико-химических процессов на 6 основных групп, представляющих типовые процессы: механические, гидромеханические, тепловые, массообменные, биохимические и химические.

По характеру протекания технологических процессов различают производства непрерывные, непрерывно-дискретные и дискретные. Непрерывные процессы (диффузия, выпаривание, сушка) наиболее эффективны, когда они регулируются автоматически; они, как правило, легко поддаются автоматизации. Непрерывно-дискретные процессы (брожение, варка пива) более сложны для автоматизации, так как требуют регулирования большего числа параметров.

Одним из основных требований к объекту управления является его подготовленность к автоматизации: увеличение единичной мощности, переход от многостадийных процессов к одностадийным, от периодических процессов к непрерывным и т. д.

Автоматизация позволяет значительно упростить технологические схемы, дает возможность реализовать идеи полного использования отходов. Иными словами, объект управления и система автоматизированного управления любого иерархического Уровня - взаимосвязанные и взаимообусловливающиеся части.

При классификации систем автоматизации выделяют два вида систем, различающихся по выполняемым функциям и применяемым техническим средствам:

- автоматические системы регулирования (АСР);

- автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Автоматическая система регулирования (АСР) технологического процесса определяется как совокупность управляемого объекта и автоматического управляющего устройства, взаимодействующих между собой. При этом имеется в виду функционирование этих систем без участия человека.

АСР широко применяются при автоматизации технологических аппаратов, агрегатов и установок, составляя основу локальной автоматизации там, где в настоящее время могут быть созданы системы управления, не предусматривающие участия человека.

АСР бывают следующих классов:

системы локальной автоматической стабилизации параметров процессов (с применением локальных стабилизирующих, программных и других регуляторов);

системы локальной автоматической оптимизации процессов (с использованием локальных оптимизаторов и вычислительной техники);

системы централизованного автоматического пуска и останова производства.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) обеспечивает автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для выработки управляющих воздействий на технологический объект в соответствии с принятым критерием.

Объектами АСУ ТП являются отдельные крупные агрегаты производства (цехи, участки) или производственный процесс всего промышленного предприятия.

АСУ ТП характеризуется наличием автоматических средств сбора и обработки информации, в первую очередь ЭВМ; человек в этой системе лишь принимает участие в выработке решений по управлению.

В свою очередь АСУ ТП классифицируются по иерархическому уровню в структуре управления, по характеру процесса, по информационной мощности, по функциональной надежности и по типу функционирования.

Итак, в масштабе технологических агрегатов, аппаратов и установок речь идет об автоматической системе регулирования (АСР); переходя к масштабу производства применяется автоматизированная система управления (АСУ). И это понятно, так как по мере возрастания масштабов производства доля труда человека в управлении им увеличивается; совершается переход от чисто технологических задач к технико-экономическим и организационным; помимо регулирования процессов, возникают задачи планирования, учета и т. д., а обработка информации и решение задач осуществляются электронно-вычислительными машинами.