32.1. Основные понятия автоматизации
Комплексная автоматизация технологического процесса означает автоматическое выполнение всего комплекса операций и установок по обработке материалов и их транспортировке по заранее заданным программам с помощью различных автоматических устройств, объединенных общей системой управления. В этом случае функции человека сводятся к наблюдению за ходом процесса, его анализу и изменению режима работы автоматических устройств для достижения наилучших технико-экономических показателей.
Полная автоматизация в отличие от комплексной означает выполнение функций выбора и согласования режимов работы отдельных машин и агрегатов как при нормальном режиме, так и в аварийных ситуациях не человеком, а специальными автоматическими устройствами. В данном случае все основные и вспомогательные установки способны работать в автоматическом режиме в течение длительного периода без непосредственного участия человека. Обслуживающий персонал выполняет периодический осмотр, профилактический ремонт и перенастройку всей системы на новые режимы работы.
Частичная автоматизация — автоматизация только отдельных производственных операций или установок. В этом случае человек не освобожден от участия в производственном процессе, но труд его существенно облегчен.
Автоматическая защита — совокупность технических средств, которые при возникновении ненормальных и аварийных режимов прекращают контролируемый производственный процесс (например, отключают определенные участки при возникновении на них коротких замыканий) либо автоматически предотвращают отклонения от заданных режимов. Автоматическая защита тесно связана с автоматическим управлением и сигнализацией. Она воздействует на органы управления и оповещает обслуживающий персонал об осуществленной операции. Защиту, выполненную на основе реле, называют релейной. Ее широко применяют на электрических станциях, в сетях и различных электроустановках. Автоматическая защита включает в себя также блокировку. Устройства автоблокировки в основном предназначены для предотвращения неправильных включений и ошибочных действий обслуживающего персонала, благодаря чему предупреждаются возможные повреждения и аварии.
Автоматический контроль включает в себя автоматическую сигнализацию, измерение, сортировку и сбор информации.
Автоматическая сигнализация предназначена для оповещения обслуживающего персонала о предельных или аварийных значениях каких-либо физических параметров, месте и характере нарушений технологического процесса. Сигнальными устройствами служат лампы, звонки, сирены, специальные мнемонические указатели и др. *
Автоматическое измерение заключается в измерении и передаче на специальные указательные или регистрирующие приборы значений физических величин, характеризующих технологический процесс или работу машин. Обслуживающий персонал по показаниям приборов оценивает качество технологического процесса или режим работы машин и агрегатов.
Автоматическая сортировка предполагает контроль и разделение продукции по массе, твердости, вязкости и другим показателям (например, сортировка зерна, яиц, фруктов, картофеля и т. п.).
Автоматический сбор информации предназначен для получения информации о ходе технологического процесса, качестве и количестве выпускаемой продукции, для дальнейшей обработки, хранения и выдачи ее обслуживающему персоналу.
Автоматическое управление включает в себя комплекс технических средств и методов по управлению объектами без участия обслуживающего персонала: пуск и остановку основных установок, включение и отключение вспомогательных устройств, обеспечение безаварийной работы, соблюдение требуемых значений параметров в соответствии с оптимальным ходом технологического процесса и т. д.
Автоматическая система управления (АСУ) — это сочетание комплекса технических устройств с объектом управления.
Автоматическое регулирование представляет собой разновидность автоматического управления процессом автоматического поддержания какого-либо параметра на заданном уровне или изменения его по определенному закону. Оно осуществляется автоматическим регулятором, который измеряет регулируемую величину и при ее отклонении от расчетного значения изменяет процесс работы объекта управления (регулирования) так, чтобы выполнялся заданный закон регулирования.
Автоматическая система регулирования (АСР) — это автоматическая система, состоящая из регулятора и объекта управления.
Дистанционное управление включает в себя методы и технические средства управления установками и сосредоточенными объектами на расстоянии. Импульсы на управление (команды) подаются обслуживающим персоналом по электрическим соединительным проводам с помощью соответствующих кнопок, ключей и другой командной аппаратуры.
Автоматизация трудоемких процессов в животноводстве значительно или полностью сокращает затраты ручного труда на получение какого-либо вида продукции, обеспечивая при этом хорошее качество выполняемых работ и работу механизмов в оптимальных эксплуатационных режимах.
Приборы автоматического управления технологическими процессами должны своевременно пускать установки или машины в ход, останавливать, изменять скорость и направление их движения, если это требуется по характеру работы. Чтобы освободить оператора от этих операций, применяют устройства автоматического управления.
В процессе работы установки часто бывает необходимо поддерживать заданный технологический режим. Оператор воздействует на регулирующие органы и по показаниям приборов управляет машиной. При отсутствии оператора режим работы должен поддерживаться автоматически. В связи с этим возникает необходимость автоматического регулирования производственного процесса.
Неожиданные нарушения в режимах работы при ручном управлении может ликвидировать оператор. При автоматизации процессов необходимы устройства, способные самостоятельно устранить возможные повреждения, т. е. средства автоматической защиты.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) на животноводческих комплексах выполняет до 80 % всех возникающих задач управления, оперативного планирования. Большинство АСУТП животноводческих комплексов имеют двухступенчатую структуру. На первой ступени располагаются автоматические защиты технологического и электрического оборудования, регуляторы отдельных технологических параметров, устройства для централизованного управления и оптимизации технологических операций. На второй ступени находятся службы диспетчерского управления комплексом и автоматизированные информационные системы, связанные с районными вычислительными центрами. Информация, циркулирующая на второй ступени, обеспечивает оптимизацию технологических процессов на комплексе в целом. При этом на основании многолетних статистических сведений оптимизируют структуру технологических процессов и по текущим данным — режимы их функционирования.
Любой технологический процесс характеризуется физическими величинами, называемыми показателями. Чтобы процесс протекал правильно, т. е. в заданном режиме, на его показатели накладывают определенные условия, которые должны выполняться. Эти условия по своему содержанию могут быть различными.
Для одних процессов показатели должны быть неизменными (например, на электростанциях частота переменного тока должна поддерживаться постоянной, равной 50 Гц), для других — допускается изменение в заданных пределах (например, температура и относительная влажность воздуха в животноводческих помещениях), для третьих показатели должны изменяться по определенному заданному закону (изменение освещенности в птичниках при создании искусственных сумерек и рассвета обязательно должно соответствовать закону изменения естественной освещенности) и, наконец, для четвертых закон изменения показателей определяется внешними условиями, влияющими на их значение и характер.
Так, для автоматического регулирования (стабилизации) тягового усилия колесного трактора (рис. 32.1) применяют силовой регулятор, который позволяет обеспечить постоянство тягового усилия. При использовании этого регулятора почвообрабатывающее орудие работает без опорных колес, за счет чего догружаются ведущие колеса трактора, снижается их буксование и увеличивается производительность агрегата. При увеличении тягового сопротивления плуга возрастает усилие в верхней тяге навесного устройства, сжимается пружина силового датчика, и рычаг перемещает золотник гидрораспределителя. В результате жидкость (масло) направляется в правую полость гидроцилиндра, который через систему рычагов приподнимает плуг до положения, в кото
ром усилие в верхней тяге навески становится равным усилию пружины, задаваемому механизатором с помощью рукоятки.
При уменьшении тягового сопротивления уменьшается усилие в верхней тяге и плуг заглубляется.
- 8.2. Машины для внесения минеральных удобрений и извести
- 8.1. Техническая характеристика машин для внесения минеральных удобрений
- 8.3. Машины для внесения органических удобрений
- Глава 9 посевные и посадочные машины
- 9.1. Схемы посева и посадки, агротехнические требования и классификация машин
- 9.2. Рядовые зерновые сеялки
- Техническая характеристика зерновых сеялок
- 9.3. Сеялки для посева пропашных культур
- 9.4. Овощные сеялки
- Картофелепосадочные и рассадопосадочные машины
- Глава 10 машины для химической защиты растений
- 10.1. Методы и способы защиты растений, агротехнические требования
- 10.2. Машины для химической защиты растений
- Техническая характеристика опрыскивателей
- 10.3. Машины для приготовления и транспортировки рабочих жидкостей
- Г л а в а 11 машины для заготовки кормов
- 11.1. Технологические процессы заготовки кормов и агротехнические требования
- 11.2. Косилки
- 11.3. Косилки-плющилки
- 11.4. Косилки-измельчители
- 11.5. Грабли
- 11.6. Машины для уборки рассыпного сена
- 11.7. Машины для заготовки прессованного сена
- 11.8. Агрегаты для приготовления травяной муки
- Глава 12 машины для уборки и послеуборочной обработки зерна
- 12.1. Способы уборки зерновых культур и агротехнические требования
- 12.2. Валковые жатки
- 12.3. Зерноуборочные комбайны
- 12.2. Техническая характеристика комбайнов.
- 12.4. Уборка незерновой части урожая
- 12.5. Зерноочистительные машины
- 12.6. Машины для сушки зерна
- 12.7. Машины для уборки кукурузы на зерно
- Глава 13 машины для уборки картофеля
- 13.1. Способы уборки и агротехнические требования
- 13.2. Картофелекопатели
- 13.3. Картофелеуборочные комбайны
- 13.4. Машины для послеуборочной доработки картофеля
- Г л а в а 14 машины для уборки сахарной свеклы
- 14.1. Технологии уборки сахарной свеклы и агротехнические требования
- 14.2. Машины для уборки ботвы
- 14.3. Корнеуборочные машины
- Глава 15 машины для уборки овощей
- 15.1. Комплекс машин для уборки и послеуборочной обработки лука
- 15.2. Машины для уборки столовых корнеплодов
- 15.3. Капустоуборочные машины
- 15.4. Самоходный томатоуборочный комбайн
- Глава 16 машины для орошения
- 16.1. Способы орошения и агротехнические требования
- 16.2. Основные элементы дождевальных систем
- 16.3. Дождевальные установки и машины
- 16.4. Машины для поверхностного полива
- Контрольные вопросы и задания к разделу II
- Раздел III
- 17.2. Тяговый баланс трактора и сопротивление рабочей машины
- 17.3. Комплектование машинно-тракторных агрегатов
- 17.4. Кинематика движения машинно-тракторного агрегата
- 17.5. Производительность машинно-тракторного агрегата
- 17.6. Эксплуатационные затраты при работе агрегата. Расход топлива и смазочных материалов
- 17.7. Транспорт в сельскохозяйственном производстве
- 17.8. Основы технологии механизированных работ
- Глава 18 основы технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка
- 18.1. Система технического обслуживания и ремонта
- 18.2. Организация технического обслуживания
- 18.3. Эксплуатация нефтехозяйства
- Глава 19 основы оптимального планирования, проектирования и управления машинно-тракторным парком
- 19.1. Определение состава и структуры машинно-тракторного парка, планирование" его работы
- 19.2. Выбор средств технического обслуживания машинно-тракторного парка и планирование их работы
- 19.3. Организация инженерно-технической службы
- 19.4. Анализ эффективности использования машинно-тракторного парка
- 19.5. Методологические подходы к оценке технического уровня сельскохозяйственной техники
- 19.6. Общие методические принципы оценки эффективности сельскохозяйственных техники и технологий
- Р аз дел IV
- 20.2. Производственные процессы на фермах
- 20.3. Комплексная механизация в животноводстве
- Глава 21 механизация водоснабжения животноводческих ферм
- 21.1. Общая схема водоснабжения животноводческих ферм
- 21.2. Водоподъемные машины и установки
- 21.3. Водопроводная сеть и напорно-регулирующие устройства
- 21.4. Машины и оборудование для поения животных
- Глава 22 механизация подготовки кормов к скармливанию
- 22.1. Виды кормов. Способы и схемы приготовления кормов
- 22.2. Машины для измельчения кормов резанием
- 22.3. Машины для дробления и резания кормов
- 22.4. Машины для запаривания, смешивания и дозирования кормов
- 22.5. Технологические линии приготовления кормов. Кормоприготовительные цехи
- Глава 23 механизация раздачи кормов
- 23.1. Кормораздаточные устройства
- 23.2. Мобильные кормораздатчики
- 23.3. Кормораздатчики непрерывного транспортирования кормов (стационарные)
- Глава 24 механизация доения коров
- 24.1. Общие принципы и способы машинного доения
- 24.2. Доильные аппараты
- 24.3. Виды доильных установок
- 24.4. Элементы вакуумной системы доильных установок
- 24.5. Аппараты и механизмы для первичной обработки молока
- Глава 25 механизация удаления навоза
- 25.1. Способы удаления навоза
- 25.2. Стационарные механизмы и устройства для удаления навоза из помещений
- 25.3. Гидравлические системы удаления навоза
- 25.4. Пневматические системы удаления навоза
- Глава 26 механизация стрижки овец
- 26.1. Комплекты технологического оборудования для стрижки овец
- 26.2. Устройство стригальной машинки
- Контрольные вопросы и задания к разделу IV
- Раздел V
- 27.2. Источники переменного трехфазного тока
- 27.3. Электростанции, линии электропередач, трансформаторы
- 27.4. Энергетические системы
- 27.5. Внешние и внутренние электропроводки
- Глава 28 электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий
- 28.1. Типы электропривода и его основные части
- 28.2. Трехфазный асинхронный электродвигатель
- 28.3. Электрические двигатели сельскохозяйственного назначения
- 28.4. Аппаратура управления и защиты электроустановок
- 28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя
- Глава 29 использование энергии оптического излучения в сельском хозяйстве
- 29.1. Основные понятия оптического излучения и его свойства
- 29.2. Источники электрического света
- 29.3. Системы электрического освещения. Осветительные приборы
- 29.4. Производственное использование электрического света
- 29.5. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений
- Глава 30 применение электрической энергии для нагрева
- 30.1. Электрические источники тепла
- 30.2. Электрический нагрев воды
- 30.3. Электрокалориферные установки
- 30.4. Электрообогреваемые полы и коврики
- 30.5. Электроподогрев защищенного грунта
- Глава 31 электротехнологии в сельском хозяйстве
- 31.1. Электротехнологии в растениеводстве
- 31.2. Электротехнологии в животноводстве
- Г л а в а 32 элементы системы автоматического управления
- 32.1. Основные понятия автоматизации
- 32.2. Элементы автоматики и их функции
- 32.3. Принципиальные, функциональные и структурные схемы автоматических систем
- 32.4. Оценка использования электроэнергии потребителями
- 32.5. Применение средств автоматизации
- Контрольные вопросы и задания к разделу V
- Раздел I. Тракторы и автомобили сельскохозяйственного назначения 5
- Раздел IV. Механизация производственных процессов