1.2 Основные понятия и определения

Степень автоматизации технологических процессов имеет три уровня в зависимости от доли участия человека-оператора в управлении.

Уровень автоматизации оценивают коэффициентом

где - среднее время по множеству i (i = l, 2, ..., n) операций, затрачиваемое на неавтоматические операции (включая управление); - то же, но затрачиваемое на автоматическое выполнение операций по множеству j (j=1, 2, ..., m).

Процесс называют автоматическим, если K_a ≥ 0,98; при 0,98 > K_a > 0,5 процесс автоматизированный; если K_a < 0,5, то технологический процесс имеет низкий уровень

Автоматизация по сравнению с вышеуказанными высоким и средним, приближаясь к операторному (ручному) управлению.

К первой относят физические, в том числе тепловые, гидроаэродинамические, химические и процессы, в которых переменные изменяются во времени непрерывно. Математической моделью таких процессов являются дифференциальные уравнения и их системы. В процессах второй категории команды выполняются в определенной последовательности в зависимости от реализации предыдущей команды. Обычно это операции типа "открыть - закрыть", "больше – меньше", "вход – выход", реализуемые в процессах пуска и останова механизмов, насосов, турбин и некоторых технологических процессах. Математической моделью служат булевы уравнения алгебраической логики и матрицы последовательности операций. При автоматизации процессов третьей категории ставится задача управления пространственным перемещением объектов и контроля изменения их состояния. Это транспортные операции, производственные процессы, связанные с движением материалов и изделий, с процессами хранения. Здесь нельзя обойтись без управляющих вычислительных машин и роботов.

Большинство процессов, автоматизируемых в системах ТГВ, относится к первой категории, характеризующейся относительной простотой технических решений.

Кроме того, встречается разделение производственных процессов на производство продукции потоком (в жидком, твердом, газообразном виде) и штучное производство.

Можно обобщить основные виды управления производственными процессами: начать или прекратить процесс (пуск - выключение); изменить его направление или последовательность операций (сопряженные процессы); повлиять на режим процесса.

Проектирование установки или технологии и их автоматизация - два процесса, взаимно дополняющие друг друга.

1.3 Технологические процессы и машины как объекты автоматизации строительства

Технологический процесс (ТП) - это совокупность выполнения каких-либо технологических операций, при которых происходит его качественное изменение.

Объект управления (ОУ) в строительстве (технологический процесс, строительная машина, оборудование, агрегат и др.) называется автоматизированным, если он выполняет свои основные функции самостоятельно с помощью системы автоматического управления (САУ) и исполнительных регулирующих устройств под контролем человека-оператора.

В ходе технологического процесса в силу различных причин значение параметров объекта управления может изменяться, вызывая отклонения от нормального режима. Нарушенный режим должен быть восстановлен и поддерживаться около заданного значения. Эту задачу выполняет система автоматического регулирования (САР).

Чтобы эффективно управлять строительным процессом, необходим постоянный его контроль. Эту задачу решает система автоматического контроля (САК). Задачей этой системы является количественная оценка параметра процесса, то есть определение значения той или иной физической величины, характеризующей процесс, при помощи контрольно-измерительных приборов.

Автоматизация строительных технологических процессов и машин с применением средств вычислительной техники называется алгоритмическим управлением. При таком управлении микропроцессор или ЭВМ с помощью своих программных средств анализирует параметры объекта управления и формирует необходимые управляющие воздействия, если эти параметры отклоняются от заданных значений.

Разработке САУ должно предшествовать изучение (исследование) объекта управления.

В общем случае воздействие на объект может быть управляющим- F_p (регулируемым) или внешним, возмущающим - F_в. Воздействие F_p используется оператором в результате операций управления, которые стремятся приблизить процесс к заданному режиму работы. При внешних возмущениях F_в процесс удаляется от заданного значения, что приводит к нарушению установившегося режима.