ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Современное сельскохозяйственное производство — это объединение в комплекс сложных биотехнических систем

Рассмотрим условия функционирования такой системы на базе одной из отраслей сельскохозяйственного производства – животноводства. При всем разнообразии технологических процессов в животноводстве их можно свести к сравнительно небольшому числу видов единичных операций:

биологические, т. е. происходящие в организме животного;

преобразования (приготовление корма, переработка навоза);

тепловые;

механические (перемещение материальных потоков, вращение рабочих органов).

Совокупность единичных операций образует конкретные технологические процессы, например приготовления и раздачи кормов, уборки и утилизации навоза, получения и переработки продукции и т. д.

В общем случае технологический процесс реализуется посредством технологических операций, которые выполняются параллельно, последовательно или комбинированно, когда начало последующей операции сдвинуто по отношению к началу предыдущей.

Технологические процессы сельскохозяйственного производства имеют существенные особенности.

1. Поточность. Потоки равны по закономерностям и структуре (материалы, энергия, биологические объекты и т. д.), но у них есть общее: возможность коммутировать, накапливать, менять интенсивность потока.

2. Цикличность. Технологический процесс имеет суточный или годовой цикл.

3. Единство цели управления. Технологический процесс есть единое целое, и нарушение в одном звене нарушает весь цикл. Потеря продукции в результате нарушения хода ТП, как правило, не может быть компенсирована.

4. Разнообразие частей ТП. Технологический процесс объединяет значительное число поточных линий (на животноводческом комплексе 6...10). Отсюда большой объем информации и сложность выработки оптимального алгоритма управления.

5. Плохая подготовленность к автоматизации. Вызвана тяжелыми условиями работы, значительной рассредоточенностью объектов, низкой квалификацией обслуживающего персонала. Эти особенности общие для широкого круга ТП, что делает возможной разработку систем управления, предназначенных для большого числа однотипных ТП.

Решение по управлению ТП принимают с учетом распорядка дня, режимов работы, организационных особенностей ТП.

Технологический процесс характеризуют группой качественных и численных показателей, на которые влияют возмущающие, а также управляющие воздействия.

Возмущения, влияющие на ход технологического процесса, могут контролироваться, а могут иметь случайный и неконтролируемый характер (поломки оборудования, заболевания животных).

Управляющие воздействия регламентируются распорядком дня, режимом работы технологического оборудования, производственными инструкциями и т. д. Осуществляются управляющие воздействия автоматически или вручную. Управление технологическим процессом представляет собой организационно-техническую задачу, и решают ее сегодня, создавая автоматические или автоматизированные системы управления технологическим процессом, органичное звено которых — человек-оператор, чьи функции зависят от режима, в котором действует СУ.

Схема связей в СУ показана на рисунке 2.1. Воздействия на процесс можно классифицировать следующим образом.

Рис. 2.1. Схема связей в автоматических СУ:

ОУ — объект управления; УУ — управляющее устройство

Управляемые воздействия на рисунке 2.1 обозначены вектором У. В эту группу входят переменные параметры, которые необходимо поддерживать на заданном уровне или изменять по заданному закону. Качество стабилизации параметров определяется требованиями технологии автоматизированного процесса и возможностями системы управления. Как правило, переменные, входящие в вектор 7, измеряют непосредственно, но иногда такая возможность отсутствует, и тогда соответствующий параметр может быть определен с помощью вычислительного устройства, использующего математическую модель процесса и результаты измерений входных возмущений.

Возмущающие воздействия на рисунке 2.1 обозначены вектором Х_в. В эту группу входят переменные, изменения в которых характеризуются влиянием внешних условий, характеристик оборудования и т. д. Часть этих воздействий X_в1 измерить нельзя, их называют неконтролируемыми, а часть X_в2 — можно, их называют контролируемыми, и результаты контроля могут быть использованы для корректировки хода процесса.

Регулирующие воздействия на рисунке 2.1 обозначены вектором X. Переменные, входящие в эту группу, используют для воздействия на процесс с целью управления.

Воздействия на УУ разделяют следующим образом.

1. Регулируемые величины F, характеризующие состояние автоматизируемого процесса.

2. Возмущающие воздействия (контролируемые) Х_в2 характеризующие влияние внешних условий на ход процесса.

3. Воздействия f₁от различных факторов, действующие на объект управления через УУ.