0. Автоматизация управления производственными процессами

0. Общие положения

Общеотраслевым, относительно быстрым и экономичным способом повышения энер- гоэффективности производственных процессов является реконструкция систем управления ими, и прежде всего оптимизация структуры и автоматизация управления. Как правило, стоимость систем управления энергоемкими производствами составляет доли или единицы процентов от стоимости самого управляемого производства.

Автоматизация производственных процессов создает определенные технико- экономические преимущества во всех отраслях современного народного хозяйства страны.

С внедрением средств автоматизации неизбежно повышается производительность тру- да. За последние сто лет она возросла в 20 раз, при этом доля механизированного труда с 6 % увеличилась до 96 %.

В результате автоматизации снижается себестоимость изделий, увеличивается выпуск продукции, повышается ее качество, уменьшается количество брака и отходов производства, сокращаются расходы на заработную плату, сырье, материалы и т.п.

При этом решающим фактором является снижение расходов топлива, тепловой и элек- трической энергии, что весьма характерно для систем теплоснабжения и теплопотребления. Использование средств автоматизации увеличивает надежность оборудования, точность производства, безопасность труда. Появляется возможность использовать высокоэффектив- ные технологические процессы и устройства, характер применения которых исключает уча- стие человека (ядерная энергетика, химическое производство, высокоскоростные процессы и т.п.).

Значительная экономия тепловой энергии, расходуемой на теплопотребление, при сравнительно небольших капиталовложениях обеспечивается за счет автоматического регу- лирования. При установлении оптимального режима работы экономия теплоты может соста- вить 20% и более годового потребления без нарушения теплового режима зданий. Еще больший эффект от автоматизации может быть получен при технической (тепловой) рекон- струкции существующих зданий. Срок окупаемости зависит от тепловой мощности систем, функциональных характеристик применяемого регулятора, стоимости систем и их обслужи- вания.

Внедрение автоматизации приносит и косвенный эффект, так как увеличение произво- дительности оборудования, экономия ресурсов эквивалентны строительству добавочных производственных мощностей. Экономия рабочей силы позволяет более рационально ис- пользовать трудовые ресурсы, а улучшение качества продукции способствует экономии топ-

лива, энергии, материалов и т.д.

Важнейшие вопросы автоматизации – установление ее рационального уровня и объема, которые должны быть тщательно экономически обоснованы, и определение методов и средств автоматизации. Автоматизация является наиболее экономически выгодным меро- приятием и окупается в среднем за 1...1.5 года.

На сегодняшний день наилучшими считаются структуры управления, имеющие 3 функ- циональных уровня:

1. совокупность элементов регулирования, работающих в зоне нормального технологи- ческого режима с целью его оптимизации;

2. совокупность элементов, вступающая в работу при отклонениях параметров режима от норм с целью удержать управляемый процесс (объект) в области нормального режима;

3. система противоаварийной защиты, которая в целях предупреждения развития и ло- кализации аварии отключает технологический узел – источник аварии.

Первый из указанных функциональных уровней позволяет обеспечить оптимальные режимы работы оборудования и протекание технологических процессов и, тем самым, наи- меньшие расходы энергоресурсов. Причем элементы современных систем управления (ин- теллектуальные датчики, исполнительные механизмы, контроллеры, программные продукты и т.п.) позволяют получать оптимальные режимы на всех технологических стадиях: пуска, исполнения рабочих функций, останова. Второй и третий функциональные уровни систем управления, выполненные на современном уровне, позволяют предвидеть развитие аварий- ных ситуаций, адаптировать технологический процесс к текущим параметрам и вернуть в нормальный, а затем и оптимальный режим. Благодаря этому удастся снизить расходы энер- горесурсов, связанные с аварийными простоями, с неудовлетворительным техническим со- стоянием оборудования, сократить длительность неоптимальных режимов, а также, улучшив качество производимых продукции или услуг, косвенно снизить энергозатраты их потреби- телей.