← Назад к Категория управления технологическим процессом и автоматизации

Управление процессом - все, что вам нужно знать

Если вы планируете работать в сфере обрабатывающего производства и хотите больше узнать об основах управления процессами и о том, как они используются, вы находитесь в правильном месте. В этой статье мы обсудим все, что вам нужно знать об управлении процессами - с особым акцентом на управление процессами в производстве и понимание различных систем управления процессами. Готовы начать? Давайте начнем с обсуждения основных определений управления процессом и его использования.

управления технологическими процессами

Что такое управление процессом?

Управление процессом используется в непрерывном производстве - в производстве и в других областях и отраслях промышленности, где некоторые виды материалов производятся без какого-либо прерывания, - а также в «периодической обработке». Он используется для автоматического контроля условий, в которых продукт сделано - обеспечение лучшего качества и эффективности.

Например, управление сточными водами включает в себя непрерывную и непрерывную очистку сточных вод и сточных вод без каких-либо перерывов, поэтому в этой области используется управление процессом.

Диаграмма ниже представляет собой типичный пример некоторых систем управления процессом на месте:

Контроль процесса управления сточными водами

Изображение предоставлено Fab-Tech Inc

Другим примером может служить переработка нефти и газа и даже транспортировка нефти и газа по трубопроводам, где требуется непрерывный поток материала. Диаграмма ниже имеет различные системные требования, такие как:

  • Удаленный мониторинг, контроль и управление нефтепроводами из центра управления
  • Используйте волоконную оптику для передачи данных на большие расстояния по всей стране установки
  • Гигабитное избыточное кольцо для высокой доступности данных
  • Прочная конструкция, способная работать в суровых условиях окружающей среды
Oli Pipeline Process Control

По сути, управление процессами сочетает в себе дисциплины управления и химического машиностроения, а также использует специализированные, часто изготавливаемые на заказ системы промышленного управления. Эти системы управляют потоком, выходом, смесью и другими подобными аспектами непрерывного производственного процесса на основе обратной связи от датчиков, систем мониторинга данных и многого другого.

Это, в свою очередь, позволяет компании производить более безопасный, экономически выгодный и стабильный продукт для общественного использования. Системы управления процессами работают на гораздо более совершенном, мощном уровне, чем системы, которые полностью контролируются людьми.

Например, рассмотрим, что может дать лучшие результаты при пастеризации молока - один человек берет показания температуры вручную, затем отключает нагрев, когда молоко достигает нужной температуры - или датчик в баке для пастеризации, который автоматически определяет, когда молоко было правильно пастеризуется, затем автоматически выгружает машину и перемещает продукт на следующий шаг.

По сути, управление процессами сводится к устранению обратной связи с человеком и позволяет продвинутым автоматизированным системам промышленного предприятия автоматически обрабатывать незначительные изменения без вмешательства человека за пределы мониторинга каждой системы.

Это видео от CrashCourse подробно объясняет ключевые элементы управления процессом, а также примеры использования управления процессом и проблемы, которые могут возникнуть без него:

В каких дисциплинах можно использовать управление процессом?

Существует ряд различных дисциплин и специальностей на рабочих местах, в которых можно использовать управление процессом, таких как:

  • инженерия - Инженеры, как правило, отвечают за проектирование систем управления технологическими процессами и оборудования. Используя спецификации, изложенные производителем или другой компанией, инженер должен спроектировать соответствующую систему и обеспечить ее надежность, функциональность и пуленепробиваемость. Инженеры также обычно отвечают за разработку контрольно-измерительных приборов для оперативного персонала, позволяя им детально отслеживать каждый отдельный процесс и обеспечивать его правильную работу.
  • Разработка программного обеспечения и систем - Разработчики и разработчики программного обеспечения и систем обычно отвечают за программные системы, которые взаимодействуют с физическим оборудованием, используемым для управления процессом. Инженеры и разработчики программного обеспечения обычно тесно сотрудничают друг с другом при разработке систем управления процессами.
  • операции - Оперативный персонал, такой как супервайзеры и их работники, несут ответственность за мониторинг оборудования управления процессом, чтобы убедиться, что оно работает правильно и без ошибок. Несмотря на достижения в области автоматизации, человеческий надзор является необходимостью для обеспечения надлежащего функционирования систем управления процессами и обеспечения возможности ручного вмешательства, если это необходимо.
  • Обеспечение качества - QA по-прежнему требуется на заводах, которые используют управление процессом - для выявления ошибок и ошибок, настройки систем управления процессом и выполнения других таких необходимых действий, которые необходимы для обеспечения безупречного качества продукции, безопасности и эффективности.


Какова важность контроля процесса? Каковы его преимущества?

Теперь, когда вы понимаете основы систем управления процессами и того, как они используются, а также профессий и дисциплин, которые чаще всего используют управление процессами, давайте обсудим преимущества управления процессами.

Почему это важно - и почему промышленные компании должны прилагать усилия для улучшения своих систем управления процессами или добавления новых систем управления процессами? Вот только несколько причин.

  • Увеличение пропускной способности системы без дополнительных затрат - Когда системы и процессы автоматизированы и могут выполняться автоматически без участия человека, вы можете получить больше от существующего оборудования и производственных процессов. Уменьшается необходимость вмешательства человека, и вы можете обеспечить максимальную эффективность и качество каждой машины, используемой на вашем предприятии. Это позволяет вам увеличить максимальную пропускную способность вашего завода или установки без дополнительных затрат на дорогостоящее оборудование.
  • Повысить автоматизацию, уменьшить вмешательство человека - Автоматизация является ключевым элементом любого производственного процесса. В то время как человеческое вмешательство и контроль всегда будут необходимы, автоматизация позволяет вам исключить избыточность и ненужные ручные проверки - тем самым уменьшая человеческие ошибки и неэффективность, а также занимая много времени ненужные шаги, которые могут снизить производительность вашего предприятия.
  • Устранить переделки, лом и неэффективность - Автоматизация и управление процессом помогают поддерживать максимальную эффективность работы каждой системы на вашем предприятии, устраняя неэффективность, а также необходимость доработки и утилизации продукции, где это применимо.
  • Расширьте свои возможности, чтобы взять на себя больше работы - Управление процессами не только помогает вам увеличить пропускную способность системы, но и позволяет вашему заводу или компании брать на себя больше работы - поскольку вы продолжаете автоматизировать управление процессами, все больше сотрудников и систем будут освобождены для работы над другими проектами и продуктами, улучшая рентабельность.
  • Повышение энергоэффективности - Использование имеющегося у вас оборудования и техники на полную мощность поможет вам повысить энергоэффективность вашего завода, поскольку благодаря контролю процесса не будет потрачено впустую потраченных усилий или продуктов. Потребление энергии является основным расходом для промышленных и производственных предприятий, поэтому повышение энергоэффективности помогает минимизировать затраты и увеличить прибыль, а также помогает сохранить окружающую среду.

По этим и многим другим причинам управление процессом является абсолютно необходимой частью производства и промышленной переработки во многих различных отраслях промышленности. Усовершенствованная автоматизация помогает вам максимально эффективно использовать существующие системы, минимизировать потери, оптимизировать эффективность, выполнять больше работы и повышать свою прибыльность - и это только начало преимуществ, которые вы получите от систем управления процессами.

Программное обеспечение и продукты, используемые для управления процессом

Каждая система управления процессом отличается, и это особенно верно, когда речь идет об управлении процессом на производстве. От специально разработанного инструментария управления процессами до облачных программных пакетов существует довольно много различных программных продуктов, а также множество различных продуктов, используемых для управления процессами, поэтому давайте обсудим некоторые из них сейчас.

Снимок экрана MPC в типичном приложении

Снимок экрана MPC в типичном приложении, предоставленном Siemens

  • Программное обеспечение для управления процессом - Программное обеспечение управления процессом является основой любой системы управления процессом. Несмотря на то, что он, как правило, изготавливается по индивидуальному заказу в зависимости от вашего предприятия, производственных процессов и конкретных потребностей, некоторые компании предлагают базовые, предварительно созданные платформы управления процессами. Это включает в себя Automation Direct, Sartorius, PQ Systems и многие другие.

    Эти платформы обычно могут быть настроены и изготовлены в соответствии с потребностями большинства крупных промышленных предприятий и производителей. В то время как крупные компании обычно предпочитают нанимать разработчиков программного обеспечения для создания настраиваемого программного обеспечения для управления процессами, предварительно созданная платформа может быть полезна, если у вас более ограниченный бюджет или необходимо использовать одну и ту же систему на нескольких предприятиях или объектах.
  • Контрольно-измерительные приборы управления процессами. В основном, контрольно-измерительные приборы управления процессом - это просто один или несколько компьютерных мониторов, которые в реальном времени предоставляют показания, выходные данные, информацию о каждой системе и процессе и другую такую ​​информацию на основе ваших систем управления процессом. , Этот тип контрольно-измерительных приборов может использоваться на небольших производственных предприятиях.

    На более сложных установках и объектах, таких как, например, атомная электростанция, используются различные типы контрольно-измерительных приборов, в том числе большие и сложные экраны, физические индикаторы и кнопки, компьютеры и множество других контрольно-измерительных приборов, в том числе наборы, метры, цифровые показания и другие подобные инструменты.

    Независимо от своей сложности, все типы контрольно-измерительных приборов предназначены для выполнения одной и той же задачи - для обеспечения операторов-операторов кратким обзором контуров и функций обратной связи, которые выполняются в рамках данного объекта в любой момент времени.
  • Датчики и системы контроля - В основе каждой системы управления процессом лежит серия датчиков и систем мониторинга, которые используются для сбора в реальном времени данных о конкретном процессе или «контуре обратной связи». На пищевой фабрике, например, термометры и датчики температуры может использоваться для проверки температуры продукта, чтобы гарантировать, что она находится в безопасных пределах, и что температуру можно легко отрегулировать до надлежащего уровня, обеспечивая максимальное качество продукта.
  • QA программы и программное обеспечение - Программное обеспечение QA является важной частью контроля процесса, поскольку для подтверждения общего качества продукта и обеспечения его соответствия всем требуемым стандартам необходимо использовать обеспечение качества. Контроль качества также позволяет настраивать отдельные процессы - если партия продукта не совсем соответствует требуемым стандартам, например, каждый отдельный процесс и машина, участвующая в его производстве, могут быть проверены на наличие сбоев или сам процесс может быть пересмотрен на основе на данных, собранных системой управления процессом.
  • Аналитика и системы хранения данных - Долгосрочное хранилище данных и аналитика гарантируют, что все данные, собранные системой управления процессами, могут быть сохранены для долгосрочного архивирования. Например, если продукт оказывается неисправным, данные из производственной партии можно проверить, чтобы определить причину и убедиться, что проблема не повторяется. Долгосрочный анализ данных также может быть использован для повышения эффективности систем управления процессами.

В зависимости от компании, отрасли, приложения и типа системы управления процессами, продукты и системы, используемые для управления процессом, могут сильно различаться. Вот почему большинство крупных компаний обращаются к специализированным инжиниринговым компаниям для разработки собственных инструментов и систем управления процессами. Сложность разработки системы управления процессами означает, что большинство компаний не могут обрабатывать весь процесс «внутри компании».

Ключевые отрасли для управления процессами

Как упомянуто выше, управление процессом обычно используется в любой отрасли, где происходит непрерывное производство - где постоянно производится какой-либо вид продукта или материала, практически без простоев. Итак, помня об этом, давайте кратко рассмотрим некоторые из ключевых отраслей для систем управления процессами - и как они используются.

  • Фармацевтика - Чрезвычайная точность требуется при создании фармацевтических препаратов. Даже незначительные ошибки могут сделать партию лекарств или другие подобные продукты совершенно непригодными для использования, поэтому фармацевтические компании должны сводить к минимуму вмешательство человека и ошибки настолько, насколько это возможно. Это означает, что большинство фармацевтических компаний используют передовые системы управления технологическим процессом - что позволяет осуществлять детальный контроль над производственным процессом, сводить к минимуму потери продукта и гарантировать безопасность всех лекарственных средств, производимых на заводе.
  • OEM и производство - Производственные компании всех типов могут использовать управление процессом. Например, компания, производящая конструкционную сталь, вероятно, будет использовать средства управления процессом для таких задач, как обеспечение надлежащей температуры доменных печей, контроль вязкости расплавленного металла, и для других таких задач, которые помогают обеспечить правильное общее качество продукции. ,
  • Целлюлозно-бумажное - Контроль процесса чрезвычайно важен в целлюлозно-бумажной промышленности. Отчасти это связано с тем, что сырье (древесина), используемое для целлюлозы и бумаги, может значительно отличаться по качеству, и для этого необходимо регулярно и постоянно корректировать производственные процессы - обеспечение того, чтобы различные входные данные (древесина) всегда создавали согласованный выход (целлюлозно-бумажные изделия).
  • Полупроводниковые компании - Производители полупроводников (микрочипов), такие как Intel, AMD, Nvidia и другие, широко используют управление процессами. Среды, в которых создаются микрочипы, должны контролироваться до невероятно точной степени, иначе целые партии полупроводников могут быть полностью разрушены и выведены из строя.
  • Нефтехимия - Согласованность абсолютно необходима в нефтехимической промышленности, особенно при создании таких продуктов, как высококачественный каучук и пластмассы, полученные из нефти. Управление процессом может использоваться для тщательного мониторинга продуктов в процессе переработки и производства, обеспечивая стабильное качество и непрерывное непрерывное производство данного нефтехимического продукта.
  • Выработка энергии - Электростанции не генерируют физический продукт, а скорее вырабатывают электроэнергию и электроэнергию для использования в другом месте - и они должны делать это постоянно, поэтому они всегда используют ряд систем управления процессом. Эти системы используются для управления выработкой электроэнергии, гарантируя, что избыточная мощность не вырабатывается - и что электростанция не производит недостаточно энергии. Топливо, температура установки, подача охлаждающей жидкости и другие факторы должны постоянно регулироваться для обеспечения надлежащего производства электроэнергии.
  • Пищевая и молочная - Ранее мы приводили пример использования процесса управления процессом пастеризации молока. Использование управления процессом для автоматизации производства пищевых и молочных продуктов является отличным способом обеспечить безопасность продуктов и их постоянное качество, а также максимизировать общий объем производства на пищевой или перерабатывающей фабрике.
  • вода - Водоподготовка является идеальным приложением для управления процессом, поскольку входные данные (сточные воды, морская вода и т. Д.) Никогда не прекращаются - и могут незначительно отличаться по составу. Мало того, но выход (питьевая вода) также должен выпускаться в постоянном потоке и должен быть достаточно высокого качества для потребления. Средства управления процессом помогают автоматически регулировать процессы обработки, чтобы обрабатывать различные исходные данные, и гарантировать, что здоровая, безопасная и питьевая питьевая вода является результатом процесса обработки.
  • Нефтяной газ - Нефтегазовые трубопроводы должны обеспечивать постоянный, стабильный поток нефти или газа и поддерживаться на должном уровне. Средства управления процессом могут помочь автоматически регулировать трубопроводы и пропускную способность продукта - поддерживая трубопровод надежным, безопасным и обеспечивая постоянный поток нефти или газа. Нефтеперерабатывающие заводы также используют средства управления процессом для обеспечения безопасности, качества продукции и бесперебойного производства.

Это некоторые отрасли, в которых управление процессами используется наиболее интенсивно, но каждая промышленная компания каким-то образом использует управление процессами.

3 Примеры приложений для управления процессом

Для упрощения управления процессами используются автоматизированные датчики, программы и компьютеры для настройки любой заданной «петли обратной связи». Например, для контроля температуры резиновой смеси в процессе производства, чтобы она не «настраивалась» и чтобы она была пластичной. ,

Управление процессом может включать только один из этих контуров обратной связи - или использоваться на всей установке, состоящей из тысяч отдельных, но связанных между собой контуров обратной связи, которые должны взаимодействовать друг с другом для обеспечения максимальной безопасности и эффективности.

Хотите узнать больше об управлении процессом на конкретных примерах? Вот несколько примеров приложений управления процессами, как они используются и почему они так важны.

  • Стержни управления атомной электростанцией - Стержни управления являются очень простым для понимания примером управления процессом и обратной связью. Выходная мощность ядерного реактора частично контролируется управляющими стержнями. Управляющие стержни построены из материала, такого как бор, который легко поглощает энергию, выделяющуюся при делении ядра.

    Когда выходная мощность реактора поднимается, используются автоматические датчики для опускания этих управляющих стержней в реактор. В свою очередь, они поглощают энергию и снижают выходную мощность до надлежащего уровня. Затем, если уровень начинает падать слишком быстро, стержни управления автоматически настраиваются еще раз.

    Эта петля обратной связи происходит постоянно - и обычно без вмешательства человека. Внося незначительные изменения в стержни управления, система управления процессом поддерживает выходную мощность в пределах указанного уровня. Тем не менее, операторы используют систему контроля управления процессом, чтобы гарантировать, что реактор функционирует должным образом - и гарантировать, что управляющие стержни не выходят из строя.
  • Опреснение - Опреснение используется для преобразования морской воды или соленой воды в питьевую питьевую воду посредством процесса удаления соли и других примесей.

    Опреснение методом обратного осмоса является наиболее распространенным типом опреснения, состоящим из специальной мембраны, через которую вода «проталкивается». Вода способна проталкивать мембрану, в то время как соли и загрязняющие вещества остаются позади.

    Простым примером управления процессом в опреснении обратного осмоса будет процесс очистки. Со временем мембрана, используемая для фильтрации загрязнений, должна быть очищена. Система управления процессом может контролировать производительность мембраны, а затем автоматически определять, когда она должна быть очищена, и отключать систему, чтобы промыть ее чистой пресной водой, удаляя эти загрязнения и автоматически восстанавливая мембрану.
  • Приготовление мясного продукта - Как уже упоминалось, процесс управления обычно используется в пищевой промышленности. В качестве примера возьмите мясной продукт, например, хот-дог. Мясо должно быть приготовлено до нужной температуры, чтобы оно было съедобным и не содержало каких-либо пищевых загрязнений, но его нельзя переваривать, иначе продукт может испортиться.

Система управления процессом может использоваться для анализа объема пищевых продуктов в конкретной печи или области приготовления и температуры в печи - и расчета оптимального времени, в течение которого пища остается в области приготовления. Затем продукт помещается в духовку, готовится и удаляется автоматически. Это обеспечивает быструю пакетную обработку без вмешательства человека и идеально стабильные результаты при каждом использовании системы.

Понимание процесса управления - и почему это важно для вашей компании!

Надеемся, что эта статья была полезна и полезна для углубления вашего понимания управления процессом, его преимуществ, дисциплин, в которых он используется, и в отраслях, в которых он наиболее важен.

Внедрив более совершенные средства управления технологическим процессом, компании всех типов, размеров и специальностей - в любой отрасли - могут получить выгоду от более эффективного производственного процесса, лучшего качества продукции, более высокого выпуска и ряда других преимуществ. Так что начните думать о том, как вы можете улучшить свои собственные средства управления процессом сегодня и получить конкурентное преимущество!

Индустрия технологической промышленности

новости по теме

Оставить комментарий

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Доля через