Автоматизация управления технологическими процессами в машиностроительном производстве является одним из существенных факторов его дальнейшего развития, повышения его организационно-технического уровня и роста производительности труда. Совершенствование структуры и методов управления предприятиями и объединениями с помощью автоматизированных систем управления, с одной стороны, и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами — с другой, являются в настоящее время основными факторами повышения эффективности общественного производства.

На первых этапах для автоматизации управления технологическими процессами применялись лишь простые устройства — регуляторы (механические, электромеханические или электрические). Задача автоматизации сводилась в основном к обеспечению устойчивости регулируемых процессов. Впоследствии появились оптимальные регуляторы, способные при изменении внешних условий изменять значения регулируемых параметров для поддерживания процесса в наиболее выгодном режиме. С внедрением в промышленности ЭВМ появились автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП). Это — человеко-машинные комплексы взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, где на основе централизованного получения и комплексной обработки информации, поступающей от указанных элементов и внешней среды, вырабатываются управляющие воздействия для поддержания процесса в заданном режиме или для его изменения в соответствии с заданным алгоритмом управления.

В соответствии с существующей классификацией по уровню автоматизации АСУТП могут быть трех видов:

• информационные АСУТП, в которых ввод и обработка информации от их элементов и от внешней среды частично или полностью автоматизированы, а выработка сигналов о выходе контролируемых параметров технологических процессов за заданные пределы осуществляется автоматически. Воздействие на процессы по полученным сигналам (обратная связь) осуществляется человеком, т. е. человек принимает на основе полученной информации необходимые решения для целенаправленного изменения технологических процессов;
• информационно-советующие АСУТП, которые, сохраняя все функции информационных АСУТП, отличаются от последних тем, что корректирующее воздействие на процесс в соответствии с заданным алгоритмом управления вырабатывается автоматически, обратная же связь по-прежнему осуществляется человеком;
• управляющие АСУТП — системы, в которых выработка корректирующих воздействий на управляемый технологический процесс происходит автоматически, т. е. это системы с автоматизированной обратной связью.

При обосновании выбора АСУТП необходимо определить функции, которые может выполнять данная система, и источники ее технико-экономической эффективности применительно к автоматизируемому технологическому процессу.

В АСУТП обычно используются специально создаваемые для этих целей управляющие вычислительные машины (УВМ). Они оснащены устройством связи с объектом управления, которое содержит большое число каналов (до нескольких тысяч), по которым могут передаваться сигналы как в аналоговом, так и в цифровом виде. Эти устройства оснащены аналогово-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, позволяющими управлять процессом обработки информации на цифровой вычислительной машине.

Главной задачей АСУТП, использующих УВМ, является проведение большого числа сложных математических вычислений на основе информации, полученной от объекта управления, и выработка оптимального регулирующего воздействия на процесс или советов оператору в результате указанных вычислений. Применение вычислительной техники значительно расширяет возможности автоматического управления, а именно: резкое увеличение числа регулируемых параметров; возможность реализации сложных алгоритмов управления; универсальность; способность быстро перестраиваться (за счет изменения программ) на новые алгоритмы управления; наличие памяти, позволяющее учитывать при управлении не только текущее состояние регулируемого объекта, но и его предысторию.

Автоматизированные системы комплексного управления носят организационно-технологический характер, т. е. помимо своей основной функции могут выполнять обработку определенной планово-производственной информации, на базе которой производится оперативное управление работой соответствующего подразделения (цеха, участка). Эти системы могут быть автоматическими и автоматизированными. Характерной особенностью последних является участие человека на различных этапах формирования алгоритма управления технологической операцией, стадией или процессом.

Другая важнейшая задача АСУТП — это работа с программным управлением, получившим в настоящее время широкое распространение в промышленности. Преимущество оборудования с программным управлением заключается в сокращении времени наладки для обработки заготовки, повышении производительности труда путем более рационального использования его технологических возможностей, стабильности протекания процесса и др.

Для того чтобы в полной мере реализовать преимущества оборудования с программным управлением, необходимо автоматизировать процесс подготовки управляющих программ. Это является следующим шагом в развитии комплексной автоматизации производства — соединение программно-управляемой технологии с автоматизированным проектированием.

Ниже рассмотрены основные направления автоматизации процессов механической обработки и подготовки программ к станкам с программным управлением.