АСУ – человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизацию сбора, переработки информации, необходимой для оптимизации управления в разных сферах деятельности человека.
АСУ ТП – автоматизированная система управления для выработки и реализации управляющего воздействия на технологические объекты управления в соответствии с принятым критерием качества управления.
ЗАДАЧИ, ИЗУЧАЕМЫЕ В КУРСЕ:
Поскольку система автоматизирована, основой которой является ЭВМ, необходимо выяснить возможность использования ЭВМ для реализации целей управления.
Нужно знать принципы создания и эксплуатации АСУ ТП на элементарном уровне.
Поскольку АСУ ТП используется в безлюдных технологиях, нужно выяснить возможности АСУ ТП для использования в станках с ЧПУ, роботов. В основе создания АСУ ТП лежит оптимизационный подход, т. е. нужно выбирать не какое то управление, а лучшее с точки зрения критерия. Создание АСУ ТП не только конструкторская задача. Технолог говорит чем нужно управлять, выбирает критерий управления. После создания технолог эксплуатирует эту систему.
Понятие об управлении.
Под управлением будем понимать процесс такого целенаправленного воздействия на объект, в результате которого объект переходит в требуемое состояние. Объектом будет ТП обработки или сборки узла (детали).
Цель – некоторое предполагаемое состояние процесса сборки, которое желательно достигнуть и которое само собой не реализуется без вмешательства из вне (без управления). Обычно в качестве цели берут максимальную производительность, точность, минимальную себестоимость. Источником цели является технолог, имеющий определенные потребности производства.
Если состояние объекта на выходе удовлетворяет потребностям человека, то никакого управления объектом не нужно. В противном случае необходимо организовать воздействие Х на объект управления, который переведет его в новое состояние, удовлетворяющее человека. Это воздействие и есть управление. Т. о. управление – способ достижения поставленной цели.
Необходимо помнить, что управление требует затрат на сбор информации об объекте на создание моделей функционирования объекта, на выработку и реализацию самого управления и т. д. Если цели управления важные, то человек идет на создание АСУ ТП.
Понятие о системах управления.
Любой процесс управления включает в себя следующие функции:
Получение, сбор информации о состоянии объекта путем измерения выходных переменных У. Для этого используют датчики.
Обработка информации о состоянии переменной У и сравнение полученного результата с заданным. Для этого используют вычислительную технику.
Принятие решения об изменении состояния объекта и реализации этого решения. Используют вычислительную технику в сочетании с исполнительными механизмами. Т. о. устройство управления включает в себя ряд подсистем. Нужно помнить, что система управления не всегда рациональна в металле, она может иметь вид правил, договоров, алгоритмов, которые необходимо реализовать в процессе управления.
Основными функциями. присущими любой СУ является цель управления, информация состояния объекта и окружающей среды, воздействия на объект, алгоритм управления. Если исключить хоть 1 фактор, то управление будет невозможным, а создание СУ будет бессмысленным. Решение о создании СУ и её автоматизации принимает технолог после анализа сложности объекта. Управление простыми объектами не требует АСУ ТП.
Тп как сложная система
Современные ТП в случае ряда причин следует рассматривать как сложный процесс. Причины:
Обилие влияющих на ТП факторов
Неопределенность ряда параметров процесса резания и сборки
Случайных характер целого ряда факторов и параметров процесса резания
Нестационарность процесса резания
Наличие перечисленных причин вызывает трудности при аналитическом определении условий резания и сборки. Заранее определить качество обработанной детали невозможно. Возникает необходимость в системном подходе к решению задач управления. ТП рассматривают как сложную стохастическую систему.
Используя системные методы анализа и исследования, широко применяя математическое моделирование, можно решать вопросы проектирования и создания СУ сложными объектами.
Под сложной системой подразумевают составной объект, части которого также можно рассмотреть, как систематическую взаимосвязь, которая обуславливает целостные свойства объекта управления. Расчленение на элементы объекта является условным и сами элементы могут выступать как сложные системы (система СПИД).
Трудность заключается в том, что свойство сложной системы в целом, определяется не только простым суммированием свойств элементов, но и свойствами структуры системы, взаимодействия элементов и т. д. Отличительные признаки процесса обработки, как сложной системы:
Много взаимосвязей и взаимодействий элементов между собой.
Сложность выполнения системы и направленной на достижения цели функции.
Возможность разбиения системы на подсистемы.
Наличие информации о процессе и необходимости управления им.
Наличие взаимодействия с внешней средой.