5.3. Эскизное проектирование системы управления

На этапе эскизного проектирования производится дальнейшее уточнение и конкретизация структуры системы управления. Для этого:

• уточняется состав подсистем и выполняемых ими функций;

• определяются основные характеристики подсистем;

• разбиваются на составляющие функциональные части, т. е. приборы и блоки подсистем и системы управления в целом.

Это позволяет определить детальный приборный состав системы управления, включающий как основные составляющие системы, так и вспомогательные. При определении приборного состава системы управления важно ничего не упустить, чтобы исключить возможность разработки дополнительной аппаратуры на более поздних этапах проектирования.

При проектировании системы управления цехом или производственным участком в приборный состав системы управления входят:

• измерительные средства (датчики);

• средства контроля (как операционного, так и выходного), включая контрольно-измерительные машины (КИМ);

• устройства ЧПУ;

• УВМ верхних уровней, локально-вычислительные сети и аппаратура каналов передачи данных и связи с объектом управления;

• промышленные системы автоматического управления роботами и РТК;

• программируемые контроллеры для реализации систем программно-логического управления и другие.

Уточнение приборного состава системы управления позволяет конкретизировать задачи проектирования всех подразделений и определить сроки выполнения проектных работ. Наряду с этим производится детальный анализ характеристик технических средств и их оптимизация, уточняется и по возможности сокращается номенклатура элементов системы.

Для получения более достоверной информации о системе управления и ее составляющих на этапе эскизного проектирования проводят работы по математическому и по возможности физическому моделированию, при этом исследуют модели как отдельных элементов, так и системы управления в целом.

На этапе эскизного проектирования разрабатывается и выпускается эскизная и техническая документация, включающая в себя схемную, программную, конструкторскую, монтажную, технологическую и текстовую документацию. Эскизная документация относится к документации временного характера и предназначена для разового использования. На основе данной документации изготовляются:

• экспериментальные и лабораторные образцы как отдельных составляющих (компонентов) систем, так и системы управления в целом;

• создаются специальные комплексные стенды, на которых собираются все составляющие части системы (т. е. источники питания, вспомогательная аппаратура контроля параметров системы в процессе испытаний, а также обработки информации);

• создаются частные стенды (при необходимости) для автономной отработки особенно ответственных подсистем.

Одновременно с отработкой системы и ее составляющих осуществляется отработка (изменение) технической документации, которая проводится в несколько этапов:

• по результатам изготовления экспериментальных образцов устраняются ошибки и неувязки в схемной, программной, конструкторской, монтажной, технологической и текстовой документации, в частности методы регулировки и настройки, а также нормы и допуски на выходные и промежуточные параметры;

• по результатам автономных испытаний отдельных составляющих и системы управления в целом вносятся изменения (коррекции) практически во все виды документации;

• по результатам приемосдаточных испытаний обычно уточняется текстовая документация – величины выходных параметров и нормы на них.

На этапе эскизного проектирования системы управления производственным участком и цехом особенно важны отработка и коррекция управляющих программ систем числового программного управления и систем управления промышленными роботами и роботизированными технологическими комплексами, а также программного обеспечения, реализующего алгоритмы обработки и обеспечения достоверной информации и выработки управляющих воздействий.

Этап эскизного проектирования завершается выпуском эскизного проекта в соответствии с ГОСТ 2.119–73, куда входят:

• пояснительная записка с изложением теоретических предпосылок, расчетов, материалов моделирования и экспериментальных исследований, анализа полученных результатов;

• эскизная техническая документация, заключение о соответствии полученных результатов требованиям технического задания.