104 Перечислите типовые задачи управления в производственном процессе.
Производственный процесс (пп) как объект управления
ПП на машиностроительном предприятии может состоять из технологических операций непрерывных, например химических производств, и дискретных, например в машиностроении, приборостроении и др. Так, технологический процесс механической обработки на станке является дискретным. Однако, отдельная операция на интервале одного рабочего хода и управления параметрами сил, режимов резания и др. можнет рассматриваться как непрерывная и управление осуществляется в контуре автоматического управления.
Деление производственного процесса на фазы позволяет разрабатывать систему управления для фаз производства, так как каждая фаза имеет свои особенности независимо от конкретного вида изготовляемой продукции, локализована по месту и времени выполнения и является законченной частью производственного процесса. Конкретный вид изготовляемой продукции определяет состав технологических процессов различных типов для каждой фазы производства, что влияет на выбор схемы системы управления с учетом достигнутого уровня автоматизации производства.
Структуру производственного процесса машиностроительного производства представим в.виде совокупности типовых задач управления независимо от типа и фазы производства.
Основные типовые задачи управления пп
Первая группа задач связана с управлением процессами, в основе которых лежат изменения физико-химических свойств или геометрических размеров изделий, материалов или сырья, контроль за состоянием режущего инструмента и др. Характерной особенностью этой группы задач является необходимость решения их в реальном масштабе времени. Сюда входят механическая, термическая, гальванопокрытия и другие виды обработки - имеем дело с управляемым технологическим процессом.
Управляемый технологический процесс – процесс, для которого определены основные входные (управляющие, управляемые и неуправляемые) воздействия и выходные переменные процесса, которые необходимо контролировать в реальном времени; установлены зависимости между входными воздействиями и выходными переменными (математические модели); разработаны методы их автоматического измерения и направленного изменения. В большинстве технологических процессов машиностроения приходится измерять такие величины, как температура, давление, время, сила электрического тока, напряжение и т.п.
Вторая группа задач связана с управлением технологическим оборудованием, которое обеспечивает протекание процесса в требуемом режиме. Управляемый технологический процесс не может протекать вне и независимо от некоторой технической системы, обеспечивающей условия протекания процесса и способы воздействия на него. В этом смысле собственно процесс и технические средства, обеспечивающие его протекание, рассматриваются совместно. Однако при решении задач управления в ряде случаев удобнее разделять общую задачу на составные части и для каждой подзадачи выбирать свой способ решения. Обычно управление процессом осуществляется подачей на органы управления технологическим оборудованием команд в соответствующие моменты времени. Оборудование может работать в автоматическом режиме, формируя необходимые воздействия на процесс по жесткой программе.
Для повышения качества управления в систему вводят обратную связь, позволяющую получить информацию о выполнении команд управления, и систему измерений реальных условий протекания процесса для обеспечения адаптивного управления технологическими процессами. Технологическое оборудование с ЧПУ позволяет обеспечить гибкость производства за счет быстрой перестройки режимов работы, а введение контуров обратной связи и адаптации в системе управления – повышение эффективности работы оборудования. Время реакции – секунды.
Третий класс задач включает вопросы автоматизации процессов управления технологическим оборудованием в ходе выполнения их производственных заданий и реализуют их с помощью вспомогательного оборудования. Основной круг вопросов обслуживания сводится к решению задач по загрузке и разгрузке оборудования, смене деталей и инструмента. Техническая реализация устройств обслуживания достаточно велика: от простейших роликовых направляющих до сложных автоматических устройств, управляемых ЭВМ. Они могутбыть составной частью технологического оборудования или их поставляют самостоятельно для работы в общей технологической системе. Время реакции – до десятков секунд.
К четвертой группе задач относят автоматизацию транспортных операций. Автоматизация транспортных работ осуществляется на базе специального класса транспортных роботов и манипуляторов. С помощью этих устройств и соответствующих систем управления организуется два материальных потока: поток заготовок (деталей) и поток инструмента. Транспортными системами может управлять либо автономная система программного управления, либо подсистема оперативного управления, входящая в общую систему управления. При проектировании транспортной системы существенное значение приобретают вопросы ее оптимизации за счет выбора целесообразных маршрутов и алгоритмов управления.
Задача автоматизации складских работ имеет ряд специфических особенностей, однако в силу ряда обстоятельств ее часто решают совместно с задачей автоматизации транспортных процессов. Это объясняется тем, что эти подсистемы тесно связаны между собой в производственном процессе и наиболее приемлемые технические решения получают при совместном рассмотрении на начальном этапе проектирования, когда выбирают общую схему организации работ и формируют технические требования на отдельные устройства и подсистемы, входящие в систему транспортно-складских работ. Время реакции — десятки секунд, минуты.
Следует отметить, что такое деление производственного процесса на типовые задачи не лишено некоторой условности из-за отсутствия четких границ между задачами вследствие их некоторого взаимного пересечения.