5. Автоматизированное управление технологическими и производственными процессами

5.1. Создание систем организационно-технологического управле­ния

производством продукции в машиностроении

Производственный процесс на машиностроительном предприя­тии мо-жет состоять из технологических операций непрерывных, характерных для химических производств, и дискретных, чаще распространенных в маши­ностроении, приборостроении и др. Однако при всем многообразии техно-логических процессов, встречающихся в машиностроении, боль­шинство из них можно отнести в первом приближении к категории непрерывных на отрезке времени «контроль – управление». Так, техноло­гический процесс механической обработки на станке является дискретным. Вместе с тем, ес-ли рассматривать отдельную операцию (например фрезеро­вание), то на интервале времени фрезерования (одного рабочего хода) и управления па-раметрами сил, режимов резания и другими процесс можно рас­сматривать как непрерывный и управле­ние осуществлять в контуре авто­матического управления или регулирования. Тот или иной тип техно­логического про-цесса определяет способ управления как основными, так и вспомогатель-ными операциями и процессами объекта управления, возмож­ную полноту автоматизации технологического процесса.

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 про-дукции оп­ределяет состав технологических процессов различных типов (дискретный, непрерывный и др.) для каждой фазы производства, что вли-яет на выбор той или иной схемы системы управления с учетом достигну-того уровня авто­матизации производства.

106

В современном машиностроительном производстве наряду с совершен-ство­ванием технологических процессов, энерговоору­женностью и осна-щенно­стью механизмами все большее значение начинают приобретать во-просы ор­ганизации производства, при­нятия решений на основе информа-ции о его функционировании на всех уровнях.

Структуру производственного процесса машиностроительного произ-водства представим в виде совокупности типовых задач управления неза-ви­симо от типа и фазы производства (рис. 69). Первая группа задач связана с управлением процессами, в основе которых лежат изменения физико-хи-ми­ческих 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 ре-аль­ном масштабе времени. Сюда, как правило, входят меха­ническая, тер-миче­ская и другие виды обработки, гальванопокрытия и т.п.

Error: Reference source not found

Рис. 69. Основные типовые задачи управления производственным процессом

107

В данном случае имеем дело с управляемым технологическим процес­сом, так как для него определены основные входные (управляющие, управ­ляемые и неуправляемые) воздействия и выходные переменные процесса, а также известны зависимости между входными и выходными параметрами.

Автоматизированное управление осуществляется по определенным принципам, в основе которых заложено деление всевозможных задач на группы.

К первой группе относятся задачи управления, связанные с необходимо­стью регулирования и поддержания параметров процесса в соответствии с заданными требованиями с помощью локальных контуров автоматическо-го или программного управления. Как правило, это управление в реальном ре­жиме времени технологическими процессами, рассмотренное в разд. 3.

Вторая группа задач – это управление технологическим оборудовани-ем, рассматриваемое совместно с технологическим процессом.

Оборудование может работать по жесткой программе, но стремление к обеспечению гибкости технологического оборудования привело к созда-нию переналаживаемых технологических систем, работающих от внешней про­граммы. Для обеспечения адаптивного управления, в систему вводят обрат­ную связь.

Третью группу составляют задачи управления вспомогательным обору­дованием. Такое оборудование обеспечивает непрерывную работу основ-ного технологического оборудования. Это, как показано в разд. 4, автома-тиче­ская загрузка – разгрузка, подача заготовок, смена инструмента. Вспо-мога­тельное оборудование может работать самостоятельно или быть сос-тавной частью технологического оборудования. Использование накопи-телей (см. рис. 3, 4) позволяет время реакции системы управления увели-чить до нескольких десят­ков секунд.

Четвертую группу составляют задачи управления транспортными опе-рациями, включая и операции, выполняемые транспортными роботами и ма­нипуляторами. При проектировании транспортных систем существенное зна­чение приобретают вопросы оптимизации маршрутов и алгоритмов уп-равле­ния.

Различают также задачи управления складскими работами, которые рас­сматриваются совместно с транспортными процессами.

При всей условности деления задач на группы изучение фаз произ-водст­венного процесса и анализ всех технологических процессов каждой фазы позволяют определить способ управления каждым отдельным про-

108

цессом, а в последующем объединить отдельные подсистемы в единую систему управ­ления.