Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматизация управления качеством тонколистового проката. Автоматизация управления свойствами тонколистового проката. Книга 1. Учебное пособие
.pdf
Рис. 1.3. Структурная схема АСУК ЛПЦ:
21
Экспериментальное
бюро
Рис. 1.4. Организационно-технологическая схема АСУК ЛПЦ:
ТрУ – травильный участок, ПрУ – прокатный участок,
ТеУ – термический участок, УОМ – участок отделки металла,
остальные обозначения в тексте;
- сервер; - ПЭВМ, - промышленный компьютер
22
При разработке системы необходимо учитывать время прохождения
металла по агрегатам цеха и величину промежутков времени, в течение
которых можно эффективно воздействовать на процесс обработки порции
металла с целью получения заданных показателей качества готовой
продукции.
1.3 Основные этапы создания автоматизированных систем управления
качеством продукции листопрокатного цеха
Процесс создания АСУК представляет собой комплекс объединенных в
отдельные этапы работ, необходимых и достаточных для того, чтобы
созданная АСУК соответствовала заданным требованиям [8]. Ее разработчик
может выполнять этапы, связанные с исследованием, проектированием,
строительством, монтажом и наладкой. Если АСУК создается на базе
существующей системы автоматизации, то отдельные этапы могут быть
исключены из стандартного (регламентированного) перечня [8].
Учитывая специфику системы, которая, выполняя общепринятые
функции управления качеством [6,7,9-12 и др.], одновременно попадает под
понятие “автоматизированная система”, целесообразно внести изменения как
в порядок проведения работ по ее созданию [8], так и в схему основных этапов
НИР по построению АСУК, представленную в работе [7].
Процесс создания АСУК можно изобразить в виде отдельных
взаимосвязанных блоков, представляющих определенные этапы всех
необходимых работ (см. рис. 1.5).
Отметим, что приведенную схему необходимо использовать при
разработке и построении каждой подсистемы АСУК (см. рис.1.2).
Далее раскроем содержание работ, проводимых на каждом из этапов.
Этап 1. Основное требование к АСУК ЛПЦ – обеспечить заданный
уровень качества всех видов продукции при минимальных затратах.
Дополнительные требования: обеспечение взаимодействия и
согласованности (не конфликтности) в работе со всеми АСУ на различных
23
иерархических уровнях автоматизации; облегчение труда работников;
минимализация вероятности отказов и т.п.
Этап 2. На этом этапе на основе имеющихся знаний (информация из
научно-технической литературы, патентов и т.п.) выделяются
технологические переделы, агрегаты, участки, установки и т.д., оказывающие
наибольшее влияние на формирование показателей качества продукции цеха.
Из множества технологических факторов выбираются те, которые
подчиняются управлению, и из них, в соответствии с принципом Парето [2,6],
формируется вектор управляющих величин (воздействий).
Этап 3. Научно-исследовательские работы проводятся с целью уточнения
результатов, полученных на этапе 2, и получения количественных оценок
степени влияния различных технологических факторов, в том числе и
управляющих воздействий, на отдельные показатели качества продукции
цеха. Результаты НИР используются на последующих этапах при разработке
всех видов обеспечения АСУК. Кроме того, определяются законы
распределения различных величин, их изменение и дрейф во времени и
пространстве, выделяются тренды, строятся автокорреляционные и
взаимокорреляционные функции, другими словами проводятся обработка и
анализ данных исследований с помощью методов математической статистики,
теории случайных процессов, теории планирования эксперимента,
экспериментального и системного анализа и др.
Этап 4. Техническое задание (ТЗ) является основным документом, в
котором формируются требования и порядок создания автоматизированной
системы (АС) [16].
24
4
5
6
3
2
1
Формирование требований к АСУК ЛПЦ
Выделение объекта управления
Изучение объекта. Проведение необходимых
научно-исследовательских работ
Разработка, согласование и утверждение
технического задания на создание АСУК
Разработка документации по общесистемным решениям
Разработка схемы
функциональной структуры
АСУК
Описание
автоматизированных функций
Разработка паспорта и
формуляра
Общее описание системы
Разработка программы и методики испытаний АСУК
Разработка документации по организационному
обеспечению АСУК
Описание организационной
структуры системы
Разработка технологической инструкции
и руководства пользователя
Описание технологического процесса обработки
данных
1 2
4 5 6
Разработка, согласование и утверждение
технорабочего проекта на АСУК
Рис. 1.5 Основные этапы создания АСУК ЛПЦ (см. также с.27 и 28)
25
4 5 6
6
1
1 2
Разработка документации по техническому обеспечению АСУК
Разработка схемы автоматизации
Разработка структурной схемы и
описание комплекса технических средств
Чертежи общего вида и
установка технических средств
Составление спецификации требований
КТС
Инструкция по эксплуатации КТС
Разработка документации по информационному обеспечению АСУК
Перечень входных сигналов и
данных
Перечень выходных сигналов и
данных
Описание информационного
обеспечения системы
Описание массива информации
Составление инструкции по формированию
и ведению базы данных
Разработка документации по программному обеспечению АСУК
Описание программного
обеспечения системы
Описание операционной системы
АСУК
Рис. 1.5. Продолжение
26
6
Разработка документации по математическому
обеспечению АСУК
Описание алгоритма
Математическое описание:
математические модели процессов
(объектов)
Используемая информация
Алгоритм решения
Ввод в действие АСУК
Проведение предварительных испытаний системы
Проведение автономных испытаний
Проведение комплексных испытаний
Опытная эксплуатация АСУК
Проведение приемочных испытаний
Оформление и утверждение акта о приемке АСУК в
постоянную эксплуатацию
Рис. 1.5. Окончание
1
27
ТЗ содержит девять отдельных разделов, которые включают
соответственно общие сведения о системе, назначение и цели ее создания,
подробное описание требований ко всем видам обеспечения:
информационному; математическому; программному; лингвистическому;
техническому; метрологическому; организационному и др., состав и
конкретное содержание необходимых работ, порядок подготовки системы к
вводу в действие, требования к составлению документов и источники
разработки. Каждый раздел состоит из подразделов, в которых указывают
перечень и содержание информации, необходимой и достаточной для
разработки и ввода в действие АС [16]. При создании АСУК техническое
задание целесообразно разрабатывать для каждой отдельной подсистемы.
Не будем останавливаться на описании содержания работ, проводимых на
всех последующих этапах, потому что со сведениями, представленными в
документации, разрабатываемой на этих этапах, при необходимости можно
подробно ознакомиться в стандарте [13].
Следует только отметить, что при создании АСУК необязательно
использовать весь пакет документации [13], а осуществлять выбор в
соответствии с «необходимой достаточностью» для обеспечения надежной и
эффективной работы как каждой подсистемы в отдельности, так и всей АСУК
в целом.
При описании подсистем АСУК особое внимание уделено назначению,
функциональной структуре и математическому описанию, которые на наш
взгляд являются наиболее значимыми и важными отличительными чертами,
позволяющими оценить их специфику и особенности.
28
ГЛАВА 2 ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ И
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ТОНКОЛИСТОВОГО ПРОКАТА
*
2.1. Назначение, цели создания и функциональная структура подсистемы
Назначение
Подсистема управления механическими и электромагнитными (для
электротехнических сталей) свойствами ПУМЭМС (далее для упрощения
употребляется термин «свойства») тонколистового проката предназначена:
- для поиска и выбора в режиме off–line оптимальных вариантов
(сочетаний) технологических режимов обработки металла на агрегатах ЛПЦ и
их коррекции в режиме on–line, обеспечивающих производство продукции с
заданными характеристиками (регламентированными и вспомогательными)
свойств;
- для оценки и контроля распределения свойств по ширине и длине полос,
обеспечивающих объективную и достоверную аттестацию продукции ЛПЦ;
- для прогнозирования характеристик свойств в процессе производства,
реализующего возможность своевременного переназначения заданного вида
продукции.
Цели создания подсистемы:
- повышение уровня свойств для всех видов продукции ЛПЦ;
- создание организационной основы для автоматизации аттестации и
окончательного назначения заданий порции определенного вида продукции;
- оценка и контроль свойств металла в потоке производства;
- сбор, накопление и хранение информации об изменении свойств по
длине и ширине полос для всех видов продукции ЛПЦ.
Функциональная структура ПУМЭМС
Подсистема управления свойствами включает четыре отдельных
взаимосвязанных вычислительных модуля, реализующих определенные
функции.
* Глава написана при участии Дегтева С.С.
29
Каждый модуль представляет прикладную программу, состоящую из
нескольких подпрограмм, с помощью которых решается набор
специализированных задач.
В свою очередь каждая подпрограмма состоит из отдельных блоков, в
которых функционально объединены различные логические и вычислительные
процедуры (операции), необходимые для решения этих задач (см. рис. 2.1).
Модуль 1 анализа данных измерений выполняет следующие функции:
- построение эмпирических распределений задаваемых характеристик
свойств и сравнение их с теоретическими распределениями (блок 1.1);
- построение эмпирических распределений технологических факторов и
сравнение их с теоретическими (блок 1.2);
- проверка наличия взаимосвязей между характеристиками свойств (блок
1.3);
- проверка наличия и оценка взаимосвязей между технологическими
факторами, определяющими режимы обработки металла и оказывающими
влияние на свойства (блок 1.4);
- проверка степени изменчивости во времени (по длине полос)
технологических факторов и характеристик свойств (данные экспериментов), в
том числе, проверка стационарности, периодичности, выделение закономерных
трендов и пр. (блок 1.5);
- построение автокорреляционных и взаимокорреляционных функций [17]
(блок 1.6).
Модуль 2 прогнозирования свойств предназначен для решения следующих
функциональных задач:
- расчет характеристик свойств по мере прохождения металла по
технологической линии (блок 2.1);
- сравнение расчетных значений характеристик свойств с заданными
(требуемыми по стандарту) (блок 2.2);
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]