Компьютерные технологии в машиностроении
Учебное пособие.
Содержание.
Общие принципы управления 4
Раздел 1. Автоматизированные системы управления технологическими
процессами (АСУТП)
1.1. Общие сведения о технологических процессах (ТП) 8
1.2. Схемы управления в АСУТП 17
1.3. Подготовка исходной информации в АСУТП 22
1.4. Первичная обработка данных в АСУТП 26
1.5. Вторичная обработка данных в АСУТП 30
1.6. Комплекс технических средств АСУТП 36
Раздел 2. Автоматизированные системы управления предприятиями (асуп)
2.1. Определение, состав и основные принципы АСУП 40
2.2. Подсистема технической подготовки производства 47
2.3. Подсистема оперативного управления производством 51
Раздел 3. Автоматизированные системы управления печатным процессом (асупп)
3.1. Понятие многоуровневой автоматизированной системы управления
производственным процессом 59
3.2. Специальные методы автоматизированного управления
производственным процессом 63
3.3. Архитектура микропроцессорных автоматизированных систем
управления печатью 73
3.4. Интегрированная многоуровневая система автоматизации и
управления полиграфическим производством РЕСОМ 82
3.5. Интегрированная многоуровневая система автоматизации
и управления печатным процессом фирмы Хейдельберг 95
3.6. Интегрированная многоуровневая система автоматизации
и управления печатным процессом фирмы КБА 98
3.7. Отраслевые форматы печатной продукции
CIP3 и CIP4 100
3.8. Системы централизованной настройки и управления
печатной машины 109
3.9. Системы дистанционного управления подачей
краски и приводкой 112
3.10. Системы контроля качества печатной продукции 121
3. 11. Системы автоматизированного управления натяжением бумажной ленты 128
3.12. Системы автоматизированного контроля и управления приводкой красок 137
3.13. Динамические свойства красочных аппаратов рулонных
печатных машин 146
3.14. Проблема автоматической оптимизации режимов работы офсетных рулонных печатных машин 150
Библиографический список 156
Общие принципы управления
Система и ее среда. Иерархия систем.
Анализ и моделирование систем.
Классификация систем управления.
Система представляется как множество элементов, находящихся друг к другу в определенных отношениях. Предполагается, что может существовать множество элементов за пределами системы, с которыми она взаимодействует.
Это множество принято называть внешней средой. Элементы не взаимосвязанные с системой, не являются частями ее среды. Система, не имеющая внешней среды, называется изолированной. В реальном мире не существует изолированных систем, поэтому концепция изолированности в решении конкретных проблем используется редко. Систему, у которой есть внешняя среда, называется открытой. Если объект определен как открытая система, то возникает вопрос: какие элементы включить в систему, а какие – отнести к внешней среде. Универсальных правил для решения этого вопроса не существует, т.к. конфигурация этих элементов определяется требованиями решаемой задачи, формулировку и решение которой осуществляет субъективно пользователь (разработчик, исследователь).
Действительно, один и тот же объект, например, производственный цех различными исследователями может быть представлен в виде различных систем.
Для экономиста:
цех – совокупность станков, предметов труда, финансовые потоки и т.д.;
среда – административный аппарат, склады, транспорт и т.д.
Для психолога:
цех – совокупность отдельных людей, бригад, объединенных связями психологического типа;
среда – другие цеха, семья и т.д.
Определяя объект, как систему, исследователь выделяет систему из внешней среды (очерчивает границы системы), указывает входные и выходные связи.
Субъективность конфигурации системы проявляется и в том, что одну и ту же совокупность элементов допустимо рассматривать либо как систему, либо как часть некоторой более крупной системы. Т.е. множество элементов системы можно разделить на ряд подмножеств. Часть системы, образованная из элементов подмножества, называют подсистемой.
Например, система S образована из элементов 17, которые можно разбить на подмножества A{1,2,3}, B{4,5}, C{6,7}. Очевидно, что подсистему A можно рассматривать как систему, тогда подмножества B и C рассматриваются как среда.
Если пользователя (исследователя) не интересует структура подмножеств А, В, С, то в этом случае система S упростится до трех элементов.
Существует иерархия подсистем, в которой элементами системы i-го уровня являются системы (i+1)-го уровня. Например, структура предприятия – цех – участок – бригада. Изделие – узел – подузел – деталь. Выбрав в качестве исходного уровня некоторый элемент системы, исследователь может расширять представление о системы как "вниз", так и "вверх".
Модель позволяет выделить и изучить только те свойства объекта, которые необходимы для решения проблемы, т.е. модель – не точная копия объекта, а отображение лишь определенной части его свойств. Поэтому центральной проблемой моделирования является разумное упрощение модели, т.е. выбор степени подобия модели и объекта.
Если элементы, связи системы А и системы В находятся во взаимно однозначном соответствии, то эти системы изоморфны.
Система В называется гомоморфной относительно системы А, если каждой связи и элементу системы А соответствует определенный элемент или определенная связь системы В. Следовательно, гомоморфный образ в общем случае является упрощенной моделью, частным описанием отображаемой системы. Модели делятся на физические и абстрактные. В абстрактных моделях описание объектов делается на каком-либо языке (естественный, язык схем и чертежей, математический язык).
Рассмотрим классификацию систем управления по следующим признакам:
степень автоматизации функций управления;
степень сложности;
степень определенности;
типу объекта управления.
В зависимости от степени автоматизации функций управления различают
ручное;
автоматизированное;
автоматическое управление.
Соответственно принято различать автоматизированные и автоматические системы управления.
По степени сложности системы делят на
простые;
сложные.
Сложные системы имеют следующие важные особенности:
число параметров, которыми описывается сложная система весьма велико. Многие из этих параметров не поддаются количественному описанию и измерению.
цели управления не поддаются формальному описанию без существенных упрощений.
трудно или даже не возможно дать строгое формальное описание сложной системы управления.
По степени определенности системы разделяются на:
детерминированные;
вероятностные (стохастические).
В детерминированной системе по ее предыдущему состоянию и некоторой дополнительной информации можно вполне определенно предсказать ее последующее состояние.
В вероятностной системе на основе ее предыдущего состояния и дополнительной информации можно предсказать лишь множество будущих состояний и определить вероятность каждого из них.
Примеры:
Простая детерминированная система – автопилот.
Сложная детерминированная система – ЭВМ.
Простая вероятностная система – система контроля качества продукции.
Сложная вероятностная система – производственное предприятие.
По виду объекта управления АСУ делят на:
АСУТП (технологический процесс),
АСУП (предприятие),
САПР (процесс проектирования),
АСНИ (процесс научного исследования),