1. По каким признакам разделяют дискретные и непрерывные производства?

С позиции автоматизации различают два типа производства: непрерывное и дискретное. К непрерывным относят производства, в которых требуется регулировать расход, давление, температуру, напряжение, перемещение подвижных элементов и прочие величины во всем диапазоне их изменений. Это разнообразные химические реакторы, процессы приготовления пищевых продуктов, металлургия, снабжение теплом, водой и электроэнергией. К дискретным относят производства с конечным числом состояний переменных, например с включением и отключением клапанов, задвижек, пускателей по сигналам двухпозиционных датчиков.

В непрерывных производствах занято мало людей, поэтому за счет автоматизации можно снизить затраты материалов и энергии или стабилизировать технологический процесс, исключив его зависимость от субъективных факторов. Для управления таким производством требуется согласование динамических характеристик объекта управления и системы автоматического регулирования во всем интервале изменения регулируемых величин.

Автоматизация дискретного производства развита меньше вследствие большого разнообразия изделий и операций, повышенных требований к точности операций. Здесь занято множество рабочих ручного труда. Для дискретного производства может быть огромное число вариантов автоматизации, отличающихся последовательностью операций, затратами и эффективностью. Их сопоставление требует формального описания алгоритмов управления оборудованием и разработки моделей организации производства. В последнее время методы автоматизации дискретного производства все чаще применяют к автоматизации непрерывного производства.

5. Разделите задачи уровней автоматизации на примере производства

Структура компьютерно-интегрированного производства состоит из 5 уровней, обменивающихся информацией в режиме реального времени (рис.1):

Рис. 1. Уровни автоматизации компьютерно-интегрированного производства

- I/O (Input / Output) - устройства связи с датчиками и исполнительными устройствами на единицах технологического оборудования, обеспечивающие нормализацию, входных (Input) и выходных (Output) сигналов перед вводом в устройство управления и выводом из него;

- Control - распределенные перепрограммируемые устройства управления дискретными и непрерывными процессами, встроенные в единицы технологического оборудования;

- SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - обобщенный контроль за ходом производства в целом и приобретение данных для изменения программы выпуска;

- MES (Manufacturing Execution System) - система оперативного контроля исполнения производственных заданий;

- MRP (Manufacturing Resources Planning) - система планирования производства с целью получения наибольшей прибыли.

Уровни I/O и Сontrol обеспечивают управление единицами технологического оборудования. Управление может быть дискретным или непрерывным. К дискретным процессам управления относят процессы, у которых каждый из множества входов и выходов может принимать одно из двух состояний ("да", "нет"). Задача управления заключается в принятии решения по переключению механизма для возникшей совокупности состояний датчиков. К непрерывным процессам управления относят процессы, у которых вход и выход имеют множество состояний. Задача управления заключается в поддержании заданной температуры при случайных изменениях внешней температуры.

Уровень SCADA предназначен для решения задач:

- визуализация хода производства;

- приобретение данных для контроля выполнении задания, оценки себестоимости, суммирования времени работы единицы оборудования, контроля расхода материалов;

- архивация технологических параметров;

- распознавание предаварийных ситуаций;

- формирование рекомендаций диспетчеру для аварии.

На уровне MES данные, полученные с уровня SCADA, используют для оценки себестоимости каждого вида продукции, анализа использования единиц оборудования, перераспределения технологических маршрутов, оптимизации производства, сокращения издержек, планирования ресурсов производства для выполнения нового заказа, перераспределения сырья и комплектующих между участками производства, технического обслуживания в зависимости от времени работы единиц оборудования, повышения качества продукции.

Верхний уровень MRP предназначен для обеспечения прибыльности производства в условиях изменяющегося спроса. Здесь менеджеры анализируют ценовую политику конкурентов и себестоимость собственной продукции, формируют наиболее прибыльную производственную программу, планируют замену оборудования и поставки материалов.

Все уровни компьютерно-интегрированного производства через промышленные шины обмениваются информацией в режиме реального времени