Соломонцев Ю.М. Теория автоматического управления

вливаются приоритеты запросов абонентов. Указанной системой приоритетов определяется дисциплина очереди при решении любых задач управления.

Автоматическое распределение машинного времени открыло новые пути использования ЭВМ; позволяет абоненту вести непрерывный диалог с машиной; дает возможность нескольким абонентам «беседовать» друг с другом при посредничестве ЭВМ, использующей большой запас сведений, хранящихся в ее памяти, и высокую степень выполненияарифметическихи логических операций.

Реализация целей в конкретных АСУ ТП достигается выпол-

нением в них определенной последовательности операций и вычислительных процедур, в значительной степени типовых по своему

составу и потому объединяемых в комплекс типовых функций АСУ ТП (рис. 5.9).

Функции АСУ ТП подразделяют на управляющие, информационные и вспомогательные управляющие. Это функции, результатом которых является выработка и реализация управляющих воздействий на технологический объект управления. К управляющим функциям АСУ ТП относят регулирование (стабилизацию) отдельных технологических переменных, логическое управление операциями или аппаратами, программное логическое управление группой оборудования, оптимальное управление установившимися или переходными режимами или отдельными стадиями процесса, адаптивное управление объектов в целом, например управление участком станков с ЧПУ, оперативная коррекция суточных и сменных плановых заданий и др.

Информационные функции АСУ ТП — это функции системы, содержанием которых является сбор, обработка и представление информации для последующей обработки. К информационным функциям АСУ ТП относят централизованный контроль и измерение технологических параметров, косвенное измерение, вычисление параметров процесса (технико-экономических,внутренних

221

переменных), формирование и выдача текущих и обобщающих технологических и экономических показателей оперативному персоналу АСУ ТП, подготовка и передача информации в смежные системы управления, обобщенная оценка и проверка состояния ГПС и его оборудования.

Вспомогательные функции состоят в обеспечении контроля за состоянием функционирования технических и программных средств системы.

АСУ ТП как компонент общей системы управления промышленным предприятием предназначена для целенаправленного ведения технологических процессов и обеспечения смежных и вышестоящих систем управления оперативной и достоверной технико-экономической информацией. АСУ ТП, созданные для объектов основного и вспомогательного производства, представляют низовой уровень АСУП.

Взаимосвязь технологии и систем управления

Каждый этап развития технических средств машиностроительного производства характеризуется определенным уровнем развития технологии. В свою очередь, каждый уровень развития технологии определяет соответствующий уровень автоматизации технологических и производственных процессов, реализуемых системой управления.

Соответствие уровней автоматизации технологических и производственных процессов и системы управления характеризуется критериями: технологическими (например, точность обработки, концентрация операций, загрузка оборудования), технико-эконо- мическими (например, производительность, трудоемкость, себестоимость), управленческими и др.

На основе логического анализа содержимого строк и столбцов в табл. 5.1 оценим качественную взаимосвязь этапов развития технологии и систем управления технологическими и производственными процессами.

Все исторически возникшие функции человека в трудовом процессе можно разделить на два больших класса. 1. Класс механических (преимущественно исполнительских) функций: непосредственная обработка заготовки, управление орудием труда,машинные функции (подача предметов труда в механизм, снятие изделия, транспортирование, включение и выключение механизма и др.). 2. Класс умственных (в том числе управленческих) функций: постановка цели, технологический контроль, наблюдение, программирование, вычислительно-логические функции, поисковые функции технологического процесса (поиск неисправности, поиск наилучшего выполнения задачи), инженерно-конструкторские функции,

организаторская деятельность и др.

В результате анализа с учетом вышеупомянутых критериев (технологических, управленческих и экономических) получены возможные сочетания технологических процессов и систем управ-

222

ления, которые можно разделить на три области. Средняя область характеризует тенденцию значительного взаимного соответствия уровней развития технологии и систем управления технологическими процессами. В двух других областях это соответствие практически отсутствует. Для них характерны определенные ограничения, накладываемые на систему управления технологией и экономической целесообразностью и, наоборот, накладываемые системой управления на технологический метод.

Очевидно, при определении наиболее целесообразного технологического метода решающими факторами для его рентабельности является не только применяемая технология, но также и то, чтобы с использованием оптимальных условий работы были полностью исчерпаны и возможности данного технологического метода. Например, адаптивные системы обеспечивают возможность такой оптимизации ведения режима.

На основе проведенного анализа взаимосвязи этапов развития технологии и систем управления можно выявить качественные изменения в содержании выполняемых функций технологического процесса и вызываемые ими изменения в структуре оперативного управления этим процессом. Для этого сформулируем перечень основных функций, имеющих место при протекании производственного процесса механической обработки (табл. 5.2), объединив их с видами используемых технических средств, характеризующих • способы выполнения этих функций. Функции разделим на три взаимосвязанные между собой группы: обеспечение ресурсами, выполнение процесса обработки, выполнение процесса обслужи-

передачи информации и образующих вместе единое целое. При этом на время отвлекаемся от воздействия «внешней среды», которая существенно влияет на выполняемые функции.

При выполнении технологической операции с применением простого инструмента можно выделить восемь функций материального процесса и три управленческие функции, связанные в основном с контролем. Контролируется как выполнение процесса обработки, так и его обслуживание и обеспечение заготовками, инструментом.

Если на рабочем месте все эти функции выполняет один рабочий, то их взаимное согласование осуществляется без вмешательства извне. При разделении функций на функции непосредственного выполнения операций и функции технического ухода, наладки, ремонта между разными исполнителями возникает необходимость согласования их выполнения. Так, форма построения производственного процесса оказывает непосредственное влияние на организацию оперативного управления производственным процессом. Взаимное согласование операций производственного про-

223

о помощью циклов непосредственного оперативного управления на участке, в цехе. Если считать управленческие функции, выполняемые на рабочем месте, I уровнем управления (левые части схем в табл. 5.2), то функции по оперативному управлению тех-

224

г я

ИЕ

>- автоматизированный поток;' --^-ручной (неавтонатизированный) поток; ф—человек; I- управление на рабочем «коте, U-управление группой технотыческаеа

оборудования

обслуживанию (планирование, учет, контроль и регулирование). По мере усовершенствования используемых машин и технологических процессов цикл усложняется, так как сама техника предъявляет больше требований к количеству и качеству выполняемых функций. При этом человек не только передает свои функции технике, но и принимаетна себя все,больше функций контроля и регулирования, т. е. управленческих. Так, при использовании универ-

+ Фу = 13 + 6 = 19, Фц = Ф, = 12). Причем учетная функция

225

Обеспечение ресурсами; хгатовкани и материалани

инструментом

приспособлениями

энергией

оборудованием

2*7

Таким образом, в связи с развитием технологии, усложнением технологических процессов и увеличением капитальных затрат на оборудование в серийном машиностроенииповышаются требования к эффективности и точности функционирования,а также согласо-

ванности всех элементов производственной системы, т. е. необходима комплексная система управления, органически базирую-

блоки и вся машинная система охвачены обратными связями. На

II уровне с помощью ЭВМ решается полный комплекс задач оперативного управления всем комплексом оборудования. Здесь оперативный график работы оборудования является, по существу, маршрутной технологией выполнения операций обработки, конт-

лением, и являющегося составной частью АСУ, что повышает гиб-

кость производства.

Стремительный рост сложности и многообразия производственных систем в целом и ее отдельных подсистем и элементов существенно затрудняет участие человека в подобных системах. В этих

В автоматизированном производстве из этой цепи исключены рабочий и станок с ручным управлением; вместо них работает станок с ЧПУ в цепи «технолог—технологическая документация—управ- ляющая программа—станок с ЧПУ». Уровень проработки технологом информации существенно меняется, так как в технологической документации должна быть указана не только стратегия,

229