2 Сопряжение эвм с объектом управления

. Сопряжение ЭВМ с объектом управления

Все технические средства контроля и управления технологическими процессами, включая ЭВМ, можно разделить по месту их расположения на две основные группы:

1) средства, которые располагаются непосредственно на технологическом оборудовании или рядом с ним;

2) средства, которые размещаются в помещениях службы контроля и управления либо рядом с ними, на удалении от оборудования технологического процесса.

К первой группе относятся датчики и исполнительные механизмы, ко второй группе — ЭВМ и электронные устройства преобразования сигналов. Связующим звеном между ними являются переходные устройства.

Тем не менее при существующем многообразии технических средств и ЭВМ система контроля и управления технологическим процессом должна представлять собой единый организм, построенный единообразно и функционирующий по общим правилам. Наиболее рациональный путь создания таких систем заключается в использовании стандартных устройств, выпускаемых промышленностью и удовлетворяющих следующим требованиям.

1. Системные требования. Должна быть предусмотрена возможность связи с широкой номенклатурой датчиков (давления от вакуума до 107 Па; температуры от -270 до 3 ООО °С; частоты вращения от 10 до 300 000 об/мин и т.д.) и исполнительных механизмов (электродвигатели постоянного и переменного тока, электроклапана, пускатели, электромагниты и реле с напряжением от 12 до 380 В и т.д.).

2. Требования к соединению с ЭВМ. Они связаны с удобством подключения технических средств к ЭВМ, обмена сигналами с ЭВМ, помехозащищенностью каналов связи с ЭВМ и т.д.

3. Конструктивные требования. Они связаны с созданием удобной для эксплуатации конструкции технических средств АСУ.

Организация связи технических средств системы контроля и управления с ЭВМ называется сопряжением ЭВМ с технологическим процессом.

Перечисленные ранее требования удовлетворяются при использовании магистрально-модульного принципа построения электронных средств АСУ.

Согласно этому принципу каждое из электронных устройств (усилители, АЦП, ЦАП, входные и выходные регистры, в том числе силовые устройства для управления исполнительными механизмами) или группа однотипных устройств представляет собой отдельный унифицированный модуль со своими входными и выходными разъемами. Это может быть отдельная плата, включаемая в один из свободных слотов (разъемов) промышленного ком-

Билет№15

1 Жесткие и гибкие системы

темой управления стало основой построения жестких автоматических линий, составивших первый этап автоматизации.

В такой линии станки располагаются по ходу технологического процесса и связаны между собой единой транспортной системой, позволяющей передавать заготовки от одного автомата к другому.

По характеру движения заготовок вдоль линии жесткие автоматические линии можно подразделить на три типа:

• синхронные, когда все станки работают в едином такте, а заготовки передаются от одного станка к другому с помощью жестких транспортных линий. Выход одного автомата из строя останавливает всю линию;

• асинхронные, когда все автоматы работают независимо друг от друга по времени, имея в бункере определенный запас заготовок или деталей, и обслуживаются гибкой транспортной системой. В такой системе отказ одного автомата в течение определенного времени (обычно нескольких часов) не сказывается на работе линии в целом;

• роторные, в которых детали обрабатываются в процессе их перемещения от одной роторной машины к другой.

Автоматические линии позволяют освободить рабочего от монотонного физического труда, повысить производительность, снизить себестоимость и повысить качество выпускаемой продукции.

В то же время жесткие автоматические линии работают с жесткой логикой и настроены на выпуск продукции одной номенклатуры.

Малейшие изменения в конструкции детали или технологическом процессе требуют длительной остановки оборудования, переналадки и его, и системы управления.

Новый виток развития автоматизации стал возможным после внедрения электронно-вычислительной техники, особенно управляющих ЭВМ. Это, в свою очередь, способствовало созданию оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ).

Все технологические операции по изготовлению детали на станке сводятся к перемещению рабочих органов на определенное расстояние, в определенном направлении и с определенной скоростью.

Это значит, что каждый шаг при обработке детали можно закодировать и выразить все операции в виде чисел, следующих друг за другом. Если эти числа занести в память станка (на перфоленту перфокарту, магнитные носители) в виде программы (поэтому командам программа носителя сможет управлять рабочими органами станка. При этом последовательность чисел преобразуется в электрические сигналы, которые рабочие органы отрабатывают, перемещаясь с помощью нательных механизмов на определенное расстояние, с определенной скоростью и в' определенном направлении.

В сочетании с ЭВМ станки с ЧПУ обеспечивают:

• оптимальные режимы во время обработки детали;

• максимальные скорости перемещения рабочих органов во время холостого хода.

Именно внедрение оборудования, с числовым программным управлением дало возможность отказаться (за пределами массового производства) от жестких автоматических линий, направленных на выпуск изделий и продукции одной номенклатуры» и перейти к следующему уровню автоматизации.

Второй этап автоматизации — создание перепрограммируемого оборудования — позволил наладить массовый выпуск продукции широкой номенклатуры, в том числе небольшими партиями в мелкосерийном производстве. Это стало возможным благодаря появлению гибких производственных систем (ГПС) разных уровней — от групп, состоящих из нескольких единиц технологического оборудования, до полностью автоматизированных производств.

Основной единицей ГПС можно считать многооперационный станок с ЧПУ, в котором переналадка на выпуск нового изделия сводится в основном к перепрограммированию решаемых задач. Под управлением микро ЭВМ такие станки автоматически выполняют операции технологического процесса, автономно осуществляя многократные технологические циклы. Они снабжаются системами автоматического контроля и измерения параметров изделия в процессе обработки, устройствами диагностирования состояния оборудования; могут включать в себя устройства для замены технологической оснастки и т.д. Такие единицы технологического оборудования получили название гибких производственных модулей {ГПМ).

С их появлением стало возможным на одном и том же оборудовании выпускать сотни новых образцов продукции, регулярно модернизировать ее и улучшать качество.

Гибкие производственные модули могут работать не только автономно, но и во взаимодействии с другим Технологическим оборудованием. Группа ГПМ, объединенных автоматизированной транспортно-складской системой и работающих под управлением центральной ЭВМ, образует гибкую автоматизированную линию. Несколько таких линий, объединенных общей системой управления, представляют гибкий автоматизированный участок, или гибкий автоматизированный цех.

Если в общий процесс производства продукции включить и такие этапы, как автоматизированное проектирование продукции, технологии ее изготовления и технологической подготовки производства, что возможно с помощью современных ЭВМ,

лучится современное высокоэффективное гибкое автоматизированное производство (ГАП).

Гибкое автоматизированное производство обеспечивает:

• возможность быстрого изменения программы производства изделий;

• сочетание высокой производительности с малыми размерами Партий изделий и коротким периодом освоения их производства;

• резкое сокращение себестоимости продукции;

• значительное сокращение численности работающих, вплоть до внедрения безлюдных производств;

• повышение производительности труда в 2—3 раза за счет непрерывной круглосуточной и круглогодичной работы оборудования;

• повышение качества продукции.