- •6.1. Особливості будови систем
- •6.1.1. Передумови побудови структури
- •6.1.2. Будівельний склад мехатронных систем
- •6.1.3. Системний елемент мехатроники
- •6.1.4. Функції модульної станції
- •6.1.5. Зміст поєднує модульні станції в систему
- •6.1.6. Модульні станції й зворотний зв'язок
- •6.1.7. Перехід від міркування до формальної логіки
- •6.1.8. Порядок в умовних позначках і логічних вираженнях
- •6.2. Структура системи: підходи, методи й моделі
- •6.2.1. Як вибрати кращий підхід або модель для Вашого завдання
- •6.2.2. Таблиці станів і переходів, кінцевий автомат
- •6.2.3. Тимчасові й крокові діаграми або циклограми
- •6.2.4. Граф операцій
- •6.2.5. Причинно-наслідкова модель.
- •6.2.6. Мережі Петри
- •6.2.7. Функціональний план і комунікаційні мережі (мережі зв'язку)
- •6.3. Приклади й ради
- •6.3.1. Ради загального порядку
- •6.3.2. Приклад (модернізація системи)
- •6.3.3. Станція №1 (циклограма)
- •6.3.4. Станція №2 (функціональний план)
- •6.3.5. Станція №3 (причинно-наслідкова модель)
- •6.3.6. Побудова структури одного модуля
- •6.3.7. Ради приватного порядку
- •6.4. Питання для самоперевірки
- •6.5. Література до розділу 6
6.3.2. Приклад (модернізація системи)
Необхідно модернізувати лінію випуску продукції, у якій заключний етап раніше виконувався вручну. Продукція випускається 4-х типів у довільному порядку. Заключний етап - упакування й укладання 20 одиниць продукції кожного типу у свою тару. Тип тари однаковий для всієї продукції.
Додаткові дані: темп випуску, габаритні розміри продукції й тари, вага, твердість, можливість кантувати й інші.
Аналіз завдання (процесу роботи системи). Очевидно, це не розробка системи, а її модернізація. Існуючий технологічний процес зберігається незмінним, і доповнюється, після його закінчення, новим відрізком Закінчення старого процесу завершується випуском готової продукції, для ідентифікації якої в старій системі не передбачені технічні срел ства.
Поділ процесу. Стару частину процесу можна не розглядати, тому що потрібно тільки «консольне» приєднання нового відрізка. По видимому, необхідно визначити умови переходу від «старого» процесу до нової частини системи й розробити реалізацію нової частини.
На переході необхідно: визначити факт випуску одиниці продукції. У новій частині системи необхідно: визначити тип продукції, необхідним образом упакувати одиницю продукції, відповідно до типу укласти продукцію в тару.
Виділяємо три частини нової системи:
«сортування»,
«упакування»,
«укладання».
Уточнення процесу дії модульних станцій. Для виділених частин будуємо окремі модульні станції.
Станція №1 - Сортування - не має твердого алгоритму дії, робота визначається типом отриманої продукції.
Станція №2 - Упакування - має твердий алгоритм і, очевидно, відрізняється для продукції різного типу тільки різним пакувальним матеріалом.
Станція №3 - Укладання - має твердий алгоритм і відрізняється для продукції різного типу різними екземплярами тари з відповідними написами на ній.
Таким чином, маємо дві станції (друга й третя) із чітким алгоритмом дії й одну станцію (першу) без твердого алгоритму. Друга й третя станції повинні враховувати тип випускається продукции, що, а перша станція повинна цей тип визначати й передавати інформацію другої станції.
Описуємо процес дії кожної виділеної частини системи - модульної станції.
Станція №1 «Сортування». Визначає тип продукції. Початком роботи станції є поява нового екземпляра продукції на виході зі станції №0. Завершенням роботи станції є передача інформації про тип продукції на станцію №2. Можлива фізична передача екземпляра продукції на станцію №2 і інформації про її тип. Можлива передача продукції на різні робочі позиції станції №2 і тип продукції відповідає конкретній робочій позиції. У цьому випадку додаткова інформація зайва.
Припустимо, що ідентифікація типу продукції виконується на вихідній позиції станції №0, і на станцію №2 надходить тільки інформація про тип продукції. У такому варіанті станція №1 розташовується на вихідній позиції станції №0 і в її функції не входить зміна положення або транспортування продукції. Станція №1 тільки визначає тип екземпляра, що надійшов, продукції й передає інформацію про цей тип на станцію №2. Становимо вихідний варіант послідовності дій станції №1.
Перша дія - ідентифікація факту появи готової продукції від станції №0 - «старої системи».
Друга дія - визначення типу продукції.
Третя дія - запам'ятовування типу продукції.
Четверта дія - завершення визначення типу продукції.
П'ята дія - передача інформації про тип продукції на станцію №2.
Шоста дія - переклад всіх виконавчих пристроїв станції №1 у вихідний стан для можливості ідентифікації наступного екземпляра продукції.
Сьома дія - передача інформації про завершення роботи на станцію №0.
Як бачимо, станція №1, на перший погляд не мав чіткої послідовності дій, повинна виконувати послідовний алгоритм роботи. Попередньо, алгоритм складається з 7 кроків. Його зручно описати циклограмою або графом. Зупинимося на варіанті циклограми.
Модульна станція №2 «Упакування». Здійснює впакування продукції відповідно до заданого типу. Початком роботи станції є надходження інформації про тип продукції на виході зі станції №0. Завершенням роботи станції є передача на вихідну позицію готової до укладання продукції й передача інформації про її тип на станцію №3. Варіант діалогу між станціями при передачі продукції може бути й іншим. Наприклад, станція №3 передає інформацію про готовність на станцію №2. І тільки після цього станція №2 передає естафету роботи або виконує вивантаження продукції на станцію №3. У цьому випадку додаткова передача інформації є надлишковою. Становимо вихідний варіант послідовності дій станції №2.
Перша дія - завантаження продукції на станцію №2.
Друга дія - підготовка пакувального матеріалу відповідно до типу продукції.
Третя дія - упакування продукції.
Четверта дія - передача продукції на вихідну позицію.
П'ята дія - передача інформації про тип продукції на станцію №3.
Шоста дія - переклад всіх виконавчих пристроїв станції №2 у вихідний стан для можливості впакування наступного екземпляра продукції.
Сьома дія - передача інформації про завершення роботи на станцію № 1.
Як бачимо, станція №2, на перший погляд имевшая чітку послідовність дій, повинна виконувати саме послідовний алгоритм роботи. Попередньо, алгоритм складається з 7 кроків. Його зручно описати циклограмою, функціональним планом або графом. Зупинимося на варіанті функціонального плану.
Модульна станція №3 «Укладання». Здійснює укладання 20 екземплярів продукції в тару відповідно до її типу. Початком роботи станції є надходження екземпляра продукції й інформації про її тип на вихідну позицію станції №2. Завершенням роботи станції є покладений у тару екземпляр продукції. Виберемо варіант вказівки типу продукції наявністю чотирьох вихідних позицій станції №2. Тоді, станція №3, одержавши інформацію про готову продукцію, по черзі «проходить» вихідні позиції станції №2. Позиція, на якій виявлений екземпляр продукції, указує на її тип і на подальше переміщення продукції до відповідної тари. Для цього може бути застосований маніпулятор, кількість позицій якого при завантаженні відповідає кількості типів продукції - тобто чотирьом. Зафіксувавши позицію завантаження, він цим фактом визначає й позицію вивантаження, на яку й передається поточний екземпляр продукції. Становимо вихідний варіант послідовності дій станції №3.
Перша дія - виявлення сигналу про продукцію на вхідній позиції станції №2.
Друга дія - визначення типу продукції.
Третя дія - завантаження продукції на станцію №3.
Четверта дія - переміщення продукції до тари.
П'ята дія - вивантаження продукції в тару.
Шоста дія - переклад виконавчих пристроїв станції №3 у вихідний стан для можливості укладання наступного екземпляра продукції.
Сьома дія - передача інформації про завершення роботи на станцію №2.
Як бачимо, станція №3 повинна виконувати послідовний алгоритм роботи. Попередньо, алгоритм складається з 7 кроків. Але в ньому не врахована комплектація 20-і екземплярів продукції в тару. Це питання можна розглядати й у контексті побудови станції й при виділенні основних функцій модуля №3. Зупинимося на варіанті введення «лічильника» у внутрішню структуру. Тоді модуль зручно описувати мережею або графом. Зупинимося на варіанті графа.
Хоча в укрупненому плані вся робота системи з'являється цілком певної, є й ряд деталей, які виявляються поза увагою розроблювача на цьому етапі побудови системи. До таким ставляться: вибір типу діалогу між станціями при переході активної фази, оцінка стану станцій і їхнього встаткування по сигналах сенсорів, сполучення циклічних і умовно нециклічних функцій в одному алгоритмі роботи системи й інші. Деякі з таких питань проявляються при побудові моделей і при переході до засобів реалізації. Будуємо моделі частин і системи.
