Типовые задачи управления производством

Структуру производственного процесса машиностроительного производства можно представить в виде совокупности типовых задач управления независимо от типа и фазы производства (рис.10.1),

Первая группа задач связана с управлением процессами, в основе которых лежат изменения физико-химических свойств или геометрических размеров изделий, материалов или сырья, контроль за состоянием режущего инструмента и др. Характерной особенностью этой группы задач является необходимость решения их в реальном масштабе времени. Сюда, как правило, входят механическая, термическая и другие виды обработки, гальванопокрытия и т. п. В данном случае имеем дело с управляемым технологическим процессом.

Управляемый технологический процесс — процесс, для которого определены основные входные (управляющие, управляемые и неуправляемые) воздействия и выходные переменные процесса, которые необходимо контролировать в реальном времени, установлены зависимости между входными воздействиями и выходными переменными (математические модели), разработаны методы их автоматического измерения и направленного изменения. В большинстве технологических процессов машиностроения приходится сталкиваться с необходимостью измерения и управления такими величинами, как температура, давление, сила, время, величина электрического тока, напряжение и др. Рассматривая состав технологических процессов фазы обработки в машиностроении, можно отметить преобладание процессов, управление которыми связано с необходимостью регулирования и поддержания физических параметров процесса в соответствии с заданными требованиями с помощью локальных контуров автоматического управления или программного управления.

Рис. 10.1. Типовые задачи управления производственным процессом

Вторая группа задач связана с управлением технологическим оборудованием, которое обеспечивает протекание процесса в требуемом режиме. Управляемый технологический процесс не может протекать вне и независимо от некоторой технической системы, обеспечивающей условия протекания процесса и способы воздействия на него. В этом смысле собственно процесс и технические средства, обеспечивающие его протекание, рассматриваются совместно. Однако при решении задач управления в ряде случаев удобнее разделять общую задачу на составные части и для каждой подзадачи выбирать свой способ решения. Обычно управление процессом осуществляется подачей на органы управления технологическим оборудованием команд в соответствующие моменты времени. Оборудование может работать в автоматическом режиме, формируя необходимые воздействия на процесс по жесткой программе. Такой режим работы присущ, как правило, узкоспециализированным автоматам, перестройка которых на иные режимы работы сопряжена с определенными трудностями, а в ряде случаев просто невозможна.

Стремление обеспечить гибкость работы технологического оборудования привело к созданию станков и установок, работающих от внешней программы, смена которой позволяет быстро и легко перевести агрегат на иной требуемый режим работы из класса предусмотренных для программно-управляемого оборудования с ЧПУ. Прямое программное управление по разомкнутой схеме в ряде случаев не оптимально вследствие трудностей предсказания реальных условий протекания процесса, учета случайных возмущений (разброс свойств материалов, изнашивание инструмента и т. п.).

Для повышения качества управления в систему вводят обратную связь, позволяющую получить информацию о выполнении команд управления, и систему измерений реальных условий протекания процесса для обеспечения адаптивного управления технологическими процессами. Технологическое оборудование с ЧПУ позволяет обеспечить гибкость производства за счет быстрой перестройки режимов работы, а введение контуров обратной связи и адаптации в системе управления — повышение эффективности работы оборудования.

Третий класс задач включает вопросы автоматизации процессов управления технологическим оборудованием в ходе выполнения их производственных заданий и их реализуют с помощью вспомогательного оборудования. Основной круг вопросов обслуживания сводится к решению задач по загрузке и разгрузке оборудования, смене деталей и инструмента. Техническая реализация устройств обслуживания достаточно велика: от простейших роликовых направляющих до сложных автоматических устройств; управляемых ЭВМ. Они могут быть составной частью технологического оборудования или их поставляют самостоятельно для работы в общей технологической системе.

К четвертой группе задач относят автоматизацию транспортных операций. Автоматизация транспортных работ осуществляется на базе специального класса транспортных роботов и манипуляторов. С помощью этих устройств и соответствующих систем управления организуется два материальных потока: поток заготовок (деталей) и поток инструмента. Транспортными системами может управлять либо автономная система программного управления, либо подсистема оперативного управления, входящая в общую систему управления. При проектировании транспортной системы существенное значение приобретают вопросы ее оптимизации за счет выбора целесообразных маршрутов и алгоритмов управления.

Задача автоматизации складских работ имеет ряд специфических особенностей, однако в силу ряда обстоятельств ее часто решают совместно с задачей автоматизации транспортных процессов. Это объясняется тем, что эти подсистемы тесно связаны между собой в производственном процессе и наиболее приемлемые технические решения получают при совместном рассмотрении на начальном этапе проектирования, когда выбирают общую схему организации работ и формируют технические требования на отдельные устройства и подсистемы, входящие в систему транспортно-складских работ.

Таким образом, деление производственного процесса на фазы и анализ всех технологических процессов каждой фазы позволяют определять способ управления каждым технологическим процессом с последующим объединением подсистем в единую систему управления.

Классы систем управления

1. информационные. Дел.на справочные (пассивные) и советующие (активные). инф.сист.автомат-ии осущ-ся в обл.сбора инф-ии. Собранную инф.чел.анализ.и по ней принимает реш. Пр-с управления явл.инерционным и чел.в нем явл.осн.звеном. хар-ая особ-ть информац-справочных сист. – р-та ЭВМ в разомкнутом режиме. осн.назнач. – непрерывное получение инф-ии о текущем сост.пр-ва и его откл.от требуемого. Информ-советующие не только собир.инф-ию, но также обрабат.и анализ.ее, выраб.реш-ие, кот.предлагают оператору. 2. Управляющие. Хар-ся тем, что все действия по сбору, обр-ке, анализу инф-ии, принятию реш прин.ЭВМ. чел.в данной сист.осущ.только контроль за правильностью работы АСУ. Для того, чтобы управл-ая сист. работала, д.б.сост.дост-но точная мат.модель ее функционир-ия

Классы структур АСУ.

В завис от взаимодейст эл АСУ, они деляться на классы: 1 децентрализованная 2 центраизованная 3 централиз с распредел парам. 4 иерархическая

Централизовання:

Централиз классы прим в том случ когда упр необход осущ с независ обьект. Достоинст: 1 простота самого упр 2 возм оптимизации 3 возм-ть минимизировать кол-во средст управл 4 высокая надежн центра управл

централиз с распредел парам: осн особен данной структ – сохр принципа централиз упр, т.е выработк управ-их воздейств на каждый обьект управл на основе информ о состоян всей совокупн обьектов упр

Алгоритм упр в этом

случ сост из совокуп

взаимосвяз алгоритмв

упр обьектами, котор

реализ совокупн взаи-

мосвяз орг управления

Достоинства:1сниж требов к производит и надежн каждого центра обраб и управл без ущерба для кач управл. 2 сниж сумарн протяженности каналов связи.

Децентрализованная:

Сист представл собой

совокупн неск независ

сист со своей инф-ной

и алгоритмич базой

Достоинства: 1 высок надежн сист 2 невозм оптимизац сист управл и полной автоматизац производств

Иерархическая: сочит в

себе централиз и децтрл

принципы, хар-ся тем что

на кажд ур. управл центр-

ализов, а на высок нецентрализов.

Достоинства: среднии м/у централизов и децентр

В иеархич структуре на разных ур решаются разн задачи: 1 сбор информ 2 врем вып этой задач, сек и тд 3 зада экстрим управл, с целью оптимизац показатсисбсит или производ 4 информ задача

Упр производств осуществл в разн областях и поэт сущ 2 осн исправленные: АСУП, АСУТП (ТП-тех подготов) АСУП-опред автоматизац управл предприятие и в осн имеет отнош к организационно экономич и административ управлению, т.е и управл коллективом людей

АСУТП–управ оборуд, знач проще чем АСУП, реш тех задачи, иногда обозн АСУТПП. Если говорить в идеале то она должна обьеденить в себе все вышеперечисл, т.е начин от проектир и до конца должно быть автоматич.

Эффективность автом-ии

Автомат-ия явл.осн.направлением повыш.эффект-ти пр-ва, но безоглядная автом-ия может нанасти экон.ущерб.связ.это с тем, что практич.всегда автом-ия сопряж.с увел.стоимости оборуд-ия.соотв-но эконом.эффект м.б. получен только в том сл.,если сниж-е стоимости раб.силы и повыш-е производ-ти превысят расходы на оборуд-е. соотв-но прежде чем приступать к автом-ии необх.провести расчет ее экон.эффективности. осн.пар-ром явл.привед.затраты на одно изделие З=С+Е_нК_р, где С-себест-ть, К_р-уд.капитальные вложения, Е_н-норм.коэф.эффективности. для того, чтобы опред.имеется ли экон.эффект от автом-ии необх.сравнить уд.затраты до и после автом-ии. экон.эффект от автом-ии Э=(З₁-З₂)А посла подстановки первой ф-лы во вторую, опред.экон.эффект. при автом-ии обычно осущ.смена оборуд. поэтому в кап.затраты необх.вкл.расходы на демонтаж и монтаж обор-ия. Немалую часть себ-ти сост.ЗП, причем сущ-ет тенденция повышения этой составляющей. При расчетах затрат необх.учит.затраты на ремонт и обсл.обор-ия.предварит. их можно принять 4,5% от стоимости оборуд-ия. В нормативах учит.вид ремонта,его трудоемкость и часовая ТС ремонтников. При расчете затрат на ремонт расч.произв-ть с учетом фонда р-ты оборуд-я, кот.прин. 1840 часов

№22 Логическая задача управления. В процессе работы САУ возникает режим работы постоянность их работы и взаимосвязь. При этом необходимо обеспечить управление одними механизмами с учётом работы других. В основе теоретической базы логической задачи – лежит алгебрологика, которая заключается в том,что Элементы-знаки связывают сигналы в логические связки. А результат логических операций описывается с помощью таблиц истинности.

Обозначения	Название логич операц.	Как читается	Набор истенных значений
A₁ Ç A₂	логическое умнож	A₁ и A₂
A₁ È A₂	логическое слож	A₁или A₂
A₁ ~ A₂	тождественность	A₁тогда, когда A₂

Логическая задача заним управл электр-автоматикой. При процессе обраб происхдт переключ напрвл движ узлов и мех-ов, все действ-я должны быть взаимос-ны. Неконтролир перемещ-ие узлов может привести к аварии. Чтобы этого не произошло сущ спец устройства – контроллеры решающие задачи. В основе теории лежит алгебра логики. Я бы вдул. В ее основе лежит алгебра высказывания (истинно или ложно). Алгебр логики заним вопросами логич операц-й, на основе 2ух высказ-й соед связками «и» «или» «тождеств». На прим эл цепей эти операц мб реализ электронным способом. В начале реализац осущ за счет релейных схем, сейчас за счет интегра-ых. Сист имеет программир контроллеры-специализиров-ые машины.