Описание состава и принципов работы автоматизированных технологических комплексов

 

Создание автоматизированных технологических комплексов позволяет резко повысить производительность при том же числе единиц оборудования, увеличить точность обработки, сконцентрировать все операции в едином комплексе. Все оборудования автоматизированных технологических комплексов объединено общим транспортом. В результате обеспечивается рост производительности труда и уменьшается количество обслуживающего персонала, существенно сокращаются занимаемая площадь и межоперационные заделы заготовок, дополнительно повышается качество обработки и ее стабильность.

Под автоматизированным технологическим комплексом понимают единую автоматизированную систему, объединяющую несколько автоматических линий последовательного или параллельного действия, оснащенных системами программного управления и управляемых от ЭВМ.

Системный подход к задачам автоматизированного проектирования требует реализации совместного проектирования технологического процесса (ТП) и автоматизированной системы управления этим процессом (АСУТП).

В связи с этим в последние годы речь идет уже не о решении отдельных задач, а о совместном проектировании этих двух процессов.

Традиционное раздельное рассмотрение задач проектирования и производства изделий уже не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня, т. к. не может гарантировать ни высокого качества проектирования, ни надлежащего уровня организации производственных процессов, обеспечивающих их реализацию.

Однако именно в процессе проектирования порождается существенная часть информации, используемой для организации производства. Появилось новое понятие: автоматизированный технологический комплекс (АТК).

При автоматизации технологический процесс рассматривается как технологический объект управления (ТОУ). Последний представляет собой совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим инструкциям и регламентам технологического процесса производства. Управление ТОУ осуществляется с помощью автоматизированной системы управления (АСУТП), представляющей собой человеко-машинную систему управления, которая обеспечивает автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим процессом в соответствии с принятым критерием.

Совместно функционирующие ТОУ и управляющая ими АСУТП составляют автоматизированный технологический комплекс (АТК).

Системный подход к проектированию АТК требует объединения проектирования технологических процессов и разработки автоматизированной системы управления этим процессом в соответствии со структурой АТК.

Если АТК рассматривать как систему "ТП - АСУТП ", то на определенных этапах проектирования технологического процесса необходимо выполнение требований, предъявляемых к АСУТП. Это позволяет сократить сроки проектирования АТК и создать более эффективную систему.

Следовательно, проектирование АТК объединяет два направления проектирования: разработку ТП и АСУТП. Поскольку цель создания АТК - это управление некоторым сложным объектом, то следует различать управляемую и управляющую системы. Управляемой системой является технологический производственный комплекс, который является объектом управления. Управляющей является автоматизированная система управления.

АТК представляет собой сложную многоуровневую блочно-иерар-хическую систему с оптимизацией решений в каждом слое. Упрощенно ее можно представить в следующем виде (рис. 3.1):

Рис. 3.1. Взаимодействие АТК с объектами управления

Сущность блочно-иерархического подхода заключается в разбиении объекта проектирования на уровни с постепенной детализацией представления системы сверху вниз. При этом система рассматривается не в целом, а отдельными блоками. Преимущество блочно-иерархического подхода состоит в том, что сложная задача большой размерности расчленяется на последовательно решаемые задачи малой размерности.

Системный подход к проектированию АТК требует учета следующих основных принципов:

· реализации совместного проектирования технологического процесса и разработки АСУТП (этим процессом) в соответствии со структурой АТК;

· использования блочно-иерархического принципа, основанного на представлении АТК сложной системой;

· целенаправленности, т. е. в результате проектирования должна быть достигнута цель, включающая создание АТК с малой энергоемкостью и высокой производительностью.

Первый принцип требует, чтобы ряд отдельных операций выполнялся параллельно. Кроме того, на определенных этапах проектирования технологического процесса, как уже отмечалось ранее, к нему предъявляются требования АСУТП.

Второй принцип требует разбивать АТК как сложную систему на ряд элементов и подсистем.

Третий принцип требует организовать деятельность проектировщиков АТК в виде целенаправленных действий. При этом определяется сначала глобальная (общая) цель проектирования, например, создание высокопроизводительного АТК с малой энергоемкостью. Эта цель уточняется и представляется в виде некоторых числовых соотношений. Затем задается влияние элементов и систем на глобальную цель проектирования, а также задач проектирования отдельных элементов и систем на общее проектирование АТК.

Такой анализ помогает установить частные цели проектирования, позволяющие достичь глобальной цели. При этом предполагается, что многокритериальная задача может быть свернута в однокритериальную с единственным критерием оптимизации.