Системы управления оборудованием

Системы управления оборудованием предназначены для организации работы отдельных типов оборудования исполнительной системы, а также для согласования их совместного функционирования.

Управление базируется на использовании модульного принципа. Основные модули представляют собой оборудование спрограммным управлением. Функционально модуль с программным управлением подразделяется на управляющий автомат и объект управления. В управляющий автомат загружается программа, которую он преобразует в последовательность управляющих воздействий, передаваемых по каналам связи. Объект управления, которым может быть, например, станок, отрабатывает управляющие воздействия, выполняя соответствующие рабочие операции.

Текущее состояние объекта управления характеризуется величинами сигналов обратной связи, формируемыми датчиками и подводимыми в управляющий автомат. За счет наличия обратной связи управляющий автомат может формировать или корректировать последовательность действий в соответствии с текущим состоянием объекта управления. Например, может быть разрешено выполнение очередной рабочей операции после получения сигнала с датчика о завершении предыдущей операции или выбрана соответствующая ветвь программы после поступления с датчика сигнала о необходимости изменения последовательности действий по результатам контроля объекта обработки.

Для взаимодействия с другими модулями в управляющем автомате формируется информация, отражающая такие характеристики состояния модуля, как моменты окончания отдельных фаз технологического процесса, завершение выполнения программы или наличие особых ситуаций, возникающих в процессе функционирования модуля.

Программное управление модулем обеспечивает, во-первых, его автоматическое функционирование в соответствии с заданной программой и, во-вторых, возможность изменения процесса функционирования путем загрузки в модуль другой программы, что характеризует гибкость работы модуля.

Система управления включает технические и программные средства.

Технические средства системы управления работой оборудованияэто вычислительные машины, устройства сопряжения с объектом и устройства передачи данных. Технические средства функционируют под управлением программных средств.

Программные средства — это программы, определяющие порядок реализации функций, возложенных на систему управления. В зависимости от назначения программы эти средства делятся на обслуживающие и функциональные.

Обслуживающие программы предназначены для выполнения вспомогательных в смысле целевого назначения модуля функций, таких, как управление начальной загрузкой программ и данных в память ЭВМ, контроль работоспособности ЭВМ и других аппаратурных средств системы управления, управление обменом данными и другими модулями ГАП. Совокупность обслуживающих программ, обеспечивающих управление работой ЭВМ и реализующих вспомогательные функции по управлению модулем, является операционной системой ЭВМ.

Функциональные программы, называемые также технологическими или прикладными, предназначены для организации управления работой модуля. В них содержится информация о последовательности действий в управляемом объекте в соответствии с технологическими программами.

В процессе автоматического функционирования система управления модулем ГАП обеспечивает:

— управление порядком функционирования оборудования;

— формирование данных о нормальном или аварийном завершении операций;

— контроль за исправностью управляющих устройств и управляемого оборудования.

Комплекс самостоятельных единиц оборудования, объединенных так, чтобы было возможно их независимое или параллельное функционирование под управлением одной программы, называется ячейкой ГАП. Как правило, каждой ячейкой производства, транспортной системой и автоматическим складом управляют специальные ЭВМ. Совместное функционирование ячеек, транспорта и склада обеспечивается СУ ГАП, которая включает в себя центральную ЭВМ, управляющую ЭВМ низшего уровня иерархии, аппаратуру для связи с другими ЭВМ и оборудование операторов, контролирующих работу ГАП. Функциональная схема СУ ГАП, действующей на уровне линии, участка и цеха, представлена на рис. 1.2.

Системы управления оборудованием

Здесь материальные потоки, в отличие от информационных, обозначены двойными стрелками.

Исполнительный комплекс состоит из:

— системы ячеек, объединяющей обрабатывающие, контрольно-измерительные и робототехнические модули для реализации заданной технологии;

— транспортной системы, включающей в себя автоматические транспортные средства, и программной системы управления транспортными средствами:

— автоматического склада, программно управляемого системой управления автоматическим складом.

Система управления реализует следующие основные функции:

— загрузку в ЭВМ программ, обеспечивающих функционирование компонентов исполнительной системы в соответствии с планом производства изделий;

— синхронизацию работы компонентов исполнительной системы с темпом работы оборудования согласно заданной технологии и плану производства изделий.

Загрузка управляющих программ сводится к передаче программ из памяти ЭВМ СУ ГАП в другие ЭВМ, управляющие компонентами исполнительной системы. Процедура загрузки программ представляет собой переналадку производства, которая заключается не в переналадке оборудования, а в передаче информации в ЭВМ, которые управляют оборудованием.

Синхронизация работы компонентов ГАП производится использованием соответствующих компонентов исполнительной системы по временной диаграмме функционирования ГАП и текущему состоянию каждого компонента. Управление работой компонентов и контроль их состояний осуществляются с помощью передачи сообщений между ЭВМ СУ ГАП и ЭВМ, управляющими компонентами исполнительной системы. Сообщения передаются по линиям связи, объединяющим все ЭВМ в единый управляющий комплекс.

Электронные вычислительные машины, управляющие ячейками, транспортной системой и автоматическим складом, связаны с центральной ЭВМ СУП высшего уровня, через которую они взаимодействуют и в памяти которой собираются все данные о состоянии производства. На основе этих данных программа управления, реализуемая центральной ЭВМ СУП, формирует команды, передаваемые по линиям связи в ЭВМ нижнего уровня, управляющие конкретным оборудованием. Уменьшение нагрузки на центральную ЭВМ СУП производится за счет передачи данных между ЭВМ одного уровня. Такая связь обеспечивает, например, координацию работы транспортной системы и автоматического склада.

Система управления производством может быть информационно связана с автоматизированной системой технологической подготовки производства (АСТПП) и автоматизированной системой управления производством (АСУП). С помощью АСТПП выполняется подготовка программ функционирования производства для каждого из изделий, входящих в номенклатуру. Подготовка программ заключается в разработке маршрутов движения заготовок в процессе их обработки между секциями автоматического склада и ячейками линии, участка или цеха; определении состава инструмента для каждого технического участка и составлении технологического маршрута изделия. На основе технологического маршрута разрабатываются программы управления станками, промышленными роботами, контрольно-измерительными устройствами, транспортной системой и автоматическим складом. Временная диаграмма производства изделия составляется путем определения времени операций, выполняемых ячейками ГАП, транспортными средствами и складом. Исходя из нее, формируется программа для центральной ЭВМ СУП.

С помощью АСУП осуществляются календарное и оперативное планирование производства, учет продукции и использование производственного оборудования, комплектация производства заготовками и инструментом, а также выдача информации о состоянии производства. Гибкое автоматизированное производство функционирует в соответствии с календарным планом, который составляется АСУП. Система управления производством передает в АСУП данные о ходе производства, необходимые для оперативного планирования и учета производства.

Кроме управления исполнительной системой, обеспечения взаимодействия с АСТПП и АСУП центральная ЭВМ СУП выполняет функции по обслуживанию диспетчера-оператора, контролирующего состояние производства и управляющего им в ситуациях, выходящих за рамки возможностей программ управления. В этом случае центральная ЭВМ СУП принимает команды от человека и на их основе реализует управление оборудованием. Для выполнения функций, связанных с диспетчированием, центральная ЭВМ снабжается соответствующими программами и устройствами ввода-вывода данных, обеспечивающими, например, ввод данных в ЭВМ с клавиатуры диспетчера-оператора и вывод их на дисплей и печатающее устройство.

Система управления производством является многоуровневой системой программного управления на базе ЭВМ. Принципиальная схема управления производством показана на рис. 1.3.

Исполнительная система представлена в виде совокупности модулей, выполняющих технологические и транспортные операции над материальным потоком. Через устройства сопряжения с объектами ЭВМ управляет модулями.

Первый уровень управления решает задачи управления отдельными компонентами исполнительной системы. Входящие в него ЭВМ могут взаимодействовать между собой для согласования работы соседних модулей.

Второй уровень координирует работу ЭВМ первого уровня и реализуется центральной ЭВМ системы управления линией, участком или цехом. Поскольку линии, участки и цехи материально и организационно взаимосвязаны, они также должны быть информационно взаимосвязаны путем сопряжения своих центральных ЭВМ или через ЭВМ более высокого уровня иерархии.

Третий уровень управления представляет собой ЭВМ АСТПП и ЭВМ АСУП, которые связаны с центральной ЭВМ.

Через них можно оперативно вводить необходимую информацию в виде программ и данных по технологической подготовке производства и по его плановому управлению. ЭВМ третьего уровня в общем случае включают в себя также ЭВМ САПР.

Другие интересные статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *