Задача управления технологическим процессом

Существует две автоматизированные системы управления технологическим процессом – аналоговая и с ЧПУ.

В аналоговых системах управления программоносители представляют собой аналоги, определяющие перемещения исполнительных устройств станков (копиры, кулачки, упоры). Аналоговые системы управления характеризуются максимальной производительностью обработки и малой переналаживаемостью.

Системой ЧПУ называется совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управление.

По технологическим признакам системы управления с ЧПУ в зависимости от назначения оборудования делятся:

· на позиционные;

· контурные;

· позиционно-контурные (комбинированные).

Системы ЧПУ с позиционным управлением управляют положением отдельных точек, когда технологическая операция обработки происходит после позиционирования инструмента и заготовки с управлением перемещениями вдоль отрезков, параллельных направляющим исполнительных устройств (индекс Ф2). При этом исполняющие устройства работают поочередно, обходя поверхность обработки по прямоугольному контуру.

Системы ЧПУ с контурным управлением обеспечивают совместные и взаимосвязанные движения нескольких исполнительных устройств для получения криволинейных поверхностей в процессе технологической операции обработки (индекс Ф3).

Позиционно-контурные системы управления обозначаются индексом Ф4.

Иерархичность систем управления технологическими процессами можно представить обобщенной блок-схемой, (рис. 14), а также структурной схемой (рис. 15).

На нижнем уровне иерархии управления рассчитываются и обеспечиваются изменения режимов и хода технологической операции, вырабатываются и корректируются конечные состояния каждой технологической операции в случае, когда операции связаны между собой.

Рис. 14. Обобщенная блок-схема автоматизированной системы управления технологическим процессом:

1 – ВЦ предприятия; 2 – подсистема оперативного управления технологическими линиями; 3 – АСУ термохимическими процессами; 4, 5 – АСУ технологическими линиями 1, 2; 6, 7 – АСУ технологическими операциями 1, 2 (прямое цифровое управление); 8 – АСУ технологической операцией 3 через аналоги; 9, 10 – АСУ технологическими операциями 4, 5 через регуляторы

На верхнем уровне – уровне комплексного управления процессами производства отдельных изделий – проводится оптимизация параллельно-последовательного выполнения операций по времени и качеству.

В общем случае векторы х(t) и у(t); u(t) и V(t) не совпадают, так как на практике удается фиксировать лишь ограниченный объем параметров состояния управляемого объекта. Кроме того, управляющие воздействия в процессе их передачи и исполнения изменяются.

Показатели цели управления могут быть представлены как зависимости вида

.

Рис. 15. Структурная схема АСУ технологическим процессом:

ССИ – система сбора информации; СОИ – система обработки информации; СПК – система передачи управляющих команд (воздействий);

информационные потоки, в общем случае зависящие от времени: х(t) – действительный вектор состояния управляемой системы; у(t) – регистрируемый вектор состояния; u(t) – вектор управляющих команд; V(t) – вектор управляющих воздействий; f(t) – вектор возмущающих воздействий; Ф – критерий управления, формализующий цель управления

При управлении технологическим процессом необходимо обеспечить экстремум показателя цели управления с учетом совокупности различных ограничений, накладываемых объектом управления.

Контрольные вопросы

1. Какими основными особенностями располагают аналоговые систему управления и системы с ЧПУ?

2. Опишите иерархическую структуру систем управления технологическими процессами.