Курс лекций - Управление техническими системами, страница 14

В состав АСУ ТП входят модули локального управления, средстваинформационно-измерительной и вычислительной техники.В ГПС программное управление обеспечивает функционированиеоборудования в автоматическом режиме в соответствии с заданной программой и возможность изменения процессов функционирования присмене программы.Главная проблема, возникающая при разработке системы группового управления оборудования ГПС – обеспечение взаимодействия устройства локального управления с ЭВМ. Решение этой проблемы связано сунификацией и стандартизацией программно-аппаратных интерфейсов(физического, логического и информационного).Физический интерфейс определяет способ электрического и механического сопряжения ЭВМ и локальных устройств управления. Логический интерфейс определяет способ передачи информации (протокол обмена информацией) по каналу связи: способ установления и прекращениясеансов связи, размер передаваемых сообщений.

Информационный интерфейс определяет состав и формат передаваемых по каналу связи сообщений, т.е. язык информационного обмена между ЭВМ и локальнымиустройствами управления.4. ГПС находят применение в основном в станкостроении, машиностроении.Анализ ГПС позволяет сделать некоторые выводы:управление транспортными системами и работой станков осуществляетсяодной или несколькими отдельными ЭВМ;число станков в ГПС колеблется от 2 до 50.

Однако 80% ГПС составленоиз 4-5 станков и 15% из 8 – 10;реже встречаются системы из 30-50 станков (2-3%);наибольший экономический эффект от использования ГПС достигаетсяпри обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например деталей типа тел вращения. Например вГермании их 60%, в Японии – более 70, в США – около 90%;различна и степень гибкости ГПС. Например в США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4-10 наименований, в Германии –от 50 до 200;62нормативный срок окупаемости ГПС в различных странах 2 - 4,5 года.Проблемы, возникшие при применении гибких систем:ГПС не достигла поставленных целей по рентабельности; она оказалась слишком дорогостоящей по сравнению с преимуществами, достигнутыми с ней.

Обнаружено, что причиной высокой стоимости оборудования былинесоразмерные расходы на приспособления и транспортную систему;разработка и введение в эксплуатацию комплексной ГПС оказалосьтрудным, а также дорогостоящим;из-за недостатка опыта было трудно выбирать подходящие типысистем и оборудование для нее;имеется мало поставщиков систем, которые могут поставлятьсложные системы.в некоторых случаях эксплуатационники получили опыт о фактически слабой гибкости;конструктивные элементы ГАПС, например, станки, системыуправления и периферийные устройства часто оказывались неподходящими ксистеме и вызывали лишние проблемы по стыковке.Эксплуатационники часто не имеют достаточной готовности к эксплуатации сложной системы;Длительный срок выполнения проекта от конструирования до запуска системы.Перспективы применения гибких системодновременное повышение эффективности и гибкости;повышение степени автоматизации не уменьшая гибкости;усовершенствование таких измерительно-контрольных методов, которые контролируют в процессе обработки состояние инструмента и обрабатываемых деталей, необходимое для соответствующей автоматической подналадки;уменьшение количества приспособлений и палет за счет автоматизации крепления деталей;введение в ГПС таких операций, как промывка, покрытие, термообработка, сборка и т.д;развитие профилактического техобслуживания.Значение ГПСболее высокий коэффициент использования станков (в 2-4 разабольше по сравнению с применением отдельных станков);более короткое время прохода производства;уменьшается доля незаконченного производства, т.е.

уменьшаетсяколичество запасов деталей на складах, которое означает уменьшение продукции, привязанного к производству;более ясный поток материала, меньше перетранспортировок именьше точек управления производством;уменьшаются расходы на заработную плату;более ровное качество продукции;более удобная и благоприятная обстановка и условия работы дляработающих.63Раздел 4.

Диагностирование технического состояния систем управленияТема 4.1 Классификация способов и средств диагностированиятехнического состояния систем управления1. Способы и средства определения состояния систем управления2. Классификация средств диагностирования3. Функции системы технического диагностирования1. Техническая диагностика - отрасль знаний, исследующая технические состояния объектов диагностирования и проявления технических состояний, разрабатывающая методы их определения, а также принципы построенияи организацию исследования систем диагностирования.Диагностика оборудования, автоматический контроль точности обработки, стабильности протекания технологического процесса являются основнымипоказателями установок с числовым программным управлением.

Диагностикаиспользует информацию управляющей программы, сигналы измерительныхприборов, ряда вспомогательных датчиков.Диагностика установок с числовым программным управлением выполняется на основе специальных тестов.В качестве объекта диагностирования могутиспользоваться как средства труда (инструмент, приспособление и т.д.), продукты труда (изделие), так и технологический процесс.В любой САУ необходимы функции контроля, однако, если автоматизация производства частичная или комплексная, то достаточно простой схемыосуществления контроля и выдачи полученной информации в звуковом, световом или графическом виде.Технический контроль - это проверка соответствия объекта управлениятехническим требованиям.

В ГПС технический контроль охватывает и средствапроизводства, и орудия труда, и техпроцесс. Контроль производится либо с помощью системы САК, либо - системы телемеханики (ТК).Техническое диагностирование - это не только проверка соответствияобъекта техническим требованиям, но и выявление причины и вида дефекта.Совокупность проверок, последовательность их реализации и правилаобработки результатов для определения технического состояния объектауправления задаются алгоритмом управления. Если этот алгоритм задает только одну фиксированную последовательность проверок, то он называется безусловным, а если в зависимости от предыдущего такта работы, то условным. Еслион обеспечивает определение оптимальных значений заданной целевой функции диагностики, то оптимальным.Процесс диагностирования скрытых объектов включает в себя измерительные элементы, контрольные элементы и логические элементы, а явные объекты диагностируются визуально.Диагностирование станка производится в два этапа:1) Сборка и наладка, т.е.

проверка соответствия деталей и узлов;2) Эксплуатация, ремонт, т.е. применение силовых и точностных методов.64В соответствии с этапами производства диагностики различают активныйи пассивный контроль.Активный контроль - тот, при котором действительный параметр изделиясравнивается с заданным размером.Пассивный контроль - тот, при котором действительный параметр изделия сравнивается с заданным размером.Примером активного контроля можно рассмотреть АК шлифовальныхстанков. Структурная схема АК дана на рисунке 44.Автоматическая линияРисунок 44 - Типовая структура системы тестового диагностированияРазличия между системой автоматического контроля и техническим диагностированием представлены в таблице 2.Таблица 2 - Основные отличия САК и технического диагностированияСАКТехническое диагностированиеУстанавливает наличие дефектаВыявляет причины, место и вид дефектаНе прогнозируется состояние объек- Прогнозируетсясостояние объекта,та, не изучается характер изменения изучается характер изменения парапараметровметровКакправило, производятся провер- Производятсяна холостых ходахки в статическом режимеФункциональное диагностирование осуществляется в случае поступления на основные входы объекта воздействия, задаваемого рабочим алгоритмомДиагностирование включает в себя три этапа: измерение, анализ и принятие решения.Оптимальное диагностирование предполагает поиск и обнаружениенеисправностей с помощью эксперимента.К числу важнейших групп факторов, обеспечивающих рост эффективности затрат на техническое обслуживание и ремонт, относят широкое внедрениепрогрессивных форм организации, производства этих работ и управления ими,а также развитие систем технического диагностирования.Состояние функционирования (допустимое, предаварийное, аварийное)определяется с помощью технического диагностирования, с его же помощьюосуществляется поиск неисправностей.65Тестовый контроль предназначен для определения неисправностей.

Характеризуется возможностью подачи специального воздействия на объектуправления. Используется для оценки причин выпуска станком изделий с отклонениями от размеров. Производится проверка управляющих сигналов иподналадки путём подачи команды и проверки ее исполнения. Цель проведениятестового контроля - выяснение места, причины, времени отказа.Аппаратный контроль - применяется на станках ЧПУ типа NC, т.е.микроконтроллерных. Для обнаружения ошибок в программе и функциональных неисправностях в системе. Функции могут быть заданы в аналоговом видеили с помощью программы (ПМК, электронные схемы), они однозначны и немогут в изменяться.

Производится с помощью использования программы«тест» в начале работы или в фоновом режиме.Комбинированный метод - заключается в совокупном использованиилогических и математических обработок информации.2.Классификация методов диагностирования.По принципу диагностирования: 1) Для проверки функций оборудования;2) Для оценки точности параметров обработки изделий или нормированияточности.По степени автоматизации: автоматического; полуавтоматического;ручного диагностирования.По характеру решаемых задач: 1)Для проверки функций оборудования;2) Для оценки точности параметров обработки изделий или нормирования точности.По методу диагностирования:Метод эталонных модулей. Сравнение расчетных и экстремальных значений с нормами технических условий. Метод основан на основе науки - Квалиметрии. Квалиметрия - наука, о количественной оценке качества изделий.Метод сравнения осциллограмм.

Методы делят на эхологические, спектральные и т.д. в память вносят спектральный анализ изделия при различныхситуациях. При работе имеет место постоянное сопоставление.Метод временных интервалов: С помощью микроконтроллеров релейных схем, таймеров, датчиков, осуществляющих анализ работы, расчет циклограмм.Тестовый метод. Заключается в сравнении измеряемых величин с запрограммированными.Корреляционный метод. Заключается в разработке поправок на учитывание случайных факторов. Используется в комбинации с другими методами.Метод определения предельных (аварийных) состояний основан на обнаружении факта выхода устройств или систем в недопустимые или несоответствующие заданной программе области.