Popov_2 (Попов П.М., 2000 - Организация автоматизированных систем подготовки авиационного производства (PDF)), страница 7

Поэтому управляемый технологическийпроцесс - это производственная база для разработки и внедрения автоматизированнойсистемы управления технологическим процессом (АСУ ТП) (рис.2.3).Вычислительныймашинный комплексРис.2.3. Обобщенная блок-схема автоматизированной системы управлениятехпроцессами (АСУ ТП), где 1 - ЭВМ (ПЭВМ илиграфстанция);2 - устройство связи с индивидуумом (оператором-программистом);3 - оператор-программист;4 - устройства согласования и объединения интерфейсов;5. 9 - автономные устройства визуального контроля (информационно-справочные устройства);6.

8 - датчики регистрации информации (или регистраторы технологического процесса);7 - устройства обработки данных (дополнительные ВЗУ);10 - технологический объект управления (процесс управляемый от АСУ ТП)Системный и функциональный подходы при проектировании АСУ ТП являютсяодними из главных принципов автоматизации промышленного производства (в том числе- авиационного). Это обусловлено тем, что у проектировщиков систем появляютсявозможности модификации процесса по результатам математического и электронногомоделирования состава и функциональности проектируемой системы априоре. При этомразработка и корректировка самого технологического управляемого процесса может бытьтем эффективнее, чем сложнее АСУ ТП, то есть возрастают возможности взаимнойадаптации как системы управления, так и управляемого технологического процесса: ототдельной элементарной операции до комплекса однотипных и разностороннихтехнологических процессов, технологических процессов с необратимыми инепрерывными циклами, например.37При проектировании, а потом и адаптации АСУ ТП принципиально безразлично,является ли процесс управления в системе полностью автоматическим или же в отдельных(или всех) контурах управления участвует человек - оператор-программист.

На практике,особенновподготовительных,вспомогательных,контрольныхоперацияхтехнологического процесса (например, в станочном парке, где все механообрабатывающиестанки имеют типовое программное управление напрямую от ЭВМ, контрольныеоперации по проверке размерных характеристик производятся вручную человеком, неудается полностью автоматизировать этот процесс), термин «Управление станками с ЧПУот АСУ ТП» выступает пока наиболее общим, хотя в последнее время появилосьмножество автоматизированных систем, которые эту проблему (проблему контроляразмерных характеристик деталей) решают достаточно просто. На экран ПЭВМ поступаетсигнал от датчика, что, например, размер Н - выдержан с соответствующим допуском пономиналу, размер 5 - по плюсовому допуску, что еще имеется возможность доводки(например, диаметра вала) до размера «скользящей посадки» и т.д.

(CIMATRON, AutGraphи др.).Таким образом, системами автоматического управления технологическимипроцессами можно условно назвать современные системы (типа CIMATRON AutGraph,RS/6000 - 42Т и др.), которые обеспечивают выполнение основной технологическойоперации и ее последовательности в управляемом технологическом процессе безвмешательства человека (например, АСУ ТП - гальванопокрытий, химфрезерование,мехобработки тел вращения на оборудовании с ЧПУ, техпроцесс плавки алюминиевыхсплавов и т.п.).Задачу АСУ ТП для управляемых технологических процессов, приведенных выше,можно сформулировать следующим образом: по полученным данным о технологическомпроцессе составить априорный прогноз (модель) хода технологического процесса в видематематической модели, модели электронной, а также составить и реализовать такойплан управляющих воздействий с изменением режимов работы оборудования илиуправляющих приборов, чтобы в определенный момент времени состояние технологического процесса отвечало некоторому экстремальному значению обобщенного критериякачества технологического процесса.

В виде математической модели технологическийпроцесс в АСУ ТП представляет собой зависимость:где М - символ математического ожидания.В этом случае имеет место «синхронно-циклический» алгоритм управления.Приведенный общий анализ алгоритма работы системы «технологический процесс +АСУ ТП» распространить на процессы как непрерывные, полунепрерывные, так и надискретные с учетом иерархичности производства.Принцип иерархичности построения системы управления - АСУ ТП представляетинтерес в определении сферы действия в общей иерархической структуреавтоматизированной системы управления производством.Многоуровневой иерархической системе управления присущи следующие характерныеособенности:1. Элементы верхнего уровня связаны с более крупными подсистемами иобрабатывают информацию за большие периоды времени;2.

Элементы верхнего уровня связаны с более медленными процессамиуправления системой (обмен со средой происходит с меньшей частотой, динамикапроцесса выражена слабо, относительно велики периоды времени между моментамипринятия решений);3. Описание и проблемы на верхних уровнях менее структурированы,трудоемки для количественной формализации, принятие технических решенийнаиболее сложно.Эти особенности в значительной степени влияют на выбор способа декомпозиции имногоступенчатого построения управляющих автоматизированных систем.При этом различие целей-функций и характера производства на различных уровняхопределяет структуру (рис.2.4) автоматизированной системы управления производством(АСУП) в целом.Следовательно, принципы организации и проектирования АСУ ТП как основногопредставителя промышленных АСУП также требуют определенных решений иограничений, системных и функциональных оценок по отношению к системам-аналогам,так как тиражирование существующих промышленных АСУ не всегда годится дляспециализированных производств, тем более авиационных.2.4.Принципы устранения действия возмущений наобъект управления (АСУ ТП)В процессе эксплуатации на любую систему и объект управления постоянновоздействуют различного рода возмущения.

Возмущения физически действуют как насистему и объект управления в целом, так и на составляющие их элементы, поэтому, чтобыповысить качество систем управления, необходимо знать природу этих возмущений.Общим источником возмущений для объекта управления и системы является среда,как физическая, так и информационная. К физической среде следует относить тепловые,электрические, магнитные поля, окружающую атмосферу со своей инфраструктурой:запыленностью, задымленностью, влажностью, наличием агрессивных примесей и т.п., атакже источники энергии. Для компенсации возмущений, вызванных действиями среды,следует вводить в систему управления дополнительные устройства и контуры по названым(данным) возмущениям.Под информационной средой следует понимать внешнюю информацию («вирус»),поступающую или внесенную либо умышленно, либо случайно в процессе эксплуатацииавтоматизированной системы.

Отсутствие управляющей или корректирующей информациив определенное (нужное) время или ее ошибочный поток следует так же рассматривать, каквозмущающие действия на систему, так как указанный аспект также нарушаетустойчивость системы управления. Для устранения такого рода возмущений в системеуправления предусматривают соответствующие программы контроля качества(достоверности) поступающей информации. Если управляющей информации нет, тонеобходимо предусматривать либо алгоритмы, которые обеспе-45чивают получение требуемой информации о внешних источниках методомкраткосрочного априорного прогнозирования либо обеспечения срочного переключения всеть аналогичной системы управления в режим «работа с очередями» по обработкеуправляющих воздействий, либо обеспечение аварийной остановки системы.К внешним возмущенийм относятся изменения параметров материалов,комплектующих изделий, сырья, полуфабрикатов и других, относительно параметров, накоторые был настроен технологический процесс в АСУ ТП до появления этих изменений.К ним следует относить и изменение командных установок в системе управления и самиуправляющие воздействия вследствие вмешательства субъекта управления на объект (илисистему) управления, так как их обработка, изменяющая контролируемыетехнологические операции, приводит к большему или меньшему изменениюконтролируемых технологических операторов, все технологические операторывзаимосвязаны.

Если эти связи детерминированы, то систему управления необходимопроектировать как многосвязанную, с учетом иерархически перекрестных связей, то естьпо одному из общеизвестных законов регулирования.Обработка контролируемых технологических операторов ведет по цепи взаимоувязкикомпонентов в системе к изменению технологических операторов, следовательно, и кизменению статистических характеристик технологической операции и технологическогопроцесса, что необходимо учитывать при проектировании автоматизированной системыуправления.Внутренние возмущения в системе и объекте управления также связаны снеконтролируемыми изменениями параметров работы оборудования, датчиковпервичной информации, датчиков передачи информации и исполнительных органов, кним же относятся шумы различной природы, возникающие в контуре управления иуправляющих интерфейсах.