ТМС-Т.2 (1042972), страница 29

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

3.4. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИ<4ЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ 3.4.1. Основные методы управления технологическими процессами '1'П представляет собой сложно организонанную, целенаправленную структуру, элементами которой янляк>тся гсхнологичсскис операции. Основную задачу управления ТП машиностроения можно сформулировать так (см.

рис. 3.1): при изнест~<ом векторе входных переменных х (т) и частично изнест- гон ном векторе условий г (т) найти такой вектор управления 13 (т), который гарантированно обеспечил бы выполнение условия ) у,(т) — у (т)~ ( 6 „, (3.3) где у,(т) — эталонный вектор выходных псремснных; <> я — фиксированный вектор ошибки выходных переменных. Вектор х (г) считается известным, так как при необходимости может быть проконтролирована или определена любая его составляющая. Вектор условий з (г) включает составлякнцие, которые могут быть заданы, например режимы обработки, а также составляющие, характеризук>шие действие факторов, дестабилизирующих процесс.

Выявление и определение закономерностей изменения этих ных является стабилизация вектора входных переменных. Считается, что если ) х,(г) — х (г)! < б я, где г,(т) эталонный вектор входных переменных; х (т) — фактический вектор входных переменных; 206 факторов представляет определенные трудности, а иногда и >н>возможно. Поэтому следует считать вектор г (г) частично определенным. Изменение составляющих вектора 2 (т) может отразиться на составляющих вектора з (т). Панример, увеличение припуска на поверхности заготовки неизбежно вызовет увеличение сил резания и, как следствие, рост значений ряда составляющих суммарной погрешности обработки, которые можно рассматривать как составлякнцис вектора г (т).

При отсутствии управления векторы входных переменных и условий определяют вектор выходных переменных. Поэтому одним нз методов обеспечения стабильных значений составляющих вектора выходных перемен- <> я — фиксированный вектор ошибки входных переменных, >о гарангируется выполнение условия (3.3).

Тем самым утверждают, что стабилы<ое качество заготовки гарантирует стабильное качество готовой детали. Такой подход не учитывает случайного харак гера составляющих вектора х (г) и самого ТП. Дискретный характер ТП, его разбиение на отдельные технологические операции приводят к тому, что вскгор управления и (г) процессом следует рассматривать как совокупность векторов управления отдельными технологическими операциями. '1'аким образом, управление 1'П осуществляется только через управление отдельными технологическими операциями. Задача управления ТП формулируется так: при известном векторе х (т) входных переменных и частично известном векторе з (т) условий найти вектор управления + с>'З(г) для каждой технологической операции,чтобы о ~ы обеспечить для выходных переменных ТП соблк>дение условия Системный подход к управлению ТП заключается в том, что каждый вектор ЮУ(г) не обязательно должен обеспсчивать выполнсние условия (3.3), но совокупность векторов <,<1(г) должна гарантировать его выполнение для ТП в целом.

Выполнение условия (3.3) для кажлой отдельной технологической операции является идеальным условием его выполнения и для процесса в целом. Однако это сопряжено со значительными сложностями и затратами. В основе существующих методов управления ТП и реализующих это управление технических устройств лежат два основных нринпипа: принцип активного контроля и принцип адаптации. Активный контроль включает сбор информации о выходных переменных процесса, сравнение их значений с требуемыми и подачу команды на управляв>гпее усгрой- 207 ство для подналадки процесса (изменений уровня настройки, режимов работы оборудования и т.д.).

При реализации данного принципа вектор управления Ю<т) следует определять по модели объекта управления в зависимости от отклонения фактического век <ора выходных переменных от заданного. Надежность управления зависит от надежности указанной математической модели или рсализукнцих рассмазриваемый принцип технических устройств. Разработка л<атематичсских моделей, связывающих вектор с<э1т) с отклонениями векторов выходных переменных, является весьма сложной задачей.

~< ~ правление, например, обработкой с пом<апьн> средств ак < ивного контроля, в случае появления брака зачастую за <рудпительно, так как сложно выявить причины ко) торые привели к потере качества. Затруднительно также определи < ь, какое воздействие должно быть оказано на процесс. (подналадка, ремонт, замена инструмента и т.п.) для обеспечения его стабильногги при достижении заданного уровня выходной переменной.

Наиболее эффективно применение средг гв активного кон < роля при условии высокой надежности оборудования и оснастки на операциях механической обработки. Н 1ринцип адаптации используют для решения задач управления как на уровне технологической операции, так и на уровне ! П в целом. В зависимости от уровня применения его трактовка несколько различается. На уровне технологической операции сущность адаптивного управления заключается в слежении и поддержании постоянства значения какого-либо параметра влияющсго на ход ТП и обеспечивакнпсго заданный уровень выходного параметра, определякицсго качество, производительность при минимальных затратах на выполнение ра<х матривасмой части ТН. Л<<ап < ивнос управление осуществляется либо путем <и раничения управляемого парамсгра сигнал управления вырабагывается только тог а д когда управляемый параметр достиг предельно допус<и- зов мого уровня, лиГ>о путем поиска оптимально<о для конкретных текун<их условий значения управляемого параме< ра - сигнал управления выраГ>атывастся непрерывно и его сосгавляюшис соотвс<ствук>< оптимальным знач< пиям управляемого параметра.

Нля уровня технологической операции принцип адапгапии применим в основном пля операций изготовления .<с<алей. В этом случае обраГ>атывакнцее оборудование из<а<дают автоматической системой, обеспечивающей по«оянный контроль управляемого параметра и сравнение фактических результатов с задаш<ыми. При возникновении отклонения определяется его числ~нное значение и шак и корректируется фактор, регулирующий управляемый параметр. Например, при изменении силы резания изменяется подача независимо от факторов, которые эток« гпособствовали. Практическое применение принципа адаптации для управления технологическими операциями связано с разработкойй на его основе и внедрением автоматизированных (автоз<атичсских) систем управления. Эти сисэсхп,< должны работать в режиме реального времени, обеспсчи> иая мпювенную реакцик> на огклонснис контролируемого параметра, ч го предъявляет высокие требования к их чувсэвительности и бысэродействию, Современные технические средства не позволяют обеспечивать мгновенную управляющую реакцию на возникшее отклонение контролируемого параметра.

Реакция системы запаздывает система вырабатывает сигнал управления спустя нскоторос время после возникновения отклонений контролируемого параметра. Сложность разработки адекватных математических моделей, недостаточные чувстви гсльность и бьн:тродей г < вие стали причинами ограниченного применения алаи < и нных систем. Применение принципа адаптации для управ.<ения ТП <аклк>чается в поддержании стабильности вектора выходных переменных при изменении в некоторых пределах вск- торов входных переменных и условий вследствие пелена правленного изменения структуры и параметров ТП.

В данном случае управление направлено на адаптации> ТП к возникшим изменениям входных переменных и условий его протекания. Принцип адаптации применяют при управлении процессами изготовления изделий высокой эксплуатационной надежности в автоматизированном производстве. Выполнение функции контроля и управления ТП в современном машиностроении неразрывно связано с решением проблемы автоматизации производства.

Технологичегкую систему можно представить (рис. 3.4) как систему, объединяющую объект управления (О) и управляющее устройство (УУ). На вход последнего подается зацаюшес воздействие уз(т), содержащее инфор манию о цели управления. Сформированный управляющим устройством всктор <> (т) в виде управляющего воз действия передастся к объекту управления. В состав управляк>шсго устройства могут входить чувствительное, вычислительное и исполнительное устройства. Чувствителъные устройства (изх<ерительные устройства, датчики) служат для измерения подаваемых к управляющему устройству воздействий.

Вычислительное устройство реализует алгоритм сго работы. В простейшем случае оно выполняет элементарные математические операции (сравнение, определение разности, интегрировани< и т.п.). В более сложных случаях вычислитсльног устройство может представлять собой 0ВМ или даже ком плскс ЭВМ. Исполнительные устройства предназначены для непосредственного управления объектом. т.е, изменения его сос гояния в соответствии с сигналом управления.

Характеристики

Список файлов книги