К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 136
Текст из файла (страница 136)
Сложность создания оптимальной системы управления для СТО производотва ИЭТ, особенно изделий микроэлектроники, объяснявтся многообразием видов технологических процессов, их постоанным усложнением и связанным с этим увеличением числа исполнительных органов, датчиков и управляющих устройств в кендой единице СТО. Поспшнно расширяющаяся номенклатура иэделий, многообразие и прецизионность параметров технологических процессов предъяюгяют к СУ технологическим оборудованием повышенные требованкя в отношении объема Функций, кек традиционных (управления механизмами), так и ряда новых, Основные функции СУ СТО следующие: 1) диагностика к контроль: диагностика устройств оборудования (контроль работоспособности механизмов и параметров процесса); метрологическая диагностика; прогнозирование состояния оборудования; отображение результатов контроли на дисплее, передача их на следующий уровень управления; 2) программирование: задание программы процесса в режиме диалога при автономном использовании СТО; возможность перепрограммирования в процессе цикла; расчет параметров процесса по математической модели; югрузка программ процессов по канату связи с высшим уровнем управления; архивация типовых технологических программ; 3) исполнение программ управлению управление последовательностью технологического цикла; управление параметрами процесса; адаптивное управление при изменении параметров процвссы самонастройка системы при изменении параметров объекта улрюшения; коррекция погрешноотей трактов измерения и градуировочных характеристик датчиков; коррекция параметров процесса по результатам межоперационного контроля! многосвязное рюулирование (например, профилирование температурных полей в диффузионном СТО); ситуационное управление; 4) отображение и документирование: параметров программирования; резулътатов диагностики; текущих параметров и отклонения от заданных значений; 5) связь с системами высшего уровня; 6) реализация процесса в аварийных ситуациях.
Возможность рвиизвции этих функций в эначитадьной степени определяется структурой системы управления. Специальное технологическое оборудование является сложньгм объектом управления и содержит большое число взаимодействующих узлов и агрегатов. Структура СУ предспаляет совокупность агрегатов и узлов обьекта управления (ОУ), а также технических средств управления со всеми взаимосвязями между ними. Задача определения структуры СУ не имеет однозначного решения, что обусловлено многообразными и часто противоречивыми требованиями (объем функций управления, стоимость, напевность и др.) и состоит в разбиении СУ на подсистемы и обеспечении взаимодействия этих подоистем. Использование в СУ микроЭВМ, персональных компьютеров (ПК), микропроцессорных программируемых контроллеров позволяет реализовать различные варианты СУ, различающиеся составом и взаимодействием ее компонентов, направлением передачи информации и мостом обработки ее.
Системы управления автономным технологическим оборудованием в зависимости от состава и струхтуры технических средств можно раздавить на цеитрализованнме и децентрализованные (распределенные). 424 Глаза 4,2 ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ Рвс. 4.2.3. Фумювммэима Яииа ыытуаииеееавая СУ В системах централизованного управления прием, обработав информации, расчет и выдача упр~апяющих воздействий производятся только микропроцессорным блоком управления. Мнкропроцас сор ний блок управления (БУ) - устройство, содержащее процессор (П), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройства связи с обгзэхтом (модули приема и выдачи дискретных и аналоговых сигналов- соответственно МПД, МВД, МПА, МВА), функциональные модули (найример, управление приводом), модули связи (МС) с вьппестоящими СУ.
Иа рис. 4.2.2 приведена Функциональная схема централизованной СУ. Датчики и ис полн нтельнью устройства располагаются в технслогичесюм обьекгз управления. К модулям приема МЩ и МЛА блока управления (БУ) подюпочены дискретные (А) и аналоговые (Ц датчики СУ. Упраюгяющие сигналы БУ через модули вьщачи МВЦ' и МВ4 подаются на дискретные (г) и анелоговью (Р) исполнительные устройства. Для связи с оператором, а также с системой управления более высокого уровня в БУ используются модуль связи (МС) и дисплей (Д).
Достоинством СУ централизованного типа являются возможность управления различными устройствами ОУ с помощью ограни- ченного комвмкю аппаратных средств только за счет изменения числа модулей, а также относительная простота структуры. Вместе с тем, так как в подобных системах выполнение любой Функции осущесталяетсл толыю через центральный процессор, отказ последнего не гарантирует безопасность работм оператора и качество технологичесюго процесса.
Усгюжнение СТО, увеличение реализуемых Функций, возрастание числа датчиков и исполнительных устройств приводит к росту обьема памати и замедлению реакции СУ на упрююяющие юздействия и воамущення. При щммом цифровом управлении паРаметрами СТО цикл обрыцения к каналу Регулирования прн общем числе каналов до 5 - б может составить несхолько секунд. Длэ малоинерционных объектов типа испарителей материалов при таком цикле обращения не может быль обеспечено требуемое качество регулирования. Значительные сложности при централизованной структуре СУ представляет программнроыщие циюа управления, а также внесение необходимых в процессе зюплуатации изменений.
Сноюмы децентрализованного управленюг нмаюг распределенную техническую и программную структуру и сетэвую организацюо обмена информацией. Эти типы систем не имеют основных недостатков централизованных систем. кплссишиклцид функциональная схема децентрализованной СУ приведена на рис. 4.2.3, В составе обьекта управления могут быть технологические ыреппы Ан ..., *, в калщом иэ которых имеются дисхратнме и аналоговые датчики и нсполшпелькые устройства, Отдельными ы ражами СТО могтт быть шлюзовые, мпруэочны, накопительные анатемы и тл.
В децентрайизованных СУ управление осуществляется с помощью труппы лоюшьных контроллеров, которые выполнюот отдал»пью функции по упраюынню технологическим процессом. Кокгроллсры могут бмть как микропроцессорными, так и построенными на основе "жесткой"' логики, Из сравнения рис. 4.2,2 и 4.2,3 видно, что в сиатеме децентрышэованного управления имеется несколько центров обработки информации. При слабом взанмодейсэвик мазду агрегатами А~ большая часть информации мо- жег обрабатыюпъся контроаврамн Х» юмшый из которых вьщает сигналы на исполнителькыв элементы шрывтов в заыюимости от состоюпш датчиков н команд управления, поступающих а ВУ.
Ьюк управления осуществляет как информационную аююь канду контроллерами, так и координацию ведения технологичеакого процесса, контроль его параметров и связь а системой высшего уровня. В смык о тем, что каждое из вычислительных устройств СУ выполняет в распределенной сиатеме меньшее число фукющй, чем в централизованной СУ, можно выполнить значитально более сложные операции, например: преобразование данньап цифровую фильтрацию иэмервемых сигналов; вычисление параметров, которые не могут быть измерены непосредственно. 43В Глава 4.2. ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ Современный этап развития микропроцессорных систем управлеши харакгеризуеюя широкой номенювпурой аппаражых аредств. Все большее чиало измерительных нреобразовагелей, регуляторов и других элементов локального управления строят иа базе микропроцессорных контроллеров нли однокристальных ЭВМ.
Усложнение СТО, увеличение и усложнение функций управления и конциви обусловлшюют дальнейшее развитке децентрализованных систем управления. Однако это не означает, что системы централизованного управления ие могут найти применения. Так, СУ отдельных агрегатов СТО (например, шлюзовых систем) строят, как правило, по принципу централизованного управления. Системы децентрализованного управления яюиются по существу многоуровневыми а распределением функций управления между уровнями. В современном СТО можно выделить три уровня управления.
В классифшащии аистем управления, приведенной на рис. 44Д1, рассматриваемые уровни управления СТО являютая как бы подуровнями 1 уроюи управления ГПС. Устройства первого подуровни обеспечивыот преобразование информации датчиков и исполкнтелъньсх устройств (нормирующкх преобразователей, усилителей мощности и др.),а также защиту устройств и ырегатов СТО и безопасность обслуживающего персонала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
