Управление системами и процессами машиностроения

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Управление системами и процессами машиностроения



страница1/4
Дата14.05.2017
Размер0,52 Mb.


  1   2   3   4
Управление системами и процессами машиностроения

Управление – целенаправленное изменение состояния или параметров машины, системы, процесса в соответствии с требуемым алгоритмом функционирования. В основе любого управления лежат процессы передачи и преобразования информации, т.к. с усложнением систем усложняется система управления, увеличивается объем информации, поэтому необходимо применение ЭВМ.
Производственный процесс как объект управления

Для настоящего этапа развития машиностроения характерно: 1) расширение функций и задач управления, усложнение законов и объектов управления, переход к сложным многоцелевым системам управления; 2) управление в условиях значительной и все возрастающей неопределимости свойств сложного процесса, влияния внешней среды, целей управления, критериев качества; 3) широкое применение средств вычислительной техники, создание многопроцессорных систем, реализующих диалог «человек – система управления».



Рис.1 Структура производственного процесса машиностроительного производства с точки зрения задач управления, где 1 – система организации технологического управления, 2 – управление технологическим процессом, 3 – управление технологическим оборудованием, 4 – управление вспомогательным оборудованием, 5 – управление транспортом, 6 – управление складом, 7 – измерение, контроль и управление технологическими параметрами, 8 – программное и адаптивное управление, 9 – программное управление (прямое, разомкнутое, замкнутое, адаптивное), 10 – управление по сложившейся ситуации, 11 – информационно-поисковая система управления.



Производственный процесс (ПП) – технически и организационно упорядоченное воздействие средств труда и труда людей на предмет труда с целью получения требуемого продукта труда и осуществление всех сопутствующих этому действий, обеспечивающее функционирование производственного подразделения в требуемом режиме.

Технологический процесс (ТП) – совокупность действий, связанных с обеспечением требуемых выходных параметров данного процесса. Управляемый ТП – процесс, для которого определены основные входные воздействия и выходные переменные процессы, которые необходимо контролировать в реальном времени, установлены зависимости между входными воздействиями и выходными переменными, разработаны методы их автоматического измерения и направления изменения.
1. АСУ – Автоматизированная система управления – система «человек – машина», призванная обеспечить автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации процесса управления.

2. АСУ – человеко-машинная система, основанная на комплексном использовании экономико-математических методов и технических средств автоматической обработки информации для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельности.



Общие свойства и отличительные особенности АСУ: 1) наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов; 2) система и входящие в нее разнообразные элементы являются многофункциональными; 3) наличие у всей системы общей цели, общего назначения, определяющего единство сложности и организованности, несмотря на все разнообразие входящих в нее элементов; 4) переменность структуры, обеспечивающая многорежимный характер функционирования, возможность адаптации как в структуре, так и в алгоритме функционирования; 5) взаимодействие элементов в системе в большинстве случаев носит стохастический (случайный) характер; 6) система является ???эрготической??? (Эргодичность — специальное свойство некоторых изменяющихся (динамических) систем, состоящее в том, что в процессе эволюции эргодичной системы почти каждая точка её с определённой правильностью проходит вблизи любой другой точки системы. Тогда при расчетах труднорассчитываемое время можно заменить фазовыми (пространственными) показателями. Система, в которой фазовые средние совпадают с временными, называется эргодической.; ЭРГАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА |- сложная система управления, составной элемент которой - человек-оператор (или группа операторов), напр., система управления самолетом, диспетчерская служба вокзала, аэропорта.; эрготическая система, т.е. система, включающая человека-оператора, который мыслится как материальная система, без различия физической и интеллектуальной деятельности, целесообразно функционирующая в совокупности с комплексом технических средств.); 7) система обладает высокой степенью автоматизации.

Рис. 2 Схема переработки информации в АСУ

ОУ – объект управления, 1 – сбор текущих данных о состоянии объекта, 2 – первичная обработка данных, 3 – расчет параметров управляемого объекта с учетом влияния возмущений, 4 – сравнение фактических значений параметров с требуемыми, 5 – оценка значений отклонения, 6 – расчет возможных вариантов решения задачи управления, 7 – принятие решения, 8 – выработка управляющего воздействия, 9 – исполнение решения органами управления.
Классификации АСУ

В зависимости от роли человека в процессе управления системы можно разделить на два больших класса: 1) информационно-справочные и информационно-советующие системы, 2) управляющие системы. 1 – ИСС1 обеспечивает сбор и выдачу в удобном для обозрения виде измерительной информации о ходе ТП. Она служит рекомендацией оператору, причем основная роль в этих системах принадлежит человеку.



Рис. 3 Структурная схема ИСС1 (D1 и D2 – датчики, ИМ – исполнительные механизмы)

ЭВМ представляет широкие возможности для математической обработки данных, что позволяет прогнозировать изменение контролируемых параметров. В математическом обеспечении ЭВМ входит библиотека рабочих программ, каждая из которых выполняет одну или несколько функций контроля и программа-диспетчер, которая по заранее определенному порядку или в зависимости от текущих значений технологических параметров выбирает для выполнения ту или иную рабочую программу. Порядок выполнения может быть нарушен сигналом прерывания, который производится и отрабатывается специальной подпрограммой программы диспетчера. Сигнал прерывания может поступить от датчиков или оператора.

ИСС1 обычно используют в тех случаях, когда имеет место сложность процесса, не позволяющая удовлетворительно описать его функционирование математической моделью.

ИСС2. Выполняемые функции: 1) сбор и обработка информации, 2) определение рационального технологического режима по отдельным технологическим параметрам; 3) определение управляющих воздействий; 4) определение значений уставок локальных регуляторов.

Способы реализации: 1) программа-диспетчер инициирует подпрограмму анализа управляющего процесса; 2) производит вычисление управляющих воздействий при отклонении параметров управляемого процесса от заданных технологических режимов; 3) вычисление управляющих воздействий при введении оператором дополнительных данных, которые невозможно получить путем измерений.

Применение: 1) при осторожном подходе к решениям, выработанными формальными методами; 2) при неопределенности математического описания процесса; 3) при неадекватности математической модели в целом; 4) когда критерии управления носят качественный характер и существенно изменяются в зависимости от большого числа внешних факторов.

При большом разнообразии и объеме дополнительных данных общение оператора с ЭВМ строится в форме диалога.

Структурная схема ИСС2 такая же, как и у ИСС1.

Промежуточным классом между ИС и УС можно считать Информационно-управляющую систему (ИУС). Она представляет оператору достоверную информацию о прошлом, настоящем и будущем состоянии производства в нужное время и в нужной форме.


УС – управляющие системы – системы, обеспечивающие наряду со сбором информации выдачу непосредственно команд исполнителям или исполнительным механизмам. Они работают в реальном масштабе времени, т.е. в темпе технологических операций. В этих системах главная роль принадлежит машине, а человек контролирует и решает наиболее сложные вопросы, неподвластные вычислительным средствам системы.

Рис. 4 Супервизорная Система Управления


АР – локальный авторегулятор, Dy – датчик локального регулятора, Dk – датчик контролируемых параметров управления.

В этой системе часть параметров управляемого процесса и логика командного управления управляется авторегуляторами, а ЭВМ рассчитывает и устанавливает оптимальные настройки этих регуляторов. Остальной частью параметров ЭВМ управляет в режиме цифрового прямого управления.



Супервизорный режим позволяет не только автоматически контролировать управляемый процесс, он и управлять им вблизи оптимальной рабочей точки. Функции оператора сводятся к наблюдению за ТП и в случае необходимости к корректировке цели управления и ограничений на переменные.

(СУПЕРВИЗОР (супервайзер) (англ. supervisor - букв. - надсмотрщик), управляющая программа (или комплекс программ), предназначенная для организации многопрограммного режима работы ЭВМ (или вычислительной системы).)
Рис.5 Системы прямого цифрового управления
Этот режим позволяет исключить локальные регуляторы с задаваемой установкой, т.к. ЭВМ непосредственно вырабатывает оптимальное управляющее воздействие и с помощью преобразователей передает команды на исполнительные механизмы.

В этой схеме можно реализовать оптимизирующие функции, адаптацию к изменению внешней среды и переменным параметрам объекта управления. Упрощается реализация режимов пуска и останова процессов. Основным минусом является то, что надежность всего комплекса определяется надежностью устройств связи с объектом и надежностью ЭВМ.


Каталог: new -> SubjectFGOS
new -> Концепция развития сферы услуг в Республике Беларусь на 2015-20
SubjectFGOS -> Лекция №4 Загрязнение атмосферы и ее защита План Замкнутые технологические схемы газооборотов
SubjectFGOS -> Темы рефератов по курсу «Математическая логика и теория алгоритмов»
SubjectFGOS -> Рабочая программа по дисциплине «Б 3 1 Социология и психология труда» б 1 для направления нфгд
SubjectFGOS -> Лекция №2 биосфера и человек план Жизнь и живое вещество Признаки, свойства и функции живого вещества
SubjectFGOS -> Рабочая программа по дисциплине б 3 1 «Физико химические процессы в техносфере»
SubjectFGOS -> Лекции лаб зан прак зан. Срс 1 2 3 4 5 6
SubjectFGOS -> Натурный эксперимент с новой конструкцией самолета может вызвать гибель экипажа
  1   2   3   4

  • Производственный процесс как объект управления
  • Классификации АСУ