ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процессы управления технологическим процессом из "Метрология, стандартизация и сертификация " Кибернетическое представление технологического процесса (ТП) формирует сложно организованную, целенаправленную структуру, элементами которой являются технологические операции (ТО). Дискретный характер ТП, его разбиение на отдельные ТО приводят к тому, что систему управления ТП следует рассматривать как совокупность процессов управления отдельными ТО. Таким образом, управление ТП осуществляется только через управление отдельными технологическими операциями. [c.335] Системный подход к управлению ТП заключается в том, что управляющее воздействие на ТП должна оказывать система управления в совокупности процессов управления, взаимодействующих с помощью материально-технических и информационных средств. Таким образом, комплексность управления не должна противопоставляться управлению по дифференциальным процессам. [c.335] В основе существующих систем управления ТП -и реализующих это управление средств лежат два основных принципа принцип совмещения функций контроля и управления технологическими процессами и принцип адаптации. [c.335] Совмещение функций системы технического контроля (СТК) и управления ТП включает сбор информации о выходных переменных процесса, сравнение их значений с заданными и подачу команды на управляющее устройство для подналадки процесса (изменений уровня настройки, режимов работы оборудования и т. д.). Надежность управления зависит от надежности математических моделей управления и реализующих рассматриваемый принцип технических устройств. [c.336] Принцип адаптации используют для решения задач управления как на уровне технологической операции, так и на уровне ТП в целом. В зависимости от уровня применения его трактовка несколько различается. [c.336] На уровне ТО сущность адаптивного управления заключается в слежении и поддержании постоянства значения какого-либо параметра, влияющего на ход ТП и обеспечивающего заданный уровень выходного параметра, определяющего качество, производительность при минимальных затратах на выполнение рассматриваемой части ТП. Адаптивное управление осуществляется либо путем ограничения управляемого параметра — сигнал управления вырабатывается только тогда, когда управляемый параметр достиг предельно допустимого уровня, либо путем поиска оптимального для конкретных текущих условий значения управляемого параметра — сигнал управления вырабатывается непрерывно, и его составляющие соответствуют оптимальным значениям управляемого параметра. [c.336] Для уровня ТО принцип адаптивности применяют в основном для операций изготовления деталей. В этом случае обрабатывающее оборудование оснащают автоматической системой, обеспечивающей постоянный контакт управляемого параметра и сравнение фактических результатов с заданными. При возникновении отклонения определяется его числовое значение и знак и корректируется фактор, регулирующий управляемый параметр. Например, при изменении силы резания изменяется подача независимо от факторов, которые этому способствовали. [c.336] Сложность разработки адекватных математических моделей, недостаточные чувствительность и быстродействие стали причинами ограниченного применения адаптивных систем. [c.337] Применение принципа адаптации для управления ТП заключается в поддержании стабильности вектора выходных переменных при изменении в некоторых пределах векторов входимых переменных и условий вследствие целенаправленного изменения структуры и параметров ТП. В данном случае управление направлено на адаптацию ТП к возникшим изменениям входных переменных и условий его протекания. Принцип адаптации применяют при управлении процессами изготовления изделий высокой эксплуатационной надежности в автоматизированном производстве. [c.337] Содержание принципа совмещения СТК и ТП. Совмещение функции контроля и управления ТП в современном машиностроении неразрывно связано с решением проблемы автоматизации производства. [c.337] Повышение точности и надежности соблюдения предписанных характеристик и параметров текущего процесса с помощью временного и пространственного приближения средств контроля к технологическому оборудованию возможно всегда, поскольку точность имеющихся средств контроля как минимум на порядок выше возможной точности осуществления производственного процесса. Общеизвестно, что повышение точности соблюдения предписанного параметра приводит к значительному увеличению надежности машины, но повышение точности процесса с помощью управляющих средств контроля — не единственная возможность увеличения экономической эффективности. [c.338] При соблюдении рассматриваемого принципа, как правило, уменьшаются расходы энергии, высвобождаются операторы, создаются предпосылки для комплексной автоматизации всего производственного процесса. Совершенствование технологического оборудования приводит к тому, что необходимый объем информации об объекте производства и число контролируемых параметров непрерьшно возрастают. При этом ценность информации тем выше, чем быстрее (с момента изменения контролируемой величины) она получена и использована для управления. Тем самым рассматриваемый принцип позволяет получить максимум необходимой информации о контролируемом процессе и оперативно ее использовать для дальнейшего совершенствования самого процесса. При этом контролируются не только основные, но и дополнительные влияющие параметры качества. [c.338] Широкое развитие принципа совмещения контроля и управления производственным процессом возможно на основе решения конструкторских, технологических и метрологических задач при создании нового, более совершенного оборудования. Общую тенденцию развития машиностроения в этом плане можно проследить по такой схеме. Содержание чертежей по каналам связи будет передаваться на технологические центры, в которых методами машинного проектирования будут разработаны оптимальные технологические процессы. Затем будут спроектированы системы контроля и управления производственными процессами с учетом обеспечения заданного качества. Ввиду сложности этих процессов на всех этапах неизбежно широкое использование автоматической вычислительной техники, которая оперативно обрабатывает исходные данные, позволяет осуществлять машинное проектирование чертежей, технологинесюгх процессов, схем контроля и управления. Средства контроля все шире используют для управления производственным процессом с целью исключения аварийных ситуаций, предотвращения условий, способствующих их возникновению, с целью защиты окружающей среды и т. д. [c.339] Технологическую систему автоматизированного производства можно представить как систему, объединяющую объекты управления и управляющее устройство. На вход последнего подается задающее воздействие, содержащее информацию о цели управления. Сформированная система управления в виде управляющего воздействия передается к объекту управления. В состав системы управления как управляющего воздействия могут входить чувствительное, вычислительное и исполнительное устройства. [c.339] Чувствительные устройства (измерительные устройства, преобразователи) служат для измерения подаваемых к управляющему устройству воздействий. Вычислительное устройство реализует алгоритм его работы. В простейшем случае оно выполняет элементарные математические операции (сравнение, определение разности, интегрирование и т.п.). В более сложных случаях вычислительное устройство может представлять собой ЭВМ и даже комплекс ЭВМ. [c.339] Исполнительные устройства предназначены для непосредственного управления объектом, т. е. изменения его состояния в соответствии с сигналом управления. В частном случае в качестве исполнительного устройства могут использоваться, например, приводы исполнительных перемещений самого станка. [c.339] В дальнейшем рассмотрении принципа совмещения представлены структуры систем управления качеством продукции и модель функций совмещения СТК и ТП механической обработки. [c.340] Структуры систем управления качеством продукции. Распространенные структуры систем управления качеством продукции при механической обработке иллюстрируются на рис. 8.21. Проанализируем каждую из них. [c.340] Цикловые системы управления получили в настоящее время наибольшее распространение (обработка на станках — автоматах и полуавтоматах, гидрокопировальных станках, станках с ЧПУ, автоматических линиях и т. д.). Они просты и надежны в работе, что, собственно, и определило их широкое распространение. [c.341] Обработка при использовании таких систем идет по жесткому циклу. Цикл не прерывается, если в процессе обработки возникает отклонение параметра качества. Это основной недостаток таких систем. Несмотря на высокую надежность самой системы, надежность протекания процесса обработки низка. В этих системах практически полностью отсутствует управление точностью в сфере самого производства, поэтому они не позволяют компенсировать влияние любых факторов на точность обработки. Управление точностью в таких системах ограничено сферой ТПП. Именно на стадии ТПП формируется содержание задающего воздействия, например программоносителя. Управление точностью сводится к расчетам ожидаемой точности, выполняемым в процессе проектирования операции, и назначению таких условий ее выполнения, которые обеспечивают заданные параметры качества. [c.341] Вернуться к основной статье