Автоматизация управления технологическими процессами (АСУТП).

Это следующая ступень в иерархии систем управления.

Назначение и функции основных видов АСУТП.

 

Назначение АСУТП	Функции АСУТП и области применения
Управление технологическим процессом (ЭВМ управляет оборудованием)	Управление оборудованием по заданной программе с контролем состояния оборудования и обрабатываемого материала. Используется для управления непрерывными процессами в нефтехимии, энергетике, металлургии.
Контроль параметров технологического процесса (ЭВМ собирает и обрабатывает информацию; управляет процессом оператор)	Сбор и обработка данных о состоянии оборудования, сырья, материалов, времени обработки, параметров выходной продукции. Используется в металлургии, машиностроении, транспорте, химической промышленности, авиации, энергетике и т.д.
Диагностика и контроль продукции (ЭВМ собирает и обрабатывает измерительную информацию)	Проверка и определение неисправности, как выходной продукции, так и основных блоков, деталей, узлов.
Управление складским хозяйством (ЭВМ ведет сбор и учет информации)	Учет и распределение по ячейкам склада материалов и изделий, подлежащих хранению. Автоматический поиск адреса, управление складскими транспортными средствами, оформление сопроводительной документации.
Управление транспортировкой грузо и пассажиров	Учет, распределение и планирование направлений и объемов грузовых и пассажирских перевозок, расчет маршрутов транспорта, слежение за ритмичностью перевозок и т.д. Используется на различных видах транспорта
Контроль пожарной и охранной сигнализации	Контроль за состоянием датчиков объекта

Построение АСУТП ведется на основе микроЭВМ, программированных микропроцессорных контроллеров и вычислительных комплексов на основе многих микроЭВМ, объединенных в локальные сети.

Наряду с автоматизированным оборудованием и робототехническими комплексами АСУТП является основой для построения гибких автоматизированных производств.

САПР - автоматизированное проектирование изделий, заполнение баз данных для ЛСУП, составление управляющих программ для оборудования.

АТСС - автоматизированная транспортно-складская система. Задача АТСС эффективное и надежное управление процессами хранения и перемещения грузов.

Системы числового программного управления.

В СЧПУ с помощью набора цифровых и буквенных символов однозначно задаются координаты перемещения рабочих органов станков и манипуляторов, управление режимом обработки деталей, включение исполнительных механизмов, момент съема детали и т.д.

Управляющие программы СЧПУ содержат два основных вида информации, необходимой для автоматической работы станка: геометрическую и технологическую. Геометрическая информация содержит данные о форме, размерах детали и обрабатывающего инструмента, их взаимное расположение.

Технологическая информация - содержит указания о последовательности работы.

По структуре СЧПУ подразделяются на разомкнутые, замкнутые, комбинированные и

адаптивные.

Разомкнутые СЧПУ. В их основе лежит принцип жесткого управления, т.е. используются только управляющие воздействия, заложенные в программу. Такие системы не реагируют на возможные изменения технологического процесса обработки.

Замкнутые СЧПУ. Здесь помимо основной управляющей программы используется корректирующая информация о действительных значениях управляемых параметров.

В комбинированных СЧПУ управление основными параметрами осуществляется замкнутыми системами, а управление вспомогательными параметрами - разомкнутыми.

В адаптивных СЧПУ используются дополнительные датчики информации о параметрах процесса обработки (силе резания, температуре инструмента, его износе).

Устройства управления СЧПУ, построенные на основе микроЭВМ или микропрограммируемых контроллеров являются универсальными. Достаточно сменить

управляющую программу, причем это можно делать на расстоянии по линиям связи.

Это свойство позволило решить проблему автоматического управления несколькими, часто различными, станками с СЧПУ от одной управляющей ЭВМ, что и привело к созданию гибких производственных комплексов, участков, производств.

Роботизированные технологические комплексы (РТК).

РТК представляет собой технологическое оборудование, оснащенное средствами числового программного управления и состоящее из одного или группы станков, промышленных роботов, транспортных и накопительных средств, объединенных между собой общей системой управления.

Роботизированные технологические участки (РТУ).

РТУ состоит из нескольких РТК. объединенных автоматизированной транспортной системой со вспомогательным оборудованием и автоматизированной системой складирования. Управление РТУ осуществляется центральной ЭВМ, информационная система которой соединена с соответствующими датчиками и выходами промышленных роботов и РТК. Та же ЭВМ осуществляет связь РТУ с вышестоящими системами управления. Объединение РТУ с отдельными РТК и различными автоматизированными системами (АСУП, АСУТП, САПР) привело к созданию ГАП.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП).

ГАП - это производство (поточная линия, цех, завод), которое функционирует на основе безлюдной или малолюдной технологии. ГАП включает в себя технологическое оборудование, складские и транспортные системы и другие производственные компоненты. Работа всех компонентов ГАП координируется с помощью многоуровневой микропроцессорной распределенной системы управления, в которой каждое устройство из состава ГАП может иметь собственную систему управления на основе микроЭВМ. Распределенная система управления обеспечивает изменение программы функционирования частей ГАП. Это дает возможность иметь быструю перестройку и гибкость технологии при смене производственного задания.

Системы ГАП рассчитаны на изготовление среднесерийных и единичных изделий, к которым относятся примерно 75% всех изделий в машиностроении. Характерные особенности ГАП:

- резкое повышение производительности труда;

- быстрое изменение номенклатуры выпускаемых изделий;

- освобождение человека от неквалифицированного труда и монотонной работы.

Для реализации ГАП используются различные датчики, исполнительные механизмы, микропроцессорные контроллеры, микро и миниЭВМ, системы управления базами данных, локальные вычислительные сети, робототехнические комплексы и станки с ЧПУ, автоматизированный транспорт и склады, САПР, АСУП, АСУТП.

Ячейки ГАП обязательно содержат программно-управляемый станок, один пли несколько роботов-манипуляторов, обеспечивающих смену заготовок и съем готовой продукции.

Ячейки ГАП объединяются транспортными средствами. Компьютеры в ГАП используются для решения следующих задач:

- непосредственное управление оборудованием;

- обеспечение надежности функционирования ячеек ГАП и производства в целом;

- обеспечение техники безопасности;

- учет;

- планирование.

Комплексная автоматизированная система управления гибким производством состоит из подсистем АСУП-САПР-АСУТП.

 

Программное обеспечение ГАП содержит: операционную систему, систему управления базами данных, языки программирования, программное обеспечение локальной сети, специальное программное обеспечение для функционирования задач САПР, специально разработанные языки для ЧПУ.

Основные задачи, решаемые микроЭВМ в ГАП: непосредственное управление оборудованием, обеспечение надежности функционирования ячейки ГАП.

Основные задачи, решаемые на уровне миниЭВМ: управление ГАП, обеспечение надежности функционирования ГАП.

ДАТЧИКИ, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ