Задачи управления технологическим циклом.

Технологический цикл представляет собой последовательность сменяющих друг друга технологических операций (см. вопрос 3.3). После завершения последней операции, входящей в состав цикла, управляющее устройство переводит технологический объект в режим выполнения первой по счёту операции и технологический цикл повторяется.

Системы управления технологическим циклом, называемые обычно системами программного управления (см. лекцию 7), обеспечивают как последовательную смену технологических операций по мере их выполнения, так и управление каждой из операций, входящих в состав технологического цикла. Таким образом, в порядке управления технологическим циклом, во время выполнения отдельных операций производится необходимая стабилизация параметров техпроцесса на заданном уровне, их программно-следящее изменение, а также решаются задачи автоматической оптимизации техпроцесса в соответствии с его целевой функцией. Вопросы синтеза алгоритмов автоматической стабилизации параметров и оптимизации техпроцессов были рассмотрены ранее. Здесь мы рассмотрим вопросы управления последовательной сменой операций в течение технологического цикла.

Сложность организации автоматического управления полным технологическим циклом определяется числом и сложностью выполняемых в составе цикла операций, а также возможностями оперативного выбора различных вариантов продолжения цикла или повторения его частей. Необходимость такого выбора определяется как разнообразием решаемых технологических задач, так и требованиями эффективного управления в аварийных ситуациях. Так, при разработке резанием необходимо обеспечить вывод рабочего органа (резца, сверла и пр.) в рабочую зону, перемещение рабочего органа по заданной траектории в процессе обработки, периодическую смену инструмента, технологических скоростей, режимов работы вспомогательных механизмов в зависимости от производственной ситуации.

АСУТП должна производить логический анализ производственной ситуации и необходимые расчёты, на основании которых она вырабатывает управляющие сигналы по выполнению технологического цикла. Такой анализ аналогичен логическому анализу и расчётам, которые производит человек-оператор перед принятием решения о воздействии на те или иные командные органы при ручном управлении технологическим циклом, таким как, например, цикл механической обработки.

В вопросе 3.3 мы уже выяснили, что технологические циклы целесообразно представлять в виде последовательности тактов. Содержание операций, производимых системой управления в пределах каждого такта, определяется как комбинацией входных сигналов, поступающих в управляющее устройство в данном такте, так и информацией о состоянии техпроцесса и системы управления в предыдущих тактах. В результате управляющие устройства, обеспечивающие управление технологическим циклом, оказываются преимущественно последовательностными автоматами, которые обеспечивают управление последовательностью тактов работы технологического объекта, причём выполнение большинства тактов связано с использованием информации, полученной по каналам обратной связи при выполнении предыдущих тактов.

Устройство управления технологическим циклом разделяется на узлы и элементы, находящиеся в иерархической соподчинённости по отношению друг к другу. В его составе всегда имеются отдельные узлы, выходные сигналы которых зависят только от комбинации входных сигналов, поступивших в текущем такте управления. Такие узлы называются комбинационными автоматами.

Логический анализ производственной ситуации и технологические расчёты, которые его сопровождают, связаны с обработкой информации в дискретном виде (см. вопросы 2.4, 2.4). В основе всех УВМ лежит обработка информации в двоичных кодах. Причиной этого является двоичный характер формальных логических рассуждений и экономичность двоичного кодирования (см. вопрос 2.4.1). По указаниям причинам в основе теории анализа и синтеза систем управления технологически циклом лежит логический анализ комбинационных и последовательностных автоматов методов булевой алгебры (приложение 4).