Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Організація робіт по створенню систем оперативного управління ГВС






Задачі та особливості побудови програмних засобів управління. При створенні ГВС однією з головних є задача оперативного управління функціонуванням виробничого устаткування і синхронізації матеріальних потоків. При цьому розробка програмного забезпечення, що реалізує алгоритми управління, синтезовані на основі розглянутих модифікацій сіток Петрі, буде найбільш трудомістким етапом проектування ГВС.

Розроблювані сьогодні ГВС є унікальними системами, пристосованими для розв’язку конкретних задач, обумовлених специфікою автоматизованого об’єкта. Витрати на проектування і подальший розвиток можна знизити типізацією рішень в області створення ГВС, у тому числі і при розробці програмних середовищ оперативного управління матеріальними потоками ГВС.

Одним зі шляхів типізації рішення в цій області є використання принципу модульності, відповідно до якого ГВС компонуються з окремих типових модулів і підсистем.

Система оперативного управління ГВС представляє собою баторівневу ієрархічну систему зі зворотними зв’язками, організовану у вигляді розподіленої мережі комп‘ютерних та мікропроцесорних пристроїв управління. Схема організації СОУ ГВС була наведена на рис. 1.8. Нижній рівень вирішує задачі локального управління послідовністю технологічних операцій на виробничому устаткуванні. Управляючі сигнали, сформовані цим рівнем управління, визначають моменти включення та виключення компонентів устаткування для виконання необхідних виробничих операцій, забезпечують програмну роботу устаткування. Верхній рівень управління забезпечує взаємодію всіх одиниць устаткування при проходженні через ГВС запланованих на плановий період виробів-замовлень. На цьому рівні збирається і відображається поточна інформація, що визначає стан ділянки, координується робота всіх засобів управління нижнього рівня, формується інформація і повідомлення (запити до операторів ГВС), здійснюється взаємодія з вищестоячим рівнем управління.

При експлуатації ГВС, використовуючи програмні засоби управління, користувач може вирішувати задачі автоматизації оперативного управління, диспетчеризації матеріальних потоків, оперативного регулювання і коректування планового завдання, автоматизації обліку стану виробництва, автоматизації передачі інформації в ієрархічних системах управління.

Головною відмінною рисою і принципом побудови розроблених програмних засобів є управління процесами функціонування ГВС на основі інтерпретації сіткових управляючих моделей. На етапі проектування алгоритмів чи управління їх гнучкою перебудовою інтерпретація управляючих моделей виконується з метою аналізу властивостей алгоритмів і розв’язку різних оптимізаційних задач. На етапі реалізації алгоритмів управління спроектовані сіткові моделі використовуються для управління процесами функціонування ГВС. При цьому управляюча модель інтерпретується на основі тих же принципів, що і на етапі проектування.

На рис. 4.4 зображена схема організації управління ГВС на основі використання управляючих моделей, що відображає послідовність взаємозалежних фаз управління.

На вхід СОУ надходить інформація про конкретну конфігурацію об’єкта управління ОУ, про умови його функціонування, специфікації управляємих процесів, а також планове завдання та вимоги оптимізації. У блоці В 1 будується ієрархічна структура управляючої моделі ГВС і формується область значень оптимізованих параметрів. Виходом блоку В 1 служить сіткова модель N Ппроцесу функціонування ГВС і набір правил призначення пріоритетів (РNi). Блок В 2реалізує фазу оперативного планування й оптимізує параметри сіткової моделі процесу функціонування з метою формування N У – управляючої моделі ГВС. Вихідними даними є сіткова модель N П і кодовані параметрами одержуваної управляючої моделі правила призначення пріоритетів, що формалізують прийняті в СОУ стратегії управління.

Фаза диспетчеризації реалізується блоками В3 і В4. Блок В3 диспетчеризації запитів і команд відповідно до вибраної у фазі планування стратегії управління за поточним значенням вектора-сигналу V зворотного зв’язку з ОУ формує нові значення маркування Mk+ 1 управляючої моделі і вектора вхідного алфавіту V взаємодії з ОУ. Блок В 4 здійснює інтерпретацію поточного стану управляючої моделі і перетворює відповідні елементи N у на параметри управління – управляючі сигнали Yk .

Рис. 4.4. Схема організації управління ГВС на основі використання управляючих моделей:

В1 – генерація структури та настроювання параметрів управляючої моделі; В2 – оптимізація параметрів управляючої моделі;

В3 – трансляція управляючої моделі (диспетчеризація запитів та команд); В4 – інтерпретація стану управляючої моделі Мк;

В5 – локальне управління обладнанням; В6 – діагностика стану та контроль показників функціонування ОУ; В7 – обробка аварійних ситуацій та відхилень (коректування структури та параметрів управляючої моделі); В8 – статистичний облік; ОУ – об’єкт управління (обладнання ГВС)

Кожна операція для СОУ характеризується тільки тривалістю, ресурсом, що використовується для її виконання, і предметом праці – партією деталей. У зв’язку з цим управляючими сигналами є команди запуску операцій із вказівкою часу початку і місця їх виконання для всіх технологічних процесів ГВС у плановому періоді. Ці команди обробляє пристрій локального управління відповідними ресурсами (блок В 5). Пристрій локального управління, приймаючи з верхнього рівня команди запуску необхідної операції, реалізує управління устаткуванням, використовуючи свій набір сигналів про стан ОУ { Ki (t)} і набір управляючих команд { ui (t)} механізмів устаткування. По закінченні виконання необхідної операції ОУ формує сигнали Xk про зміну стану своїх компонентів, що надходять до блоку діагностики станів і показників функціонування ГВС (блок В 6).

Блок В 6 реалізує функції фази контролю. В цьому блоці обробляється первинна інформація про стан ОУ і встановлюється відповідність дійсного ходу функціонування виробництва Хk запланованому Мк. Якщо відхилення вважаються допустимими, то управління передається блоку В 3, на вхід якого подається вектор вхідного алфавіту сигналів V зворотного зв’язку по управлінню. Якщо блок В 6 фіксує аварійні ситуації (вихід з ладу устаткування) чи недопустимі відхилення функціонування ОУ (порушення у виконанні планового завдання), то управління передається на блок В 7.

Блок В 7 виконує функції регулювання і призначений для обробки аварійних ситуацій і усунення відхилень виробництва додаванням у систему ресурсів чи зміною планового завдання. У блоці коректуються структури і параметри управляючої моделі і формується нове планове завдання із врахуванням введених оператором ГВС додаткових ресурсів. У результаті на вхід блока В 2 подається нова відкоректована модель N п * процесу функціонування ОУ. При цьому до закінчення процесу формування нової сіткової управляючої моделі управління ГВС організовується за старою моделлю в режимі прямої диспетчеризації по одній із встановлених стратегій управління.

У СОУ реалізується також статистичний облік станів виробництва для використання і передачі інформації АСУ верхнього рівня (блок В 8). На блок В 8 може вплинути і оператор ГВС через повідомлення x про зміни в інформаційному стані СОУ.

Таким чином, управління ГВС складається з фаз генерації, планування, диспетчеризації, контролю, обліку і регулювання, що виконуються послідовно, а сама СОУ реалізує принцип управління зі зворотним зв’язком по стану, що враховує вплив на ОУ всіх збурюючих впливів(f, x).

Організація управління на базі управляючих моделей дозволяє говорити про інваріантість розробленого принципу до конкретного змісту виконуваних технологічних операцій і конфігурації ОУ. Цей принцип може бути типізований не тільки для дискретних складальних, але і для механообробних виробництв. У цьому полягає принципова відмінність і перевага розробленого пакету СОУ.

Для автоматизації фази оперативного планування розклад функціонування устаткування одержують способом динамічної трансляції сіткових управляючих моделей. Однак управління ведеться не відповідно до заздалегідь встановленого у фазі планування розкладом послідовності дій, а за оптимальними стратегіями управління, що формують цю послідовність дій у ході обчислень. Розклад використовується у фазі регулювання, де корегується динаміка управляючої підсистеми до реального ходу керованих процесів ГВС. При цьому враховуються реальні умови, що накладаються на ОУ: стан устаткування, виробів, виробничих показників функціонування.

Така організація управління дозволяє виявляти збої в системотехнічних діях управляючої підсистеми на основі аналізу фактичних станів процесів і співставлення їх із допустимими, які визначаються інтерпретацією управляючої моделі.

Отже, усі фази управління ГВС можна об’єднати єдиною інформаційною базою та системою програмного забезпечення. Сіткові управляючі моделі забезпечують гнучкість управляючої підсистеми, що реалізується адаптацією цієї єдиної бази даних до конкретних технологічних процесів і умов виробництва. Перехід до випуску нового виробу при такій організації управління супроводжується підготовкою відповідної управляючої моделі та стандартної структури даних.

На основі таких принципів організації управління бази даних і програмні засоби моделювання поєднуються в єдину систему, що підтримує аналіз, синтез і оптимізацію алгоритмів управління та інтерпретуючу управляючі моделі. Представляючи єдиний комплекс, така система оперативної управління забезпечує підвищення якості та скорочення термінів проектування і переналагодження системотехнічних дій управляючої підсистеми ГВС.

Склад і функції програмного комплексу типової СОУ ГВС. Комплекс програм типової СОУ ГВС призначений для синхронізації функціонування виробничого устаткування гнучких виробничих систем, досягнення максимально можливого коефіцієнта завантаження устаткування і забезпечення ефективного розподілу матеріальних і інформаційних потоків на стадії експлуатації ГВС. Програмне забезпечення реалізоване із врахуванням наступних вимог до принципів організації комплексу програм: єдність бази даних, розширюваність, модульність, сумісність знизу вверх, інваріантість.

Функції, реалізовані системою оперативного управління, визначаються складом устаткування, задачами управління цим устаткуванням і організацією управління ГВС.

Кожна функція, реалізація якої покладена на систему оперативного управління, задає перетворення:

fi : Xi ® Yi,

де fi – найменування функції;

Xi – множина вихідних даних – аргументів функції;

Yi множина результатів застосування функції.

Таким чином, функція задає правило одержання результату на основі вихідних даних, причому вся множина функцій системи Fi = { fi ï i = 1, n } визначає єдину базу даних, що характеризується множиною .

З кожною функцією fi у СОУ ГВС зв’язується програмний модуль, що представляє цю функцію у формі деякої задачі управління, реалізованої на ЕОМ.

У СОУ ГВС реалізуються наступні функції:

– створення і відновлення в інтерактивному режимі інформаційного стану системи (при повному запуску і після аварійного виходу із системи);

– розрахунок змінно-добового завдання і чергового запуску партій деталей у виробництво;

– оперативне корегування моделі інформаційного стану системи і планових завдань (за вказівками диспетчера ГВС);

– управління взаємодією устаткування (диспетчеризація) відповідно до отриманої управляючої моделі;

– контроль відхилень у процесі функціонування ГВС;

– формування і видача управляючих впливів виробничому устаткуванню;

– облік і формування довідкових даних про стан об’єкта управління і виконання планового завдання;

– тестування елементів комплексу програм СОУ ГВС;

– завершення роботи системи.

Ефективність застосування тієї чи іншої системи, як правило, обернено пропорційна складності її концептуального представлення, тому при проектуванні і розробці програмного забезпечення СОУ ГВС однією з основних задач було створення простих програмних засобів, що не вимагають від диспетчерів ГВС великого обсягу знань з програмування та обчислювальної техніки. Виходячи з вимог гнучкості програмного забезпечення СОУ ГВС побудований за блоково-модульним принципом відповідно до виконуваних функціональних завдань. Це дозволяє модифікувати модулі і розширювати склад комплексу при введенні нових функцій без зміни інших програм. Комплекс програм СОУ ГВС має трирівневу структуру, схема якої зображена на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Структура комплексу програм СОУ ГВС

На верхньому рівні комплексу знаходиться управляючий модуль, що здійснює діалог між диспетчером ГВС і програмним забезпеченням СОУ, а також зв’язок програмних модулів у системі. Управляючий модуль генерує режими роботи комплексу програм, управляє запуском і проходженням програмних модулів у системі.

Модулі середнього рівня реалізують прикладні цілі функціонування СОУ ГВС і забезпечують:

– створення інформаційного стану системи, оперативного управління;

– оперативне планування;

– диспетчеризацію матеріальних потоків;

– оперативне корегування стану системи і ходу виробництва;

– облік стану виробництва;

– тестування комплексу програм за контрольними прикладами;

– відновлення інформаційного стану при аварійному виході із системи;

– завершення роботи комплексу програм.

Використання загальної області інформаційної бази забезпечує одночасний доступ до даних про стан ГВС декількох програмних модулів всіх рівнів комплексу і миттєву “реакцію” на зміни даних у цій базі.

Нижній рівень комплексу програм складають модулі, що перебувають у функціональному підпорядкуванні у модулів середнього рівня і запуск яких виконується одночасно із запуском визначених модулів середнього рівня. Модуль інформаційного обміну ОВМ, використовуючи загальну базу даних, передає інформацію між комплексом СОУ ГВС і управляючими пристроями виробничого устаткування. Модуль функціонує незалежно, однак його запуск здійснюється одночасно з запуском модуля диспетчеризації МDМР чи оперативного корегування КОRR.

Модуль оперативного контролю КNTR функціонально підлеглий модулю диспетчеризації МDМР, оскільки переробляє поточну інформацію, що надходить з модуля інформаційного обміну ОВМ, про стан виконання запущених модулем диспетчеризації виробничих операцій і встановлює необхідність коректування ходу функціонування виробництва. Модуль запускається одночасно з модулем диспетчеризації матеріальних потоків МDМР, а в ході свого функціонування інформує модуль диспетчеризації про необхідні надалі дії по управлінню ГВС.

Форма роботи СОУ ГВС – діалогова з диспетчером ГВС. Вихідною інформацією для роботи системи є змінно-добові завдання у вигляді комплектації (завантаження) автоматизованого складу. Склад і функції програмних модулів СОУ ГВС наведені в табл. 4.1.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.