Переработка технологической информации Исполнитель

Переработка технологической информации

Цель: Изучение общие положения по информационному обеспечению процесса управления, общие принципы получения и преобразования технологической информации, способы кодирования сигналов, передачи информации защиты ее от помех.

План:

1. Управляемость технологического процесса
2. Получение информации о технологическом объекте управления
3. Преобразование технологической  информации

{spoiler=Подробнее} 

         Управляемый технологический процесс-процесс, для которого определены основные входные (управляющие, управляемые, не управляемые) воздействия и выходные переменные процесса, которые необходимо контролировать в реальном времени; установлены зависимости между входными и выходными переменными (математические модели); разработаны методы их автоматического измерения и направленного изменения. В большинстве технологических процессах машиностроения приходится сталкиваться с необходимостью измерения и управление такими величинами, как температура, давление, сила, время, сила электрического тока и направления и др. Рассматривая состав технологических процессов фазы обработки в машиностроении, можно отметить преобладание процессов управление, которыми связана с необходимостью  регулирования и поддержания физических параметров процесса в соответствии с заданными требованиями с помощью локальных контуров автоматизированного управления  или программированного управления.  

Получение информации о технологическом объекте управления

          В процессе управления оператор передает управляющему устройству априорную и исходную информацию, а объект управления – текущую управляющее устройство информирует оператора о принятых решениях и передает объекту управляющую информацию.

         Связь управляемого устройства с оператором  может быть прямая (оператор – управляющее устройства) и обратная (управляющее устройство – оператор).

         Прямая связь. Оператор вводит в УУ априорную исходную информацию. Содержащую в себе сведения о цели и программе функционирования технологического агрегата, характеристики его предельных возможностей и допустимых отклонений от требуемых значений параметров готового продукта. К ним относятся различные константы (числа) определяющие, например, твердость, чистоту обработки и геометрические размеры детали, предельные токи угловые скорости и температуры двигателей, регламентированные циклические последовательности команд и условия, разрешающие их подачу; функциональные зависимости, связывающие обобщенный критерий качества процесса с характеристиками режимов отдельных механизмов. Содержание сведений определяется конкретной технологической задачей, а форма представления должна быть пригодна для ввода их в управляющее устройство.

         Априорная информация включает универсальные сведения, не изменяемы при переходе от одного типоразмер продукции к другому.

         Исходная информация содержит сведения, касающиеся данного типоразмера продукции. Это прежде всего геометрия детали или химический состав партии отливок, типы инструментов, последовательность их смены и параметры отдельных технологических операций (глубина, резания, скорость подачи резания на станке, последовательность смены калибра и обжатия на прокатном стане  и т.п.).

         Априорная и исходная информация физически может быть представлена только на каком-либо материальном носителе: в виде графического изображения на чертежах, перфокарт, перфолент, магнитных лент, магнитных дисков, т.е. материальных тел, на которые было произведено физическое воздействие.

В современных АСУТП это сигнал в виде импульса тока или напряжения,  передаваемый по проводам из точки передачи в точку приема и несущий необходимый запас энергии для возмущения приемника. Информация с одного носителя на другой переносится с помощью считывания и записи.

         Для сокращения времени подготовки исходных данных широко используются ЭВМ.   

         Обратная связь

         Такая связь служит для информирования оператора о ходе технологического процесса и о принятых управляющим устройством решениях путем постоянного или периодического вывода необходимой информации в форме, легко воспринимаемой органами чувств оператора – обычно зреними и слухом – как обладающими наиболее высокой информационной пропускной способностью. Это могут быть стрелочные или цифровые приборы, подключаемые к входу или выходу управляющего устройство либо к датчикам, а также комплекс индицирующих и регистрирующих приборов в виде цифропечатающих устройств и электронных индикаторов (дисплеев).

         Большое значение имеет форма представления информации, т.е. способ ее кодирования. Большинство датчиков и управляющих устройств оперируют сигналами, представляющими импульсы тока или потенциальные уровни. Стрелочные приборы преобразуют их в положение стрелки на  шкале, цифровые – в комбинацию цифр. Для информации, не требующей оперативной реакции, но необходимой для дальнейшего анализа подходят самописцы, графопостроители, различного типа запоминающие накопители информации.   

         Выдача оператору той или иной информации в сложных АСУТП организуется специальным программным обеспечением УВМ. 

         Связи УУ с техническим объектом управления

         Это связь может быть прямая (УУ – технологи. Объект управления) и обратная (технологическое устройство - управляющее устройство).

Прямая связь По этому каналу используем  элементам технологического объекта передаются воздействия от УУ. Основные задачи этого канала – преобразовательные управляющего сигнала в управляющие воздействие, пригодное по своей природе и виду для подачи его на управляющей вход исполнительного органа технологического объекта управления.

Иногда управление  устройство должно включать и отключать различные клапаны. Электромагниты, электроприводы. В этом случае возникает задача усиления мощности сигнала релейного типа. При управлении от УВМ технологической линией необходимо согласовать выходы УУ и многочисленные входы используемых органов; Кроме того необходимо сформировать сигнал управления для каждого используемого устройства и подать его на технологический объект управления после логического анализа технической ситуации в целях определении условий, при которых это операция может быть выполнена.

Обратная связь Получение информации о текущем состоянии технологического объекта необходимо для выработки управляющей информации. Источниками текущей информации является различные обратные связи, контролирующие значения выходных параметров и возмущений. Канал обратной связи включает в себе первичные преобразователи контролируемого параметра в сигнал (датчики) и вторичные преобразователи сигнала датчика в сигнал, форма которого позволяет ввести его в управляющее устройство. При этом использовается преобразования непрерывных (аналоговых) сигналов в непрерывные и непрерывных в цифровые, когда непрерывно изменяющейся технологической параметр преобразуется в дискретную комбинацию выходных сигналов, представляющую собой цифровой код.

Преобразование технологической информации

Сигналы носителей внешней информации должны передавать сведения о задачах и целях управления. Сигналы текущей информации вырабатываемые датчиками, должны обеспечивать необходимую простоту и высокую достоверность преобразования технологического параметра в сигнал может оказаться, что природа и параметры полученного сигнала не пригодна для того чтобы передавать его по каналам информации. В этом случае необходимо осуществить преобразование сигнала.

В преобразовании сигнала можно выделить два аспекта:

- преобразование природы, формы и параметров сигнала (модуляция, квантование и пр.).

 - установление однозначного сообщения между отдельными видами сигналов и состояниями управляемого и контролируемого параметров (кодирование: состояние – сигнал; перекодирование; сигнал-сигнал; декодирование; сигнал-состояние).

Виды и форма сигналов

Для управления АСУТП наиболее часто используется электрические сигналы, реле – механические, гидравлические, пневматические.

Сигналы в АСУТП делятся на две группы:

- аналоговые или непрерывные

- дискретные

Рис 1. Классификация представления сигналов.

Рис 2. Квантование сигналов по уровню (а) и времени (б)

Контрольные вопросы:

1. Что включает априорная информация?
2. Что содержит исходная информация ?
3. Какие связи бывает УУ с техническим объектом управления?

{/spoilers}