Использование ЭВМ в управлении производством

ЭВМ прочно входят в нашу производственную деятельность и в настоящее

время нет необходимости доказывать целесообразность использования

вычислительной техники в системах управления технологическими процессами

При этом последние годы как за рубежом, так и в нашей стране

характеризуются резким увеличением производства мини- и микро-ЭВМ, а так же

персональных ЭВМ.

На основе производственных мини и персональных ЭВМ можно строить

локальные сети ЭВМ, что позволяет решать сложные задачи по управлению

производством.

Исследования показали, что из всей информации, образующейся в

организации, 60-80% используется непосредственно в этой же организации,

циркулируя между подразделениями и сотрудниками, и только оставшаяся

часть в обобщенном виде поступает в министерства и ведомства.

Это значит, что средства вычислительной техники, рассредоточенные по

подразделениям и рабочим местам, должны функционировать в едином

процессе, а сотрудникам организации должна быть поставлена возможность

общения с помощью абонентских средств между собой, с единым или

распределенным банком данных. Одновременно должна быть обеспечена высокая

эффективность использования вычислительной техники.

Решению этой задачи в значительной степени способствовало появление

микроэлектронных средств средней и большой степени интеграции,

персональных ЭВМ, оборудования со встроенными микропроцессорами. В

результате, в управлении производством находят все большее распространение

локальные вычислительные сети.

ЛВС позволяет небольшим предприятиям воспользоваться возможностью

объединения персональных, микро- и мини- ЭВМ в единую вычислительную сеть,

а крупным предприятиям - освободить вычислительный центр от некоторых

функций по обработке информации "цехового значения" и обеспечить их

решение в цехе, отделе. Кроме того, эксплуатация сети одним заказчиком

позволит упростить решение вопроса о закрытии информации.

Всего на производстве можно выделить четыре группы ЛВС:

1) ориентированные на массового потребителя и строящиеся, в

основном, на базе персональных ЭВМ;

2) включающие, кроме персональных ЭВМ, микро-ЭВМ и микропроцессоры,

встроенные в производственные контроллеры и микроконтроллеры

3) построенные на базе микропроцессорных средств, микро и мини-ЭВМ и

ЭВМ средней производительности;

4) создаваемые на базе всех типов ЭВМ, включая

высокопроизводительные.

Отличительной особенностью производственных сетей от всех остальных

являются управляющие контроллеры, объединенные сетью между собой и с

персональными ЭВМ в автоматизированную систему управления (АСУ).

Сегодня технологические процессы постоянно усложняются, а агрегаты,

реализующие их, делаются все более мощными.

Человек не может уследить за работой таких агрегатов и

технологических комплексов и тогда на помощь ему приходит АСУ. В АСУ за

работой технологического комплекса следят многочисленные датчики-приборы,

изменяющие параметры технологического процесса (например, температуру и

толщину прокатываемого металлического листа), контролирующие состояние

оборудования (температуру подшипников турбины) или определяющие состав

исходных материалов и готового продукта. Таких приборов в одной системе

может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч.

Датчики постоянно выдают сигналы, меняющиеся в соответствии с

измеряемым параметрам (аналоговые сигналы), в устройство связи с объектом

ЭВМ. В устройстве связи сигналы преобразуются в цифровую форму и затем по

определенной программе обрабатываются вычислительной машиной.

ЭВМ (персональная ЭВМ или сам микроконтроллер) сравнивает полученную

от датчиков информацию с заданными результатами работы агрегата и

вырабатывает управляющие сигналы, которую через другую часть устройства

связи с объектом поступают на регулирующие органы агрегата. Например, если

датчики подали сигнал, что лист прокатного стана выходит толще, чем

предписано, то ЭВМ вычислит, на какое расстояние нужно сдвинуть валки

прокатного стана и подаст соответствующий сигнал на исполнительный

механизм, который переместит валки на требуемое расстояние.

Системы, в которых управление ходом процесса осуществляется подобно

сказанному выше без вмешательства человека, называются автоматическими.

Однако, когда неизвестны точные законы управления человек вынужден брать

управление (определение управляющих сигналов) на себя (такие системы

называются автоматизированными). В этом случае ЭВМ представляет оператору

всю необходимую информацию для управления технологическим процессом при

помощи дисплеев, на которых данные могут высвечиваться в цифровом виде

или в виде диаграмм, характеризующих ход процесса, могут быть

представлены и технологические схемы объекта с указанием состояния его

частей. ЭВМ может также "подсказать" оператору некоторые возможные

решения.

Чем сложнее объект управления, тем производительнее, надежнее,

требуется для АСУ вычислительная машина или управляющий контроллер. Чтобы

избежать все все увеличивающегося наращивания мощности ЭВМ сложные системы

стали строить по иерархическому принципу. Как правило, в сложный

технологический комплекс входит несколько относительно автономных

агрегатов, например, в энергоблок тепловой электростанции входит

парогенератор (котел), турбина и электрогенератор. В иерархической

системе для каждой составной части создается своя локальная система

управления, как правило, автоматическая на базе однокристальных

микроконтроллеров. Теперь, чтобы все части работали как единый

энергоблок, необходимо скоординировать работу локальных систем. Это

осуществляется персональной ЭВМ, устанавливаемой на пульте управления

блоком.

Перспективные АСУ имеют ряд характерных признаков. Прежде всего это

автоматические системы, осуществляющие автоматическое управление рабочим

режимом, а также пуском и остановом оборудования (режимами, на которые

при ручном управлении приходится наибольшее число аварийных ситуаций из-за

ошибок операторов).

В системах предусматривается оптимизация управления ходом процесса по

выбранным критериям. Например, можно можно задать такие параметры процесса,

при которых стоимость и себестоимость продукции будет минимальной, или,

при необходимости, настроить агрегат на максимум производительности, не

считаясь с некоторым увеличением расхода сырья и энергоресурсов на единицу

продукции.

Системы должны быть адаптивными, т.е. иметь возможность изменять

ход процесса при изменении характеристик исходных материалов или состояния

оборудования.

Одним из важнейших свойств АСУ является обеспечение безаварийной

работы сложного технологического комплекса. Для этого в АСУ

предусматривается возможность диагностирования технологического

оборудования. На основе показаний датчиков система определяет текущее

состояние агрегатов и тенденции к аварийным ситуациям и может дать команду

на ведение облегченного режима работы или остановку вообще. При этом

оператору представляют данные о характере и местоположении аварийных

участков.

Таким образом, АСУ обеспечивают лучшее использование ресурсов

производства, повышение производительности труда, экономию сырья,

материалов и энергоресурсов, исключение тяжелых аварийных ситуаций,

увеличение межремонтных периодов работы оборудования.

Итак, производственные ЭВМ - это PC, объединенные между собой в

локальную вычислительную сеть, а так же соединенные с управляющими

производственными контроллерами, и обеспечивающие полное взаимодействие и

обмен информацией с ними.

Поиск по сайту: