- •Введение
- •Лекция №1
- •I.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация оборудования и процессов.
- •1.2.1. Определение темпа штамповки и типа цикла
- •1.3. Уровни и ступени автоматизации
- •Лекция №2
- •2.1. Характеристика и классификация производственных технологических процессов.
- •2.2. Типы единичных цепей важнейших рабочих
- •2.3.Системы управления.
- •2.3.1. Системы управления отдельными циклами.
- •2.3.2. Системы программного управления от кулачков
- •2.4. Системы программного управления кузнично-штамповочного оборудования.
- •2.4.1. Жесткие системы управления
- •Лекция №3 примеры систем программногоуправления
- •3.1. Программное управление паро-воздушным
- •3.2. Программное управление радиально-ковочной машиной.
- •3.3. Программное управление трубогибочным полуавтоматом для многоколенной пространственной гибки.
- •3.4 Спу при помощи копиров.
- •3.5. Задачи, выполняемые системой управления
- •3.6. Гибкие системы управления
- •Лекция №4 классификация средств автоматики
- •4.1. Системы автоматического регулирования (сар).
- •4.2 Управление простым процессом
- •4.3. Классы средств автоматики
- •4.4. Автоматическое управление в функции пути
- •4.6. Автоматическое управление в функции скорости
- •Лекция №5 кшо управляемое чпу
- •5.1. Дыропробивные координатно-револьверные прессы
- •5.2. Автоматические линии
- •Лекция № 6 информационные технологии и технические средства управления кузнечно-штамповочными машинами
- •6.1. Управление кшм с применением эвм
- •6.2. Профили ведущих устройств
- •Стандартный режим
- •6.3. Назначение и характеристика ведомых устройств цифрового интерфейса
- •7.2. Классификация промышленных роботов.
- •7.3. Принципиальное устройство промышленного робота.
- •Перечислите режимы работы профилей ведущих устройств.
- •Лекция №8 системы управления роботами
- •8.1. Классификация систем управления роботами
- •8.2. Состав систем управления
- •Лекция №9 системы диагностики кпо
- •9.1. Диагностика кузнечно-прессовых машин
- •9.2. Классификация задач диагностики
- •9.3. Перспективы развития систем диагностики
- •9.4.1. Датчики, органы ручного управления, индикаторы
- •9.4.2. Модули специального назначения
- •Лекция №10 эвм в управлении кпо
- •10.1. Архитектура и программное обеспечение контроллеров
- •10..2. Основы проектирования систем чпу
- •10..3. Этапы разработки систем чпу кшм
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
4.2 Управление простым процессом
Управление простым процессом сводится к 3-м основным задачам:
1) распоряжение течением процесса (пуск-прекращения);
2) распоряжение направлением процесса (вперед-назад, вверх-вниз, по часовой стрелке - против, нагревание - охлаждение, втекание - вытекание);
3) распоряжение режимом процесса - совокупность его качественных и количественных показателей (движение с заданным законом скорости, нагрев по заданному графику и т.д.). Пункты 2) и 3) можно объединить.
Управление простым процессом осуществляется по-разному в зависимости от типов требуемых режимов:
1)процессы со свободными, неуправляемыми режимами, (задача управления-пуск и прекращение процесса);
2)процессы со свободными режимами в заданных пределах, (задача управления-пуск или прекращение процесса и ограничение качественных показателей);
3) процессы с управлением режима лишь по направлению, (задача управления-пуск, прекращение или реверс процесса);
4) процессы с управляемыми режимами, (задача-пуск или прекращение процесса и обеспечение заданных значений параметров режима).
Процессы 4-го типа бывают 4-х видов:
1) качественный показатель должен сохранять постоянную величину - стабилизирующее управление;
2) программное управление - качественный показатель должен изменяться по определенному наперед заданному закону;
3) следящее управление - качественный показатель должен изменяться определенным образом в зависимости от других заранее выбранных параметров данного или другого процесса;
4) оптимальное управление - качественный показатель должен изменяться так, чтобы при переменных величинах, характеризующих данный процесс и внешние воздействия, - некоторые характеРис. тики (КПД, скорость, потери) имели оптимальное значение.
Управление режимом осуществляется посредством управляющих воздействий. При этом могут возникнуть внешние и внутренние возмущения, не связанные с осуществлением управления, но влияющие на количественные и качественные параметры процесса.
Устранение влияния возмущений достигается регулированием процесса (ручным, автоматическим).
Универсальный метод управления (процессом цепью) – изменение величины и знака управляющего воздействия.
Управление может быть дискретным (релейным), разрывным, позиционным или плавным (функциональным) в зависимости от характера изменения проводимости линии передачи.
4.3. Классы средств автоматики
В общем случае система автоуправления может содержать четыре основных класса средств автоматики:
1) средства для получения информации (датчики, анализаторы, измерительные системы и т. д.);
2) средства для передачи информации (преобразователи, передатчики, каналы связи, приемники);
3) средства для переработки информации (счетно-решающие, устройства, вычислительные машины, управляющие машины);
4) средства, использующие информацию для воздейст-вия на управляемый объект (автоматические регуляторы, следящие системы);
Управляющая система в результате получения и переработки информации (регулируемых, входных, выходных переменных и возмущающих воздействиях), вырабатывает сигналы управления. Эта переработка информации осуществляется путем реализации алгоритма управления – некоторой последовательности определенных математических и логических операций. Для АС большое значение имеет характер цепи основного воздействия: при разомкнутой цепи управляющая система реагирует на входные и возмущающие воздействия без получения информации о результатах своей работы и возможности ее корректировать; при замкнутой цепи воздействия управляющая системы получает информацию и координирует свою работу. Замыкание цепи осуществляется на основе обратной связи.
Методы управления режимом:
1) регулирование по возмущению,
2) регулирование по отклонению,
3) автоматический поиск,
4) комбинированные: на основе обучаемых устройств.
Элементная схема АС (САР) отражает состав, назначение и взаимодействие элементов.
Рис. 23. Элементная схема системы автоматического
регулирования.
1-Рп - регулируемый процесс;
2-Вс-воспринимающий элемент (датчик), (чувствительный элемент);
3-Зд - задающий(управляющий)элемент (задатчик);
4-Ср - элемент сравнения n, 0.
устанавливает величину рассогласования (ошибки)
= 0 - n и вырабатывает сигнал ошибки;
5-Пр - преобразующий элемент (преобразователь)
(преобразует сигнал в удобный для последующих передач вид), применяется по мерз надобности;
6-Ус-усилитель сигнала, применяется по мере надобности;
7-Ис - исполнительный элемент
(осуществляет командное воздействие па Ро);
8-Ро - регулирующий орган, управляющий потоком энергии.
2. Классификация СУ по информационным признакам (по источникам и носителям информации, количеству и структуре потоков информации, виду и методам переработки информации).
Основной источник информации - программа управления. Эта информация известна до осуществления технологического процесса. Она может быть сообщена АС заранее и именуется задающей информацией. Материальная носитель, на котором зафиксирована программа, называется программоносителем.
В программе заданы сведения о характере движения рабочих элементов А.С., их синхронизации, режимах работы, технологические и иные команды.
Вторым источником информации является технологический процесс:
датчики позволяют получать информацию о действительном положении скорости движения рабочих элементов А.С., температурных условиях, окончании цикла, нагрузках и т.д.. Эта информация называется информацией обратной связи, а датчики - датчиками обратной связи.
Третьим источником информации является окружающая среда (влажность» температура, вибрации и др.). Это информация о возмущениях в режимах.
Носители программы: упоры, переключатели, кулаки, копиры, штекерные табло, номеронабиратели, быстросменные носители - перфолента, перфокарты, киноленты, магнитные ленты, барабаны, магнитные диски.
Чем больше каналов информации, тем выше качество работы СУ, шире ее функциональные возможности.
Системы управления, использующие только задающую информацию, имеют разомкнутую структуру. В них отсутствует контроль за выполнением программы и обратная связь, используется только один поток информации. Задающая информация перерабатывается в удобную форму для управления приводом (чаще всего нерегулируемым), выполняющим элементарный цикл технологического процесса.
Информация о воздействующих на техпроцесс возмущениях в разомкнутой системе не используется. Такую структуру имеют СУ с шаговыми исполнительными механизмами и СУ от кулачков и упоров.
Использование только одного канала информации существенно упрощает конструкцию СУ, но требует высокого качества изготовления ее элементов.
Замкнутые СУ снабжаются обратной связью, что снижает технологические требования к отдельным их элементам и повышает качество работы СУ.
Используется 2 канала: задающий информацию и обратной связи.
Сопоставление задающей информации с информацией обратной связи осуществляется в сравнивающем устройстве, на выходе которого вырабатывается команда управления приводом. Замкнутая система сложнее разомкнутой, но точность выполнения программа выше, Используется управляемый привод. Замкнутую СУ имеют большинство систем программного управления.
Системы управления использующие 2 и более каналов дополнительной информации и имеющие устройство для коррекции управляющего сигнала, можно отнести к классу пРис. посабливающихся СУ: самонастраивающихся, самоорганизующихся, самообучающихся.
Самонастраивающиеся системы имеют постоянную структуру, а в процессе работы изменяются лишь управляющие воздействия или параметры (коэффициенты передаточных функций).
Самоорганизующиеся система: изменяются управляющие воздействия и параметры, а также структура СУ.
Самообучающиеся системы характеризуются изменением в процессе работы алгоритма, по которому они построены.
ПРис. посабливающиеся СУ еще не освоены для целей управления технологическим оборудованием (за небольшим исключением самонастраивающихся СУ), применяемым в ПУ.
Информация (и задающая, и обратной связи) может быть выражена в виде аналога (величины напряжения, силы тока и др.) или последовательностью импульсов.
Рис. 24. Упрощенная схема самонастраивающейся СПУ.
1 - ПУ - программное устройство,
2 - РУ - решающее устройство,
3 - СП - оперативная память,
4 - УУ - управляющее устройство,
5 - ИМ - исполнительный механизм,
6 - ИП - измеритель-преобразователь,
7 - СРБ - счетно-решающий блок.
Самонастраивающиеся системы отличают от обычных СПУ наличием:
счетно-решающего Блока (СРБ), который поправляет работу СПУ с учетом внешних условий и собственной программы. Системы имеют не менее трех потоков информации об одном параметре.
При обработке первой заготовки управление ИМ осуществляется на основе информации, поступившей только от ПУ через СРБ и УУ. В процессе обработки первой заготовки измеритель-преобразователь ИП передает в СРБ второй поток информации СУ о действительных размерах уже обработанной детали. В РУ эта информация суммируется с информацией X от ПУ. Результаты суммирования заполняются в ОП. Вторая заготовка обрабатывается на основе информации, зафиксированной в ОП (при обработке 1-ой заготовки) и в то же время идет суммирование информации от ПУ и ИП (по результатам обработки второй заготовки).
По виду используемой информации СУ подразделяются на непрерывные, импульсные, смешанные.
Непрерывные СУ - информация подается в виде непрерывной величины. Например, величина перемещения захвата с заготовкой выражается амплитудой или сдвигом фазы напряжения. Любое изменение регулируемой величины вызывает непрерывное изменение других; связанных с ней параметров.
Импульсные СУ - информация представлена последовательно импульсов. Три вида импульсной информации с модулированием: по амплитуде (амплитудно-импульсная модуляция - АИМ), по длительности (ширине) импульсов (широтно-импульсная модуляция - ШИМ) я по частоте (частотно-импульсная модуляция).
По степени централизации СУ бывают: централизованными, децентрализованными и комбинированными.
Централизованные системы - управление всеми приводами осуществляется от единой программы.
Простейший вид ЦСУ - управление от распределительного вала или командоаппарата.
Децентрализованные - набор систем управления отдельными циклами. Каждая система имеет свою программу. Синхронизация работы систем осуществляется датчиками, переключателями на движущихся рабочих элементах А.С.. Выполнение отдельного цикла одним механизмом разрешает работу другому (Не нужна сложная блокировка).
Комбинированные - содержать и первую, разновидность и вторую. Такая система гибка и применяется чаще всего.