11.2 Гнучкі автоматизовані системи і виробництва

На сучасному рівні технічного прогресу розрізняють чотири ступені автоматизації виробництва на рівні АСУТП:

1) жорстка;

2) що перебудовується;

3) переналагоджувальна;

4) гнучка.

У першому випадку дія системи програмується однозначно раз і назавжди, змінювати програму не можна. Для випуску нової продукції в даному випадку потребується повна заміна устаткування і розробка нової комп’ютерної програми, на що може бути витрачено кілька років.

У системі, що перебудовується, для випуску іншої продукції необхідно переробити програму ЕОМ і замінити частину устаткування з обов'язковим припиненням виробництва на значні терміни (декілька місяців, а то і років).

У системі з переналагоджуванням частина змін уже закладена в програму комп'ютера, а переналагоджування обладнання може займати від декількох годин до декількох хвилин.

У гнучкому автоматизованому виробництві переналагодження стає органічною частиною технології і проводиться автоматично по програмі, введеною в ЕОМ. Жорсткі і переналагоджувальні автоматизовані системи виправдують себе тільки в масовому виробництві (при змінюваності виробів у рік не більш 3-х видів при обсязі кожного з них – не менше десятків тисяч). Якщо змінюваність 10…500 видів з обмеженою серійністю (5…10 тис.), то необхідно впроваджувати переналагоджувальні і гнучкі виробництва.

Чим же конкретно вигідні гнучкі автоматизовані підприємства (ГАП)? Якщо при традиційних виробничих системах технологічний цикл від вхідної сировини до готового виробу (від воріт до воріт) – складає декілька місяців, то з упровадженням ГАП він скорочується до декількох днів. У 30 разів! Це відбувається за рахунок різкої інтенсифікації використання устаткування. Звичайно, час обробки деталі складає 20…30% часу перебування її у станках (або усього 1. .1,5% від загального періоду перебування в цеху). При ГАП коефіцієнт використання устаткування досягає 85. .90%, час підготування виробництва знижується на 50…72%, що дозволить зменшити: кількість станків на 25…30%, виробничі площі – на 30…40%, допоміжні площі – на 75%, чисельність необхідного персоналу – на 30%. Це призведе до максимальної віддачі від устаткування, тому що по старих схемах через тривалі простої устаткування працює усього 600 – 700 ч. у рік із фонду 8760 ч. Інший час іде на святкові і вихідні дні, вечірній і нічний час, перебудови і переналагодження, а через це в даний час експлуатується морально застаріле обладнання, що не встигло виробити свій фізичний ресурс.

Структурно ГАП об'єднує такі напрямки автоматизації:

- комплекси технологічного устаткування;

- системи транспортування і накопичення деталей;

- САПР;

- станки із ЧПУ;

- АСУП;

- АСУТП;

- промислові роботи (ПР).

Тому ГАП – поняття достатньо широке, його не можна зводити до якийсь однієї або декількох складовим. Лише системна взаємодія всіх названих компонентів деталей робить ГАП вищим етапом автоматизації виробництва.

Лекція № 12

Тема: ПРИСТРОЇ ЗВ'ЯЗКУ З ОПЕРАТОРОМ

12.1 Призначення і класифікація пристроїв зв'язку з оператором

12.2 Дисплеї і принтери

12.3 Мовний зв'язок і біопотоки в якості сигналів АСУТП

12.1 Призначення і класифікація пристроїв зв'язку з оператором

Будь-яка ЕОМ містить у собі такі 5 основних пристроїв, що показано на рисунку 13.1 :

Рисунок 12.1 Архітектура комп’ютера

Ці пристрої забезпечують опрацювання інформації, в результаті чого здійснюється перехід від вихідних даних до шуканого результату. Важливе місце в структурі обчислювальних і керуючих машин займають засоби зв'язку ЕОМ з оператором, що поділяють на пристрої ведення і виводу інформації. Пристрої введення інформації служать для введення в пам'ять ЕОМ даних і програм, а також для їхнього коригування. За принципом роботи пристрою введення поділяють на дві групи – ручні й автоматичні, що показано на рисунку 13.2.

Серед проміжних носіїв інформації слід відмітити перфострічки і перфокарти.

Рисунок 12.2 Класифікація пристроїв введення інформації

Кожний отвір у рядку перфострічки звичайно відповідає одному двійковому знаку (цифрі, букві або символу). Послідовності перфораційних отворів у напрямку переміщення стрічки називаються кодовими доріжками. Номера кодових доріжок є її цифровими розрядами. Та сама доріжка може мати різні розряди в залежності від системи кодування. На стрічці пробивають також круглі отвори меншого розміру, що називаються синхронізуючими (головними) і служать для протяжки стрічки. Стандартні перфоленти мають 5, 6 або 8 доріжок. 5- і 6-доріжкові стрічки звичайно застосовуються для набивки цифрової інформації, а 8- доріжкова стрічка дозволяє кодувати букви, цифри і символи. Наприклад, фрагменти перфострічок російського і латинського регістрів виглядають так (рисунок 12.3)

Рисунок 12.3 Носій інформації на перфострічках

Зчитування інформації з перфострічки, що переміщається стартостопним механізмом, здійснюється за рахунок послідовного перегляду ділянок її поверхні за допомогою механічного щупа або фотозчитуючого пристрою, причому другий варіант застосовується більш часто. Голівка, що зчитує, має фоточутливі елементи, число котрих дорівнює числу доріжок на стрічці. Інформація з перфострічки напрямку

Зчитується лише в одному напрямку. Швидкість запису і зчитування складає до 2500 знаків у секунду.

Перфострічки випускаються в рулонах довжиною до 300 м. На 100-метровій стрічці можна записати біля 40 тис. знаків. Недоліком перфострічки є:

-великі утруднення при виправленні помилок у пробиванні;

-неможливість перегрупування інформації.

Перфокарти являють собою носій інформації у виді прямокутної картонної карти з розмірами 187,5 х 82,5 х 0,18 мм. Лівий верхній кут у перфокарти зрізаний для зручності сортування, укладки і візуального контролю. На робочій стороні перфокарти мається сітка з номерами рядків і стовпчиків. Бувають 45-, 80- і 90- колончаті перфокарти. Найбільш широко використовуються перфокарти типу ПК80, що мають 80 колонок і 12 рядків (рисунок 13.4). Інформація на цих перфокартах записується у виді пробивань прямокутних отворів у будь-якої із 960 позицій карти, причому можна закодувати цифри, букви і спеціальні символи.

Рисунок 12.4 Носій інформації на перфокартах

При використанні десяткової системи числення для кожної цифри в колонці пробивається один отвір у відповідній цифровій позиції від 0 до 9. Якщо число негативне, то додатково пробивається 11-й рядок, наприклад – 4. Букви і символи записуються шляхом пробивання 2, 3 і більш пробивань відповідно до встановленого коду.

У порівнянні з перфострічковим уведенням, перфокарточне уведення складніше і дорожче, але більш зручне у збереженні, менше схильне до зносу, легко змінювати частину однієї інформації на другу і т.д. На одній карті розміщується 10-15 слів Сучасні пристрої, що фотозчитують, мають швидкодію до 3000 перфокарт у хвилину. У порівнянні зі швидкодією ЕОМ це дуже повільний темп уведення інформації. Слід відмітити, що за час створення і розвитку ЕОМ їхня швидкодія зросла в декілька тисяч разів, а швидкодія увідних пристроїв – лише в 10-15 разів.

Для винятку ручного пробивання перфокарт, у деяких випадках інформацію на перфокарту наносять за допомогою графітового або феромагнітного олівця. Розмічена в такий спосіб перфокарта автоматично зчитується і перфорирується у спеціальному пристрої.

Магнітні стрічки і диски дозволяють значно прискорити введення інформації тому що при записі стрічка переміщається щодо голівок кроками – по одному кроку на кожний символ, що записується, а при введенні інформації в ЕОМ стрічка рухається безупинно з високою швидкістю.

Автоматичні пристрої для безупинного введення інформації в ЕОМ шляхом зчитування її з друкарського тексту, спеціальних графіків або бланків є дуже перспективним, тому що дозволяють виключити ручну переробку і введення даних, потребуючих великих витрат праці і супроводженими частими помилками.

Зчитуючі автомати є загального призначення і спеціалізовані. Перші з них поки не дуже надійні, складні і дорогі. Спеціалізовані ж пристрої використовують, як правило, матрицю еталонів, із якими співставляються розпізнавальні знаки і символи.

Зараз ведуть інтенсивні роботи в області автоматизації мовного введення. У АСУТП велике поширення одержали системи введення інформації про стан процесу за допомогою АЦП і інших раніше розглянутих спеціальних елементів.

Пристрої виводу інформації забезпечують її вивід із пам'яті ЕОМ у формі, придатній для подальшого використання. Ці пристрої можуть бути розділені на такі групи, як це показано на рисунку 13.5:

Рисунок 12.5 Класифікація пристроїв виведення інформації

Серед інших пристроїв виведення слід зазначити вивід інформації на мікрофільми, т.з. СОМ – системи (Computer Output Microfilm). Є звичайне фотографування, а є системи, у яких інформація пишеться безпосередньо на сухе срібло зі швидкістю 90 тис. оп. у секунду. Також існують лазерні системи, що записують інформацію на т.зв. діазоплівку (мікрофіши) розміром 105 на 148 мм. , котра розміщає від 60 до 100 друкованих аркушів тексту.