УРОВНИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГПС

I. Создание САПР ГПС. Создание информационного фонда, включающего:

1. описание технологических процессов изготовления изделий;

2. типовые схемы компоновок оборудования;

3. типовые схемы размещения оборудования;

4. типовые схемы циклограммы работы функциональных модулей;

5. типовые схемы управления для реализации рабочих циклов;

6. описание технических средств (ориентирующих, накапливающих);

7. характеристики технических средств;

II. Создание прикладных информационно-поисковых систем (ИПС).

III. Организация взаимодействия между разработчиком и ИПС.

УПРАВЛЕНИЕ ГПС

Задачи управления ГПС образуют многоуровневую систему. На нижнем, исполнительном, уровне выполняются задачи оптимизации технологических режимов производственных звеньев, которые решаются АСУ ТП. Следующие уровни – тактический и стратегический образуют задачи оперативной диспетчеризации материальных потоков. Структура системы управления представлена в табл. 4.

ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГПС

Ставятся две основные задачи оперативного управления:

1. Оперативное или календарное планирование;

2. Оперативный контроль.

Основная характеристика оперативного управления ГПС – скорость реакции на изменение условий функционирования производства.

К возмущающим факторам относятся:

· отказы оборудования;

· нестабильность поставок сырья;

· выпуск брака;

· переналадка оборудования;

· оперативная перенастройка ГПС и т.д.

Задачей оперативно-календарного планирования является составление плана, в котором за каждой единицей оборудования закрепляется своя операция, время выполнения. План должен быть эффективным, т.е. необходимо свести к минимуму время выпуска заданного объема продукции, суммарные производственные затраты и максимально загрузить оборудование. При оперативно-календарном планировании используют различные методы оптимизаций: аналитические, имитационные, комбинированные.

Оперативный контроль осуществляется на всех трех уровнях ГПС.

На исполнительном и тактическом уровне контролируется работоспособность оборудования, правильность исполнения программ системы числового управления, точность отработки управляющих воздействий исполнительными механизмами. Для диагностирования состояния оборудования используются информационные потоки от различных датчиков. В комплекс технических средств контроля могут входить и контрольные роботизированные комплексы.

На стратегическом уровне производится диспетчерский контроль хода выполнения оперативного плана. Диспетчерский контроль в ГПС имеет свою специфику. Основная особенность – это сложность получения информации о состоянии оборудования, ходе выполнения технологических операций и этапов работ, вызванная "безлюдностью" производства. Число же датчиков и их надежность ограничена. Существует ряд методов, позволяющих организовать диспетчерский контроль с применением компьютерной техники и методов математического моделирования.

Тема 7

РОБОТИЗАЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сложность металлургического производства, разнообразие технологических процессов, особые условия, в которых они протекают, – все это предопределяет наличие участков, не охваченных средствами автоматизации.

Роботизация в этой отрасли промышленности должна проводиться с учетом тенденций развития металлургии и достижений робототехники. Основная задача – создание РК, исключающих участие человека в процессе производства. Решение этой проблемы возможно по двум направлениям:

1. Автоматизация действующих цехов на базе типовых РК. Здесь предусматривается внедрение роботов и манипуляторов для исключения ручного труда. При этом одновременно модернизируют морально устаревшее оборудование, производят его перепланировку, которая необходима для стыковки роботов с обслуживающим оборудованием.

2. Создание новых комплексно-автоматизированных цехов с широким применением промышленных роботов. Стыковку роботов с обслуживающим технологическим оборудованием осуществляют на этапе проектирования цеха.

Анализ подлежащих роботизации участков и цехов позволяет сделать вывод, что выпускаемые промышленные роботы малопригодны для использования в металлургии из-за наличия, например, значительных динамических нагрузок, связанных с необходимостью не простого перемещения детали в пространстве, а выполнения дополнительной механической работы. Серийные роботы не приспособлены для работы в агрессивных средах и при высоких температурах.

Важнейшей проблемой становится разработка новых конструкций захватных устройств специально для нужд металлургического производства. Роботы с программным управлением не в состоянии производить “осмысленный” захват металла, так как не учитывают наличие заусенцев, забоин и других изъянов, загрязненность заготовок и установочных мест. Принципиальным также является то, что металлургические процессы протекают при изменяющихся во времени производственных условиях. В таком производстве требуются робототехнические системы, обладающие достаточно развитой адаптацией.

Таким образом, создание и внедрение специальных РК для металлургии – крайне актуальная задача.