Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Совершенствование систем управления специальным технологическим оборудованием

Совершенствование систем управления специальным технологическим оборудованием

Исследования, разработки, методы расчета
Μ. М. ФИШМАН, Ю. В. ЛЕОНОВ ВНИИ Талектромаш
Широкая автоматизация технологических процессов в различных отраслях промышленности требует создания соответствующей технической базы.
Как показал опыт эксплуатации специального технологического оборудования (СТО) для производства электрических машин на заводах отрасли, системы управления этим оборудованием обладают достаточными функциональными возможностями. Однако они допускают сбои в работе из-за низкого качества их изготовления, так как предприятия-изготовители СТО не, располагают специальными технологиями для производства электронной аппаратуры.
Поэтому применение в СТО управляющих устройств серийного выпуска является целесообразным и экономически выгодным.
На данном этапе можно наметить следующие основные направления работ по совершенствованию и развитию систем управления СТО:

  1. Разработка на базе программируемых контроллеров систем циклового программного управления (ЦПУ). Оборудование с ЦПУ экономически выгодно использовать в серийном и крупносерийном производстве, т. е. там, где число переналадок меньше и где в основном применяется технологическое оборудование для производства электрических машин. Контроллеры в таких системах обеспечивают программную реализацию логических, временных и счетных функций управления объектом или группой объектов как автономно, так и в составе сложных иерархических систем.
  2. Разработка на базе устройств числового программного управления и регулируемого электропривода унифицированных комплектных устройств управления. Эти устройства предназначены для автоматизации мелкосерийного производства электрических машин, так как обладают наибольшей гибкостью. Возможность сопряжения с ЭВМ верхнего уровня обеспечивает использование устройств в автоматизированных технологических комплексах (АТК) и гибких производственных системах.
  3. Применение микропроцессорных наборов и микро- ЭВМ для управления автоматизированными комплексами. Система управления комплексами должна строиться как многоуровневая иерархическая, которая предусматривает определенную автономию функционирования нижних уровней относительно верхнего [1]. Например, управление автоматизированной линией может осуществляться от управляющей ЭВМ, подающей команды на включение и отключение агрегатов и станков, каждый из которых имеет свои автономные системы управления, образующие низший уровень иерархии. В свою очередь ЭВМ, управляющая линией, может быть подключена к АСПУ, в которую идет информация о работе линии, ее простоях и причинах простоя, числе изготовленных изделий и т. д.

Одним из самых главных и до настоящего времени едва ли не самым трудоемким этапом является выбор, конструкторская и программная разработка технических средств для реализации создаваемой системы [2]. Анализ технических требований к системам управления, которые предъявляет создаваемое во ВНИИТэлектромаше технологическое оборудование, и технических данных серийно выпускаемых промышленностью программируемых контроллеров, устройств ЧПУ и микро-ЭВМ позволил определить состав перспективных моделей управляющих устройств, приведенных в таблице, которые целесообразно использовать при создании комплекса технических средств для систем управления СТО и АТК.
Ориентируясь на описанные направления, ВНИИТэлектромаш осуществляет разработку систем управления проектируемых СТО и АТК.
Рассмотрим, например, типовой АТК изготовления обмотанных статоров. Ои представляет собой комплекс оборудования, включающий 90 станков, обслуживаемых десятью портальными манипуляторами и десятью транспортерами-накопителями изделий. Общая длина АТК составляет примерно 85 м. Система управления этим комплексом, содержащим около 3,5 тыс. датчиков и приводов исполнительных механизмов, выбрана трехуровневой.
Первый, нижний, уровень, предназначен для управления по заданной программе последовательностью перемещений рабочих органов, регулируемыми электроприводами технологического оборудования и транспортных средств. Этот уровень реализуется в основном с помощью систем циклового программного управления.
Второй, средний, уровень предназначен для управления технологическими модулями (намотки и укладки обмотки, выполнения доработочных операций, контроля и ремонта). Он обеспечивает анализ производственного процесса и выбор соответствующих программ работы портальных манипуляторов, синхронизацию и взаимную блокировку технологического оборудования и транспортных средств.
За техническую базу первого и второго уровней систем управления приняты микроконтроллеры МКП-1.
Третий, верхний, уровень системы управления АТК предназначен для централизованного контроля и управления технологическим комплексом. Он обеспечивает подачу напряжения питания, запуск в работу оборудования, включение микроконтроллеров МКП-1 в автоматический режим работы, ввод программ намотки катушек статоров, предусмотренных сменным заданием, в системы управления нижнего уровня, контроль за производственным процессом и выдачу сигналов отклонений при отставании от заданного ритма изготовления изделий, превышения фактического брака допустимого значения, простоях технологического оборудования.
Серийно выпускаемые управляющие устройства, применяемые в системах управления СТО и ЛТК


Наименование устройств

Тип

Основные характеристики

Особенности

Область применения

Контроллер программируемый

Б9601

Число входов-выходов — 24—512. Язык программирования — уравнения Буля и РКС
Способ занесения программы — с пульта управления
Тип и объем памяти — постоянная, 4 кбайт Уровень выходных сигналов — (24—220) В, (10-3—4) А

Наличие мощных выходных каналов управления Возможность продолжения цикла при отключении н повторном включении напряжения питания

Технологическое оборудование с постоянной последовательностью перемещений в цикле рабочих органов

Микроконтроллер программируемый

МКП-1

Число входов-выходов — 32—96
Программирование на языке микроконтроллера Тип и объем памяти — электрически перепрограммируемая, 2 кбайт Уровень выходных сигналов — 30 В, 0,5 А

Наличие встроенного в контроллер пульта программирования Наличие канала связи с ЭВМ верхнего уровня

Намоточное оборудование, программы изготовления изделий на котором изменяются в течение сиены

Контроллер программируемый (малый)

ПК

Число входов-выходов 16—248
Язык программирования — уравнения Буля и РКС
Тнп и объем памяти — программируемая с ультрафиолетовым стиранием, 4 кбайт
Уровень выходных сигналов (24—110) В. 2 А

Выполнение арифметических операций Наличие каналов аналогового входа-выхода; счетчика дискретных сигналов высокого быстродействия, канала связи с другими контроллерами и ЭВМ верхнего уровня; мощных выходных каналов управления
Возможность ввода-вывода программ на магнитную ленту

Технологическое оборудование широкого назначения (после освоения выпуска контроллера)

Устройство числового программного управления

2Р32

Число управляемых координат — 3
Число входов-выходов для связи со станком — 192 Программоноситель — перфолента (ПЗУ, ОЗУ)

Программная реализация задач управления электроавтоматикой станков Наличие канала связи с ЭВМ верхнего уровня

Гибкие технологические модули для изготовления катушек электрических машин
Технологическое оборудование для изолированной секций

Микросредства управляющие вычислительной техники

МСУВТ В7

Способ построения микро- ЭВМ — раздельные шины данных и адреса Длина слова данных — 8 бит
Длина слова команд — 8, 16, 24 бит
Максимальный объем адресуемой памяти — 64 кбайт
Быстродействие — 400 тыс. операцнй/с Количество функциональных модулей — 20

Аппаратурно совместимы с программируемыми контроллерами
Наличие устройств ввода-вывода дискретных сигналов с гальванической развязкой цепей Возможность построения систем с параллельной, многопроцессорной многомашинной обработкой информации

Системы централизованного контроля и управления АТК

Микро-ЭВМ

«Электроника 60М»

Способ построения микро-ЭВМ — мультиплексированная шина данных Длина слова — 16 бит Максимальный объем адресуемой памяти — 32 кслов

Аппаратурно совместима с устройствами числового программного управления

 

Быстродействие — 250 тыс. операцнй/с
Количество функциональных модулей — 17

Имеется большее количество программ, разработанных другими организациями

 

диагностику причин и вычисление времени простоев текущего и с начала смены по технологическим модулям и единицам оборудования, индикацию на дисплее справок по запросу оператора, регистрацию итоговых данных о работе комплекса за смену, останов технологического оборудования.
Основными управляющими элементами этого уровня являются микросредства МСУВТ В7, включающие блок микросистемы БМ01, печатные узлы микро-УВМ
ПМВ01, запоминающих устройств MBOl, универсальных устройств цифрового ввода-вывода ЦВВ01, блок питания БП01, адаптер УСМ01, а также стандартные периферийные устройства — телеграфный аппарат РТА-80 и алфавитно-цифровой дисплей 15ИЭ-00-013. Сопряжение системы управления третьего уровня с датчиками технологического процесса осуществляется с помощью параллельных программируемых интерфейсов, а с микроконтроллерами МКП-1 нижних уровней управления — с помощью программируемых последовательных интерфейсов ввода-вывода.
Такое построение системы управления АТК обеспечивает повышение производительности оборудования и качества статоров электродвигателей, уменьшения количества бракованных изделий, повышение оперативности контроля за производственным процессом.
Разработка систем управления в соответствии с изложенными основными направлениями позволяет создать новые модели технологического оборудования для автоматизации специфических технологических процессов производства электрических машин, расширить за счет введения новых аппаратных и программных средств его функциональные возможности, реализовать новые принципы построения кинематических схем компоновки станков, обеспечивающих упрощение их механической части, сократить трудоемкость разработок и повысить долговечность и надежность работы оборудования благодаря применению серийно выпускаемых средств управления.

Список литературы

  1. Срибиер Л. А. Цикловое программное управление оборудованием. М.: Машиностроение, 1980.
  2. Диденко К. И. Проектирование агрегатных комплексов технических средств для АСУТП. М.: Энергоатомиздат, 1984.
 
« Снижение уровней изоляции трансформаторов высших классов напряжения   Совершенствование эксплуатации электросетей 1990 »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.