АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

Для оптимального управления производственным процессом, обеспечения требуемого качества выпускаемой продукции необхо­дима информация о состоянии и режимах работы технологического оборудования. Эту информацию получают с помощью устройств местного, дистанционного и централизованного контроля.

Местный контроль работы оборудования предусмат­ривает получение информации с помощью датчиков, установленных на рабочих органах станков, агрегатов и т. д. Информация с дат­чиков о подключении оборудования к источнику энергии, режиме работы, степени загрузки в виде электрических или пневматиче­ских сигналов подается на устройства отображения (индикаторы, измерительные приборы и т. д.), установленные непосредственно на станке или специальном пульте, рабочем месте оператора. В про­стейшем случае как устройства контроля используют стандартные сигнальные и контрольно-измерительные приборы. Дистанцион-ность местного контроля ограничена зоной обзора оператора.

Если информацию о состоянии и режиме работы группы стан­ков собирают в одном месте — на пульте мастера или диспетчера, то контроль работы оборудования дистанционный. Здесь местные устройства контроля имеют соответствующие каналы связи с диспетчерским пунктом, по которым передается следующая информация: о времени простоя станка, причинах простоя, ско­ростях подачи, температуре вращающихся деталей, состоянии режущего инструмента, количестве продукции, обработанной на

станках и др.

Информацию о скорости подачи станков проходного типа полу­чают путем определения скорости вращения вала подающего ме­ханизма станка при помощи тахогенератора, вал которого присое­динен к приводному валу через ускорительную зубчатую передачу.

Для измерения температуры подшипников станка используют полупроводниковые термометры сопротивления, имеющие малый габарит и повышенную чувствительность.

Количество обработанной продукции контролируют с помощью счетчиков штучной и погонажной продукции, площадей и куба­туры.

Комплексному решению проблемы повышения производительно­сти труда и управления качеством продукции способствует внед­рение систем централизованного контроля производства. Состав­ной частью этих систем является система централизованного кон­троля работы оборудования, которая позволяет оценивать работу станочного парка, выявлять причины простоев оборудования.

Известна система централизованного контроля на базе уста­новки «Сигнал С», функционирующая на Московском мебельно-сборочном комбинате № 2. Система контролирует работу оборудо­вания четырех цехов с законченным технологическим циклом: клеильно-фанеровального, повторной машинной обработки, отде­лочного и сборочного. С помощью этой системы, обеспечивающей основное производство, службы энергетика, механику, инструмен­тальное и паросиловое хозяйство, получают своевременную инфор­мацию о простоях технологического и теплотехнического оборудо­вания.

Мнемосхема системы централизованного контроля позволяет судить о простоях оборудования по всему станочному парку. Управляющие воздействия передаются через подсистему

диспетчерского оперативного управления. Таким образом, диспет­чер корпуса, в котором объединены, например, четыре цеха, с цен­трального пульта управления может вести контроль за работой оборудования и принимать участие в производственном процессе. Он может связаться с оператором любой технологической ли­нии и соответствующими техническими службами. При простое

Рис. 51. Блок-схема централизованного контроля за работой оборудования

станка автоматически расшифровывается причина простоя и учи­тывается время простоя. Информацию о причине простоя оператор набирает на рабочем пульте и она автоматически передается в тех­ническую службу и контролируется диспетчером на центральном пульте.

Блок-схема системы централизованного контроля за работой оборудования представлена на рис. 51. Система выполняет следую­щие функции: автоматический контроль за работой 40 единиц обо­рудования с дистанционной передачей информации о простоях на пульт диспетчера с расшифровкой причин простоев и их инди­кацией; регистрацию суммарного времени простоя; регистрацию простоев по отдельным причинам и т. д. В основу работы системы положен последовательный опрос пультов рабочих с интервалом в 1 мин. Информация о состоянии оборудования передается на па­нель центрального диспетчера, табло состояния оборудования в технических службах и на табло руководителей цехов.

На табло службы энергетика и механика выведены все 40 еди­ниц оборудования. При останове любого станка загорается лампа, соответствующая простаиваемому станку. Получение производст­венной информации техническими службами позволяет макси­мально сократить простои по вине технических ремонтных служб.

Для сокращения организационных простоев предусмотрены устройства сигнализации руководителей во всех четырех цехах, которые выдают первичную оперативную информацию о простоях оборудования. При возникновении простоя загорается соответст­вующая индикаторная лампа: если станок простаивает по вине ремонтных служб, лампа горит вполнакала; если простой связан с организационными причинами — в полный накал. Это позволяет начальнику цеха принимать оперативные меры для ликвидации потерь рабочего времени.

Для дифференциального учета простоев любого оборудования по вине обслуживающих подразделений диспетчер при необходи­мости может подключить каналы учета простоев по двум причинам (для механической и энергетической служб) к специальному блоку-счетчику СЭЦ-1.

Использование технических устройств связи, контроля и сиг­нализации и анализ учетной информации о простоях оборудования позволяют уменьшить общие потери времени по организационным и техническим причинам на 5—7 %.

§ 30. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Ведение технологических процессов в оптимальном режиме и особенно внедрение автоматизированных систем управления тех­нологическими процессами (АСУТП) связаны с измерением и кон­тролем разнообразных параметров технологических процессов. При этом результаты измерений должны быть представлены в форме, удобной для дальнейшего использования их операторами, или в си­стемах автоматического регулирования, сигнализации, управле-*ния.

При большом числе автономных измерительных приборов, ком­понуемых на приборных щитах, оператор часто не может одновре­менно следить за показаниями всех приборов. Подобные трудности возникают и при небольшом числе приборов в случае контроля быстропротекающих процессов. Однако измерительная информа­ция, поступающая с датчиков, должна быть собрана, обработана и в удобной форме представлена оператору. Для этих целей приме­няют специальный вид средств измерений — информационно-из­мерительные системы (ИИС). Информационно-измерительные си­стемы — это функционально объединенная совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для получения измерительной информации об исследуемом объекте в условиях его нормального функционирования.

В зависимости от назначения выделяют следующие ИИС:

системы сбора измерительной информации от объекта управле­ния (их часто называют просто измерительными системами);

системы автоматического контроля, предназначенные для кон­троля за работой разного рода машин, агрегатов или технологи­ческих процессов;

системы технической диагностики, с помощью которых выяв­ляют технические неисправности;

телеизмерительные системы, предназначенные для сбора изме­рительной информации с удаленных на большие расстояния объек­тов управления.

Важнейшей разновидностью ИИС являются измерительно-вы­числительные комплексы (ИВК), получившие распространение в последние годы. Как и ИИС, ИВК представляют собой автомати­зированные средства измерений и обработки полученной информа­ции, предназначенные для применения на сложных объектах. Их отличительная черта — присутствие в системе свободно програм­мируемой ЭВМ, которая не только обрабатывает результаты из­мерения, но и управляет как самим процессом измерения, так и объектом исследования.

Основные структурные схемы ИИС.Структуры ИИС можно классифицировать по различным признакам. Наиболее часто клас­сификационным признаком выбирают способ обмена сигналами взаимодействия, т. е. сигналами, которые обеспечивают согласо­ванное преобразование информации всеми функциональными уз­лами системы.

Структура ИИС зависит также от принятого в системе способа управления — децентрализованного или централизованного. В пер­вом случае состав и режим работы функциональных узлов по­стоянны, система проста, компактна и дешева, однако ее возмож­ности ограничены. Во втором случае система содержит централь­ное устройство управления — контроллер, который задает режим работы функциональных узлов, а также связи между ними, т. е. гибко изменяет функциональные возможности системы.

На рис. 52, а показана структура децентрализованной системы с цепочечным соединением функциональных узлов ФУ_i. Все сиг­налы передаются по индивидуальным для каждого узла шинам, а сами функциональные узлы выполняют заранее заданную опе­рацию над информационным сигналом. Примером системы с це­почечной структурой могут служить системы централизованного контроля параметров технологических процессов. Такие системы обычно содержат ряд первичных измерительных преобразовате­лей; циклический коммутатор, посредством которого каждый пре­образователь периодически подключается к ИИС; ряд последова­тельно включенных групповых нормирующих преобразователей, предназначенных для фильтрации, масштабного преобразования и линеаризации выходных сигналов первичных преобразователей; специализированное устройство обработки информации и реги­стратор.

Системы с централизованным управлением разнообразнее, они могут иметь радиальную, магистральную, радиально-цепочечную и радиально-магистральную структуры.

Радиальная структура системы показана на рис. 52, б. Обмен сигналами взаимодействия между функциональными узлами происходит через контроллер, что позволяет программировать узлы путем подачи программных сигналов от контроллера, изме­нять порядок обработки информации и т. д. В данной структуре каждый функциональный узел подключают к контроллеру посредст­вом индивидуальных шин. Однако наращивать число узлов в та­ких структурах трудно из-за усложнения контроллера.

Рис. 52. Информационно-измерительные системы:

а —- цепочечное соединение функциональных узлов; 6 — радиальная структура; в — магистральная структура; г — обобщенная структура; д — обобщенная структура ИВК

Магистральная структура системы показана на рис. 52, в. Особенность ее заключается в наличии общей для всех функциональных узлов шины (однопроводной или многопровод­ной), по которой передаются сигналы взаимодействия. Эта шина называется магистралью. Адресный сигнал показывает, к какому функциональному узлу относится информация, находящаяся на других проводах магистрали. Магистральная структура легко по­зволяет наращивать число узлов в системе.

Радиально-цепочечная и радиально-ма­гистральная структуры представляют собой комбинации рассмотренных выше структур.

Обобщенная структура ИИС показана на рис. 52, г. Информа­ция от объекта управления ОУ поступает на множество первичных измерительных преобразователей ИП, преобразуется в электриче-

скую форму и передается на средства измерения и преобразования информации СИПИ, в которых выходные сигналы первичных пре­образователей наиболее часто подвергаются следующим операциям: фильтрации, масштабированию, линеаризации, аналого-цифровому преобразованию. Затем сигналы в цифровой форме могут переда­ваться на цифровые средства обработки и хранения информации СОХИ для обработки по определенным программам или накопле­ния, а также на средства отображения информации СОИ для ин­дикации или регистрации. Устройство формирования управляю­щих воздействий УВ посредством заданного множества исполни­тельных устройств ИУ воздействует на технологический объект для регулирования.

В качестве средства измерения и преобразования информации в ИИС применяют различные устройства — от специализирован­ных вычислительных устройств и микропроцессоров до универ­сальных ЭВМ. На ЭВМ возлагаются и функции устройства управ­ления УУ.

Измерительно-вычислительные ком-

плексы (ИВК) содержат две части: устройство связи с объек­том (УСО) и вычислительную (рис. 52, д). Вычислительная часть в ИВК образуется свободно программируемой ЭВМ с развитым программно-математическим обеспечением ПМО. Вычислительная машина управляет в ИВК всеми процессами сбора и обработки ин­формации. Структура ИВК может иметь один или два уровня. Одноуровневая структура содержит одну магистраль — магистраль ЭВМ, в которой подключают все устройства ИВК- Двухуровневая структура показана на рис. 52, д и содержит две магистрали — приборов и ЭВМ. Сигналы взаимодействия между магистралями передаются через системный контроллер — транслятор Тр.

Управление ИВК от ЭВМ осуществляют специальные програм­мы—драйверы. Изменение структуры и методов обработки измери­тельной информации программным путем позволяет легко приспо­сабливать ИВК к особенностям объекта управления.