3.2. Информационные характеристики аск и ис

Рассмотрение основных обязанностей оператора в ручном, автома­тизированном и автоматическом режимах работы ЛСК показывает, что вся информация, необходимая ему для эффективной работы, может быть сведена к трем основным группам: качественная, количественная и дополнительная.

Качественная информация включает в себя основные данные систе­мы, блоков и узлов контролируемого объекта, параметры которых вышли за предельно допустимые значения. Ее целесообразно разделить на две основные группы. «Оперативная» качественная информация характери­зует состояние систем, блоков и узлов объекта, контролируемых в соответ­ствии с программой работы «в данный момент». «Постоянная» качествен­ная информация характеризует состояние систем, блоков и узлов объекта, контролируемых непрерывно в течение всего испытательного цикла.

Количественная информация включает в себя абсолютные значения измеряемых параметров контролируемого объекта, а также верхние и нижние предельно допустимые значения параметров (допуски).

Дополнительная информация включает в себя различного рода по­яснительные и вспомогательные данные, облегчающие и управляю­щие работу оператора. Характер ее в основном определяют специфика работы объекта и сама технология испытаний: время программное или текущее; номер контролируемого канала или операции; основные со­стояния контролируемого объекта и АСК (включено или выключено питание, готовность к работе и т.д.); состояние вспомогательной аппа­ратуры, применяемой при испытаниях, и т.д.

Для вывода информации могут быть использованы различные ин­дикаторные табло (как сигнальные и знаковые, так и обзорные) двух типов: цифровые и нецифровые. Для примера на рис. 3.3 приведено информативное представление индикаторной панели АСК, где ис­пользуют следующие цифровые обозначения: «верхний предел — фак­тическое значение — нижний предел», «номера каналов (операций)», «время программное или текущее».

К нецифровым обозначениям относятся «проверяемая система, команды», «неисправности в проверяемой системе», «неисправности в проверяемом объекте», «АСК неисправна», «состояние вспомога­тельного оборудования», «состояние объекта и АСК».

Информация с числовых табло выводится последовательно, с «не­цифровых» — последовательно-параллельно (в этом случае обязатель­но запоминание поступающей информации).

Кроме того, необходимо знать объем информации, воспроизводи­мый системой индикации, скорость работы индикаторных устройств, скорость переработки информации человеком-оператором в реальных условиях, различные средства и методы отображения информации. Все эти задачи требуют количественной оценки, перерабатываемой человеком-оператором информации.

В целом индикаторные устройства, воспроизводящие на экранах информацию в виде различных символов, можно рассматривать как источник дискретных сообщений, характеризуемый случайным про­цессом, развивающимся во времени. Такими дискретными сообщения­ми могут быть буквы или цифры: слова, фразы; изображения, имеющие определенное смысловое содержание; типовые команды; извещения о возможных состояниях объектов или системы контроля, результаты измерений, выражаемые числами, и т.д.

Дискретный источник, используя имеющийся алфавит, выдает со­общения, представляющие собой последовательности символов. Одна из характеристик устройств индикации дискретной информации — количество воспроизводимой на экране информации.

Система индикации, подобно источнику сообщений в системах связи, может быть наиболее полно охарактеризована статистиче­ской структурой воспроизводимой информации, т.е. функциями распределения, которые характеризуются численными значениями вероятностей появления случайных сообщений. Практически же в большинстве случаев приходится иметь дело с вероятностями появления сообщений, или с относительными частотами их по­явления.

Применяемая здесь мера количества информации, вычисляемая на основе статистики событий, отличается объективно­стью и независимостью от психологических факторов, ибо статисти­ческие показатели событий объективны и устанавливаются на основе эксперимента.

Для случаев, когда должны приниматься во внимание семантика или ценность информации, эта модель неприменима.

Количество информации, воспроизводимое на экране, — не един­ственный параметр системы индикации. Специфическая особенность системы индикации - ее непосредственное «сопряжение» с человеком-оператором, которое должно оптимально использовать возможности опе­ратора по восприятию и анализу отображаемой информации. Поэтому наряду с количеством информации одним из важных показателей, опре­деляющих деятельность оператора, следует считать скорость работы (по­ток информации) системы индикации. Общее время контроля определе­но, поэтому можно говорить о количестве информации, вырабатываемой системой индикации в единицу времени.

Таким образом, поток информации зависит от количества раз­личных сообщений, вырабатываемых системой индикации, их дли­тельности и статистических характеристик. Надо также учесть, что скорость работы устройства индикации (ноток информации) не долж­на рассматриваться в отрыве от пропускной способности человека-оператора, определяемой количеством информации, воспринимаемым и перерабатываемым человеком в единицу времени. Пропускная спо­собность человека-оператора сложная функция многих факторов и характеристик, основными из которых являются: тип задачи, решае­мой оператором; объем поступающей информации; длина алфавита в каждом сообщении; вид отдельных символов; яркость; контрастность; размер символов.

Кроме приведенных основных объективных факторов и характери­стик, пропускная способность зависит также от субъективных факто­ров, таких, как опыт и тренированность оператора, его состояние во время работы, особенности нервно-психической деятельности и т.д.

Вопросами пропускной способности человека серьезно занима­ется инженерная психология, однако в настоящее время нет ни тео­ретических, ни достаточно надежных экспериментальных данных по пропускной способности, которые могли бы быть использованы при разработке устройств индикации дискретной информации.

Систему передачи информации человеку-оператору в системе контроля можно представить как дискретный канал связи, в котором источником сообщения (передатчиком) является система индикации, приемником — человек-оператор, а каналом связи — естественные ка­налы связи системы восприятия человека (зрение, слух и др.).

Пропускная способность оператора как звена связи ограничена строго определенным количеством информации, которое он в со­стоянии принять и переработать за единицу времени. Поэтому объ­ем предъявляемой информации должен находиться в соответствии с временем, отпущенным на ее обработку.

Эффективные методы кодирования увеличивают количественные пределы максимально возможной скорости передачи информации. Зная пропускную способность оператора, можно выбрать наиболее эффективный из используемых методов кодирования, чтобы он обес­печивал максимальную скорость приема информации человеком при максимальной надежности.

Методы оптимального кодирования включают в себя: подбор опти­мального алфавита (или алфавитов, которыми кодируются отдельные элементы сообщения) и нахождение оптимальной логической струк­туры закодированного сообщения.

3.3. Средства автоматизации, измерений и контроля

К средствам автоматизации, измерений и контроля относятся функ­циональные узлы к управляющим приборам; индикаторы контакта; преобразователи (электроконтактные, пневмоэлектроконтактные, пневматические, фотоэлектрические сортировочные; механотронные; индук­тивные), а также электронное реле; лазерный измеритель перемещений; блоки управления, являющиеся отсчетно-командными устройствами, выдающими в соответствующие каналы, управляющие команды.

Рассмотрим основные:

Преобразователи индуктивные используют в электронных показы­вающих приборах для измерения с высокой точностью и быстродей­ствием размеров, отклонений формы и расположения поверхностей. Перемещения измерительного стержня с наконечником преобразуют­ся в пропорциональные изменения, подаваемые на отсчетное или за­писывающее устройство.

Приборы электронные с индуктивным преобразователем (ПЭИП) позволяют визуализировать контроль и автоматизацию измерений. Эти приборы имеют показывающие стрелочные приборы или устрой­ства цифровой индикации. При применении аналого-цифровых пре­образователей ПЭИП могут быть стыкованы с микроЭВМ. На базе ПЭИП конструируют скобы, пробки, которые встраивают в схваты роботов и манипуляторов, ПЭИ П имеют розетки для подключения са­мописцев и других вторичных приборов.

Фотоэлектрические приборы (ФЭП) можно состыковывать с устройствами автоматического управления и ЭВМ. Одновременно информацию можно выводить в двоично-десятичном ходе на специ­альную шину. Возможно, устанавливать нулевое положение показа­ний, что реализует измерения по методу сравнения с мерой. Преоб­разователь может перемещаться по стойке.

Приборы активного контроля (ПАК) применяют, чтобы повысить точность обработки на металлорежущих станках, чаще всего методом шлифования и хонингования.

В ПАК для круглого наружного шлифования валов контроль раз­меров можно осуществлять двух- и трехконтактными скобами. Эти ПАК выпускают в различных модификациях и исполнениях, разли­чающихся по типу применяемых скоб и по количеству управляющих команд, ходу гидроцилиндра.

С помощью ПАК для внутреннего шлифования есть возможность широкого регулирования контролируемых размеров. ПАК может быть сконструирован на основе двух одноконтактных преобразователей, имеющих щупы, загнутые под углом в 90°, устанавливаемые на уни­версальном кронштейне. По окончании цикла контроля прибор отво­дят из зоны обработки.

Наконечники вводят одновременно или вслед за шлифовальным кругом. При достижении требуемого размера прибор выдает команды на выхаживание.

В качестве ПАК для бесцентрового шлифования применяется универсальная измерительная система мод. БВ-4100-70БВ-4100-79 (10 модификаций, отличающихся диапазоном контролируемых размеров). Система позволяет проводить контроль вне зоны обработ­ки. Детали для контроля подают механизмы шлифовального станка. Имеется возможность ручного контроля деталей специальной ско­бой.

У ПАК для плоского шлифования измерительное устройство вы­ставляется по размеру контролируемой детали на станке. Приборы могут контролировать как гладкие, так и прерывистые поверхности.

Контрольно-сортировочные автоматы (КСА) применяют в мас­совом производстве для создания селективных групп деталей перед сборкой. Автоматы состоят из измерительно-командного устройства бун­кера накопителя, закрепленного на станине, магазинов кассет с рас­сортированными деталями, соединительных лотков со стрелочными устройствами. По команде от измерительного устройства поступает сигнал в блок управления стрелочных переводов. Измеренная деталь направляется по лотку в соответствующий магазин.

Для различных контрольных процедур создано множество КСА, обычно предметно и объектно-ориентированных на различные виды изделий и их параметров.

Принципиально новый шаг в области контроля — создание автома­тов на основе микропроцессорной техники, которые значительно рас­ширяют функциональные возможности и гибкость контроля. Так, разрабатываемые устройства контрольно-информационные модели 400Е.СОЗ и 400Е.СО3.66-01 предназначены для сплошного операционного контроля диаметров отверстий цилиндров после чи­стовой расточки отверстий блока цилиндров на автоматической линии Контроль осуществляется двумя контактными индуктивными пробками. Эти два устройства аналогичны по конструкции, у них име­ется сдвиг пробок в пространстве. Перемещение пробок проводится от пневмоцилиндра. Пневмосистема используется также для обдува поверхностей, подвергаемых контролю. Обрабатывает результаты измерения программируемый контроллер типа PLC-2/30, который монтируется в электрошкафе. Результаты контроля выдаются в цифровой форме на табло отсчетно-командного устройства. Периодически (по программе) пробки направляются в эталонные отверстия для расчета поправки на результаты измерения.