книги из ГПНТБ / Основы автоматизации для металлургов

ЭВМ обычно устанавливают в определенном центре (заводо­ управление, областной вычислительный центр и т. д.), в который сходится информация от различных систем ее сбора, охватываю­ щих отдельные цехи, заводы и др. Передача этой информации мо­ жет осуществляться двумя основными путями: средствами транс­ порта (почта, железная дорога и др.) или по электрическим ли­ ниям связи (телефон, телеграф и т. д.).

Выбор способа передачи информации зависит от требуемой быстроты передачи, количества передаваемой информации, надеж­ ности системы передачи и ее стоимости. Наиболее часто требуется быстрая и надежная передача информации при малой стоимости системы передачи, причем эти требования противоречат одно дру­ гому. Д а ж е самые упрощенные системы передачи являются до­ вольно дорогими. Но, несмотря на это, они являются экономически выгодными, так как могут высвободить большое количество пер­ сонала и одновременно позволяют оптимально использовать ЭВМ, которые при недостаточном количестве входной информации ис­ пользуются не полностью.

Средства транспорта обычно используют при большом количе­ стве письменных сообщений или для транспортировки информации, записанной на перфолентах или перфокартах, обработка которых может быть произведена в течение нескольких дней. Для лучшего использования скоростных ЭВМ информацию, содержащуюся на перфокартах и перфолентах, также передают при помощи электри­ ческих линий связи. Если мощность линии связи ограничена, то по ней передается только важная информация, которая должна быть немедленно обработана. Внедрение современных методов и систем управления в производство немыслимо без системы передач по ли­ ниям связи.

Наиболее широко применяемые электрические линии связи по­ зволяют передавать информацию с различной скоростью. Передача с небольшими скоростями (50—200 бод) позволяет использовать

к которым относятся радиорелейная связь, связь при помощи лазе­ ров и спутников связи, системы с коаксиальным кабелем и др. В настоящее время чаще всего применяют обычные проволочные каналы связи (телетайп; телефон). В будущем предполагается со­ здать специальную сеть связи для передачи сообщений и обмена информацией. Обмен информацией между главными вычислитель­ ными центрами будет осуществляться при помощи широкополос­ ных линий.

Система передачи, так же как система связи, состоит из пере­ дающего оборудования, каналов связи и принимающего оборудо­ вания. Передача информации может осуществляться по существу тремя способами: 1) симплексным, т. е. передачей в одном направ­ лении; 2) полудуплексом, т. е. передачей в обоих направлениях, но

71

Оборудование для передачи информации

Наиболее простое оборудование имеют системы для передачи информации по телетайпной сети. Они содержат обычную теле­ тайпную приставку, в которую входят приемный перфоратор и ав­ томатический передатчик (трансмиттер). Телетайпная приставка может работать как при передаче на другой телетайп, так и при вводе непосредственно в ЭВМ.

Оборудование для передачи информации по телефонной связи более разнообразно. Его производят очень многие фирмы — Мар -

включает в себя собственно передающее устройство, рассчитанное на скорость 600—2400 бод, способное осуществлять модуляцию сигналов на передающей стороне и их демодуляцию на принимаю­ щей стороне. Кроме этого устройства, в состав оборудования вхо­ дят устройства для считывания с перфоленты, специальный прием­ ный скоростной перфоратор и другое регистрирующее оборудова­ ние, аналогичное периферийным устройствам ЭВМ.

В качестве примера передающего оборудования этого типа можно привести систему МАРКОНИ ДАТА H 6010 (рис. 25) с пе­ редачей с перфоленты на перфоленту. Входные данные с перфо­ ленты считываются блоками, включающими 32 знака, и переда­ ются по одному знаку. Перфолента может иметь стандартную ши­ рину, кроме того, может быть использован любой код, в том числе с контролем по паритету. Паритет контролируется в передающем устройстве. При неправильном считывании весь блок будет счи­ тан вторично. При приеме на другом конце системы связи инфор­ мация поблочно накапливается в буферной памяти, где контроли­ руется паритет блока. После того как информация пройдет ус­ пешно через все стадии контроля, она переносится на перфоленту. Система H 6010 может принимать информацию с различного до­ полнительного оборудования, включая устройства для считывания с перфоленты, перфокарт и документов.

73

Оборудование для передачи с большой скоростью предназна­ чено исключительно для обеспечения взаимосвязи больших вычис­ лительных центров и для работы в режиме «on line». В качестве средств связи здесь используются широкополосные каналы, теле­ визионные каналы и т. п. Примером такого оборудования служит система Дата 81 фирмы «Дженерэл Электрик», в которой име­ ется канал со скоростью передачи 100 тыс. знаков в секунду. Вхо­ дом и выходом служит магнитофонная лента.

Системы, которые предусматривают непосредственную связь с ЭВМ, рассмотрим кратко, так как их оборудование соответствует периферийным устройствам ЭВМ, которые работают с распределе­ нием времени (time sharing). Эти системы обеспечивают решение задач в реальном масштабе времени, например управление произ­ водством, распределение мест для транспортных средств и др. ЭВМ обрабатывает информацию, полученную с передающего уст­ ройства в соответствии с заданной программой, и результат тотчас же посылается на приемное устройство.

Оборудование для прямой связи с ЭВМ включает все каналы передачи как с малой и средней, так и с большой скоростями. К этому передающему оборудованию относится очень много уст­ ройств, например УНИВАК ДЦТ 2000, УНИВАК 100415 и др. Обычно они поставляются как периферийное оснащение ЭВМ.

Обработка информации о сбыте металлургической продукции

Продажу металлургической продукции на всей территории ЧССР обеспечивают 11 баз. Решение вопроса обработки массовой информации о сбыте металлопродукции основано на создании Вы­ числительного центра в Праге. На всех базах и главных складах будут созданы центры для подготовки входных данных, что обеспе­ чит перевод данных с документов на перфоленты.

Создание системы передачи информации включает три стадии.

через телефонную сеть (скорость 600/1200 бод). Устройства в вы­ числительном центре работают в режиме «oîf line». Данные, посту­ пающие в вычислительный центр, обрабатываются в тот же день. Результаты, необходимые для управления сбытом, поступают по­ требителям в течение следующего дня.

Опытная передача была осуществлена на трассе Брно—Прага. Для этого была применена система МАРКОНИ ДАТА (скорость 500 бод). Передача была опробована с помощью обычной теле­ фонной сети. Система работала без неполадок. Обслуживание си­ стемы очень простое.

На второй стадии предполагают перевести передачу информа­ ции в режим «on line», что позволит ускорить вычисления и снизить загрузку персонала вычислительного центра.

74

будет осуществить быстрый или даже прямой контакт с ЭВМ, ко­ торая станет оперативным помощником персонала баз сбыта и некоторых складов.

Г л а в а III ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ п о н я т и я

Программное управление заменяет самые простые регулирую­ щие воздействия человека (например, останов или включение, подъем или опускание и т. п.). На металлургических предприятиях такие операции встречаются, например, в прокатных цехах при управлении рольгангами. Типичным для таких регулирующих воз­ действий является то, что обычно не осуществляется обратный контроль действительного вы-

определяется как управление без обратного контроля при помощи измерений. Такие системы управления автоматически осуществ­ ляют поставленную задачу путем выполнения определенных опе­

ков выходной стороны прокатного стана. Из блок-схемы видно, что отдельные элементы управления не имеют никакой обратной связи с управляемым или последующим участком. В действительности оператор в кабине управления следит за движением раската и включает и выключает отдельные участки стана по мере необходи-

75

мости. Таким образом, момент включения или выключения опре­ деленного участка зависит от положения раската. Положение рас­ ката можно использовать для автоматизации этих операций. Так,

рис. 27. Из схемы видно, что, кроме потока материала или энер­ гии, имеются еще и потоки информации, связанные с управлением участком.

Снимаемые с измерительных элементов импульсы бывают обычно настолько слабыми, что непосредственно после датчика приходится устанавливать усилитель, и только после этого усилен­ ный импульс воздействует на исполнительный орган, который и выполняет требуемую операцию.

Далее на других примерах будет показано, что в системах про­

\

ных элементов, как собственно датчик, так и усилитель или испол­

прямо в ходе управляемого технологического процесса или в про­ цессе работы оборудования, называют в ЧССР комбинационными системами автоматики.

Характерной чертой комбинационных систем является то, что толчком для управляющего импульса служит не время, а некото­ рые другие показатели (на металлургических предприятиях та­ кими показателями чаще всего бывают положение сырых материа­ лов или раската, а также положение производственных меха­ низмов) .

Можно предположить, что при регулярном потоке материалов раскат на выходной стороне стана проходит отдельные участки за одинаковое время. Тогда будет достаточным по положению рас­ ката на входе в стан определить только разгон (начало процесса), а последовательность дальнейших операций определять по времен­ ному графику. В этом случае последующие участки стана будут включаться программным устройством (рис. 28), которое может представлять собой, например, многократный кулачковый пере­ ключатель с собственным приводом, приводимым в действие от им­ пульса входного датчика и останавливаемым одним из кулачков.

76

Осуществляемое таким образом автоматическое управление назы­ вается автоматическим программным управлением, а задающим параметром является время.

В проектах систем автоматического управления мы часто

Цатчик

Лрограпплсе

устройстбо

Рас. 28. Программное устройство для автоматического управления

ется в течение нескольких временных тактов. Одной комбинации значений входных переменных соответствуют тогда различные значения выходных переменных в зависимости от предыдущих комбинаций входных переменных. Эти системы — принудительнопоследовательные (иногда их называют многотактными).

Рис. 29. Схема автоматического управления прокатным станом:

В качестве примера комбинационных систем автоматики при­ ведем систему управления полосовым станом горячей прокатки. Стан на рассматриваемом участке состоит из двух клетей дуо, трех клетей кварто, двух роликов и двух устройств для натяжения петли между клетями кварто. Перед сдвоенной клетью дуо и перед первой клетью кварто установлены окалиноломатели (рис. 29).

77

Горячая полоса с предыдущего участка входит в нижние валки сдвоенной клети дуо и вращающимся обводным роликом вводится в верхние валки. В момент захвата полосы верхними валками ро­ лики разводятся, чтобы могла образоваться свободная петля,

не успевали захватить полосу и получался брак, кроме того, воз­ никали еще и потери времени на удаление горячей полосы. При

для индикации горячей полосы вакуумный фотоэлемент с макси­ мумом спектральной чувствительности в инфракрасной области. Требование повышенной надежности было выполнено благодаря применению строенного фотореле, в котором оптика трех фотоэле­ ментов была направлена в одну точку таким образом, чтобы они освещались движущейся горячей полосой одновременно. Рабочие контакты (замыкающие) выходных реле были соединены последо­ вательно-параллельно, как показано на рис. 30, а.

Такое соединение обеспечивает надежную работу схемы в том

Следует отметить, что при ухудшении способности к фотоэф­ фекту было бы достаточным параллельное соединение двух фото­ реле (рис. 30,в). Ухудшение вакуума и возникновение само­ произвольной проводимости, однако, наоборот, требует после-

78

должны быть освобождены к моменту выхода конца полосы из первой клети кварто. Для устройства N1 это условие удовлетво­

тоты было сделано так, чтобы они работали совместно с момента,

контакты фотореле f2 и U (рис. 30, в). Для пояснения следует до­ бавить, что выходные реле использованных фотореле имели четыре пары коммутационных контактов, которые были применены в раз­ личных описанных выше схемах.

Комбинационная система включает в себя обычно несколько групп элементов. Прежде всего к ним относятся датчики, которые измеряют и индицируют значение величин, определяющих после­ довательность операций. В металлургической практике это чаще всего датчики положения раската или состояния определенных частей производственных агрегатов или транспортного оборудова­ ния. Принципы их построения могут быть самыми различными, но, как правило, их можно разделить на две группы: контактные и бесконтактные.

Мы уже упоминали о том, что сигнал, поступающий от вход­ ного датчика, необходимо усиливать. Для датчиков, работающих по электрическому или электромагнитному принципу, применяются релейные, электронные или транзисторные усилители, на выходе которых имеется электромагнитное реле, служащее для присоеди­ нения исполнительных органов. Для неэлектрических датчиков применяют преобразователи, которые преобразуют механическую величину в электрическую, или соответствующие пневматические либо гидравлические усилители.

На выходе системы управления находится исполнительный ор­ ган, который тоже может быть механическим, пневматическим, гидравлическим или электрическим. Электрическим исполнитель­ ным органом может служить, например, электромагнит для управ­ ления вентилями или тормозами, электродвигатель или гидравличе­

контуров настолько функционально объединены, что оказывается невозможным отделить, например, усилитель от собственно испол-

79

нительного органа. Преимущество комбинационных систем авто­ матики состоит в том, что импульсом для каждой последующей операции является регулирующее воздействие заранее определен­ ной величины, что позволяет осуществлять определенный контроль правильности выполнения предыдущей операции. В качестве при­ мера вновь можно привести движение раската по рольгангу, когда последующий участок включается лишь тогда, когда раскат дейст­

лачковый переключатель, реле времени, магнитная лента, перфо­ лента, перфокарты, пленка и др.

Каждый из этих элементов может иметь несколько модифика­ ций. Кулачковый переключатель, который по своим габаритам и надежности вполне пригоден для металлургических цехов, может иметь собственный привод от синхронного двигателя. Иногда он

реключатели делят на несколько более мелких, которые последо­ вательно подключают приводы различного технологического обо­ рудования и отключают их по окончании операции.

80