2. Описательная постановка задачи управления

2.1. Цель создания асу

Целью создания АСУ ТП является:

1. возможность оперативного и эффективного отслеживания технологического процесса обработки данного типа детали;

2. возможность предупреждения, визуализации и последующего устранения возникших аварийных ситуаций;

3. обеспечение заданного технологического регламента функционирования оборудования в различных производственных ситуациях посредством выдачи управляющих воздействий на локальные системы управления технологическим оборудованием и последующей передачи на диспетчерский пульт оператора.

2.2. Штатные режимы работы локальных су (лсу)

Управление основным и вспомогательным технологическим оборудованием осуществляется посредством использования локальных систем управления.

Для организации управления обработкой детали на операции 010 используется система управления SINUMERIK 840D, на других операциях -SINUMERIK 810D.

В задачи данных локальных систем управления входит:

- диагностика состояния работоспособности оборудования;

- загрузка управляющих программ на обработку детали (включение оборудования);

- контроль за качеством обработки детали с соблюдением технологического регламента;

- обеспечение безопасности обработки детали (посредством датчиков безопасности, расположенных на дверях ограждения оборудования для предотвращения проникновения в рабочую зону посторонних предметов);

- информирование системы управления более высокого уровня об окончании обработки для необходимости разгрузки/загрузки следующей заготовки.

Управление роботом осуществляется системой FANUC 16T, посредством которой производится:

- периодическая диагностика состояния робота;

- разгрузка/загрузка (ротация схвата, фиксация заготовок в схвате) роботом обслуживающих им оборудования;

- перемещение робота относительно позиций приема/подачи заготовок.

2.3. Нештатные ситуации лсу

Одним из ограничений задачи управления ГАУ является заданный технологический регламент, при несоблюдении которого осуществляется останов всего комплекса с целью выявления неисправности (проведение диагностики) и последующей переналадки.

Возможна ситуация выхода из строя управляемого технологического оборудования. Причиной может быть либо неисправность системы инструмента, либо системы СОЖ либо системы оснастки или же неисправность системы приводов, когда последующая обработка заготовки невозможна. В этом случае включается режим аварийного состояния участка с сообщением оператору ГАУ. Производится автоматический останов работы ГАУ.

Появление посторонних предметов (людей) в рабочей зоне обслуживающего робота или нарушение общего защитного светового барьера также свидетельствует о возникновении аварийной ситуации на участке.

Таким образом, в любом случае при появлении нештатной ситуации система управления сигнализирует об этом оператору.

2.4. Декомпозиция задачи

Общая задача управления технологическим процессом представляет собой совокупность подзадач управления конкретными единицами технологического оборудования посредством передачи соответствующих сигналов от ЛСУ оборудования к системе управления участка второго уровня. Так как в нашем случае роботом обслуживаются четыре станка и одна туннельная моечная установка, то соответственно перед нами стоит решение нескольких задач. Это:

1. организация обработки заготовок на станках;

2. организация промывки полуфабрикатов в туннельной моечной установке.

3. организация процесса обслуживания роботом, закрепленных за ним технологических оборудований.

Поэтому в первую очередь необходимо выделить условия выполнения данных задач.

1. Для запуска программы обработки заготовки на любом из представленных станков обязательно выполнение условий:

- ограждения рабочего пространства станка для обеспечения непрерывной обработки;

- исправности всех систем оборудования;

- наличия заготовки в патроне оборудования;

- ее фиксации;

- отсутствия операторского запрета операции;

- отсутствия автоматического режима останова работы всего участка.

Об окончании обработки заготовки свидетельствует дискретные сигналы, посылаемые ЛСУ системе второго уровня, о завершенности операции обработки и разрешенного доступа в рабочее пространство оборудования.

2. Программа загрузки для промывки и продувки полуфабрикатов инициализируется при выполнении условий:

- наличия полуфабриката на позиции приема (сигнал от контактного индуктивного датчика);

- окончания таймера загрузки роботом моечной установки (в этом случае робот позиционируется у 1-го станка);

- исправности всех систем установки;

- отсутствия операторского запрета операции;

- отсутствия автоматического режима останова работы всего участка.

3. Обслуживание роботом металлообрабатывающего оборудования для разгрузки возможно при условиях:

- позиционирования на месте разгрузки оборудования;

- завершенности обработки заготовки;

- доступа в рабочую зону оборудования;

- наличия полуфабриката в патроне станка;

- ослабленной фиксации данного полуфабриката патроном;

- наличия свободного схвата;

- отсутствия операторского запрета на выполнение операции;

- отсутствия автоматического режима останова работы всего участка.

Для загрузки металлообрабатывающего оборудования необходимо соблюдение следующих требований:

- позиционирования на месте загрузки единицы оборудования;

- доступа в рабочую зону оборудования;

- отсутствие заготовки/полуфабриката в патроне оборудования;

- наличие заготовки в схвате робота;

- исправности систем робота (механизмы схвата, ротации, системы приводов);

- отсутствия операторского запрета на выполнение операции;

- отсутствия автоматического режима останова работы всего участка.

Загрузка туннельной моечной установки будет производится также при условиях позиционирования на месте приема полуфабрикатов поддоном установки, фиксации схватом роботом полуфабриката, наличия свободной позиции приема полуфабриката, завершенности операции обработки предыдущего полуфабриката, отсутствия операторского запрета на выполнение операции, отсутствия автоматического режима останова работы всего участка.

Ниже рассмотрим используемые на данном участке средства съема, передачи, обработки информации и выдачи управляющих воздействия, а также средства исполнения управления. Определим основные входные и выходные данные для системы управления участком второго уровня.