- •Раздел к дипломному проекту
- •1. Анализ объекта управления
- •1.1. Структура гау
- •1.2. Порядок функционирования гау. Циклограмма
- •2. Описательная постановка задачи управления
- •2.1. Цель создания асу
- •2.2. Штатные режимы работы локальных су (лсу)
- •2.3. Нештатные ситуации лсу
- •2.4. Декомпозиция задачи
- •3. Средства реализации управления
- •3.1. Обобщенная структура асу гак
- •3.2. Спецификация данных для системы управления второго уровня
- •4. Моделирование процесса управления
- •4.1. Идентификация данных
- •4.2. Разработка основной логико-математической модели
- •5. Моделирование процесса функционирования гау на основе аппарата сетей Петри (сп) Использование аппарата сетей Петри позволит проанализировать корректность составленной модели процесса управления.
- •5.1. Соответствие множества позиций сп множеству входных сигналов Свяжем позиции сети Петри с элементами разработанной математической модели (см. Табл. 5.1).
- •5.2. Соответствие множества переходов сп множеству выходных сигналов Поставим в соответствие переходам сети Петри выходные сигналы (см. Табл. 5.2).
- •5.3. Множества входных и выходных функций сп
- •5.4. Построение сети Петри
- •6. Разработка уточненной математической модели с учетом анализа своевременности поступления сигнала от процесса
- •7. Разработка общего алгоритма управления
- •8. Формирование уточненной архитектуры асу гак: спецификация и обоснование выбора технических средств
- •8.1. Конфигурирование плк. Работа в среде hw-Config по созданию аппаратной конфигурации плк Simatic s7
- •8.2. Средства съема - интеллектуальные датчики
- •8.3. Средства исполнения управления – интеллектуальные узлы
- •8.4. Сетевая архитектура передачи. Проектирование промышленных сетей в среде NetPro
- •8.5. Операторские пункты
- •9. Разработка hmi-интерфейса
- •9.1. Выбор технических средств для реализации hmi-интерфейса
- •9.2. Типовой сценарий hmi-интерфейса
5.4. Построение сети Петри
Сети Петри имеют удобную графическую форму представления в виде графа, в котором позиции изображаются кружками, а переходы прямоугольниками или «полочками». Позиции и переходы, причем позиция Р соединяется с переходом t если иt соединяется с Р если для некоторого натурального числа, где числоn называют кратностью дуги, которое графически изображается рядом с дугой. Дуги, имеющие единичную кратность, будут обозначаться без приписывания единицы.
Само по себе понятие сети имеет статическую природу. Для задания динамических характеристик используют понятие маркировки сети , т.е. функции, сопоставляющей каждому месту целое число. Графически маркировка изображается в виде точек, называемыхметками (tokens), и располагающихся в кружках, соответствующих местам сети. Отсутствие меток в некотором месте говорит о нулевой маркировке этого места.
Построенная сеть представлена в курсовом проекте по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления».
6. Разработка уточненной математической модели с учетом анализа своевременности поступления сигнала от процесса
Как было отмечено выше, одним из вариантов возникновения нештатной ситуации является несоблюдение технологического регламента, иначе превышение лимита времени либо обработки заготовки оборудованием, либо операции обслуживания роботом каждой единицы оборудования. Циклограмма функционирования ГАУ строилась на основе этих временных характеристик. И непрерывным режимом работы ГАУ считается непревышение лимитного порога суммированного времени обслуживания роботом группы оборудования. При этом операции разгрузки/загрузки исполняются при условии соблюдения временного порога обработки заготовки на конкретной единице оборудования. Поэтому разработанная ранее математическая модель возникновения аварийной ситуации требует коррекции. Сведем в табл. 6.1. временные характеристики работы оборудования и обслуживания роботом участка.
Таблица 6.1
Идентификация таймеров
Время, отведенное роботу на обслуживание С1 (разгрузка заготовок 1,2), с |
Т11 |
Время, отведенное С1 на обработку заготовок 1,2, с |
Т1 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С2 (1-ая загр./разгр. заготовок), с |
Т21 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С2 (2-ая загр./разгр. заготовок), с |
Т22 |
Время, отведенное С2 на обработку заготовок 1,2/3,4, с |
Т2 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С3 (1-ая разг./загр. заготовки 1), с |
Т31 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С3 (2-ая разг./загр. заготовок 2), с |
Т32 |
Время, отведенное С3 на обработку заготовок 1,2, с |
Т3 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С4 (разг./загр. заготовки 1), с |
Т41 |
Время, отведенное роботу на обслуживание С4 (разг./загр. заготовки 2), с |
Т42 |
Время, отведенное С4 на обработку заготовки ½, с |
Т4 |
Время, отведенное роботу на обслуживание М1/5 (загр. заготовки ½), с |
Т51 |
Время, отведенное М1/5 на обработку полуфабриката 1/2, с |
Т5 |
Общее время, отведенное роботу на обслуживание группы оборудования (С2,С3, С4, М1/5) перед разгрузкой С1 |
ТΣ |
Таймер лимита i-операций обозначим через Тilim. Соответственно для нормальной бесперебойной работы ГАУ является выполнение следующего условия:
Необходимо также подкорректировать условия выполнения задач, закрепленных за ЛСУ конкретной единицы оборудования, а именно:
1. - разгрузка 1-го оборудования осуществляется после сброса таймераТΣ (загрузка С2, С3, С4, М1/5 окончена) и Т1 (заготовки на 1-ом оборудовании обработаны);
2. - о готовности 1-го оборудования к обработке детали свидетельствует сброс таймераТ11 – разгрузка/загрузка оборудования произведена;
3. - 1-ый этап разгрузки/загрузки 2-го оборудования производится после выполнения требуемых условий, сброса таймеров:Т11 (разгрузка 1-го оборудования произведена успешно) и Т2 - таймера обработки на 2-ом оборудовании (обработка заготовок на 2-ом оборудовании завершена);
4. - 1-ый этап разгрузки/загрузки 3-го оборудования осуществляется после произведенной 1-ой разгрузки/загрузки 2-го оборудования - сброс таймераТ21 и окончания обработки на самом разгружаемом оборудовании - сброс таймера Т3;
5. - разгрузка/загрузка 4-го оборудования производится после сброса таймера 1-ой разгрузки/загрузки 3-гоТ31 и сброса таймера окончания обработки заготовки на данном оборудовании -Т4;
6. - о готовности 4-го оборудования к обработки загруженной заготовки свидетельствует сброс таймераТ41- разгрузка/загрузка оборудования завершена;
7. - загрузка туннельной моечной установки производится после окончания операции разгрузки/загрузки 4-го оборудованияТ41 и окончания операции обработки предыдущего полуфабриката – Т5;
8. - о готовности моечной установки к обработке полуфабриката свидетельствует сброс таймера загрузки данной установки –Т51;
9. - последняя разгрузка 2-го оборудования осуществляется после проведения загрузки моечной установки – сброс таймера Т51 ;
10.
- о готовности 2-го оборудования к обработке загруженных заготовок свидетельствует сброс таймера последней разгрузки данного оборудования – Т22;
11. - последняя разгрузка/ загрузка 3-го оборудования производится после сброса таймера последней разгрузки 2-го оборудования –Т22;
12. - о готовности 3-го оборудования к началу обработки загруженных заготовок свидетельствует сброс таймера последней проведенной разгрузки/загрузки данного оборудования –Т32;
13. - очередная разгрузка/ загрузка 4-го оборудования производится после сброса таймера последней разгрузки/загрузки 3-го -Т32 и сброса таймера окончания обработки предыдущей загруженной заготовки на данном оборудовании - Т4.
14. - о готовности 4-го оборудования к обработки загруженной заготовки свидетельствует сброс таймераТ42- очередная разгрузка/загрузка оборудования завершена.
Относительно возникновения аварийной ситуации следует добавить, что причины ее появления возрастают из-за обязательного соблюдения, так называемого технологического регламента математическая модель аварийных ситуаций дополняется условием: