Технологическая схема контроля

Для анализа и синтеза технологического процесса удобно использовать отдельную технологическую схему. Она базируется на принципиальной или аппаратурно-технологической схеме. Рассмотрим один из вариантов технологической схемы контроля. ТСК представим следующим образом:

Рис. 19. Технологическая схема контроля

В данной схеме для простоты указаны только управляемые и контролируемые параметры X_i, а также выходные параметры полуфабриката изделия Y_i и управляющие сигналы ΔX_i. Информацию о параметрах управляемого процесса можно описать следующей схемой:

t - текущее время.

“ ” - направление формирования параметров изделия. На основании X_i(t) и W_i (t) может быть прогнозировано ожидаемое значение выходного параметра Y_i(t):

Если значение Y_i не соответствует заданному, то вырабатывается управляющий сигнал ΔХ_i. В зависимости от величины и знака управляющего сигнала происходит изменение входных параметров Х_i, таким образом, чтобы совокупность Х_i и W_i определила такое значение Y_i, которое было наиболее близко :

Информация о параметрах Y_i выбирается соответственно датчиками. Особенностью реализации такой схемы контроля являются следующие:

1. нехватка, а в ряде случаев отсутствие датчиков необходимой информации.

2. трудность преобразования информационного сигнала в управляющий из-за отсутствия сведений о системе взаимодействия технических факторов с выходными параметрами изделия.

3. необходимы адаптации каждой системы контроля и управления к конкретному производству. Это обусловлено различной структурой и составом информационных потоков.

Преобразование информации в АПЕ

Для дальнейших рассуждений будем обозначать любой контролируемый параметр через q_i. Пусть на k – ую техническую операцию поступает исходная информация.

Рис. 20. Простейшая информационная связь

На выходе получается информация . Эта простейшая взаимосвязь символически записывается следующим образом:

,

где К – технологическая операция.

Если входной параметр g_i преобразуется технологической операцией в несколько параметров g₁, g₂,…, g_и, то такая взаимосвязь записывается следующим образом:

Рис. 21. Информационная связь типа «расхождение»

Такая взаимосвязь называется взаимосвязью типа «расхождение». Символически ее можно выразить следующим образом:

Если несколько параметров g₁, g₂,…, g_и преобразуются в результате технологической операции в один параметр G_i (взаимосвязь типа «схождение»), то такую взаимосвязь символически можно выразить следующим соотношением:

Рис. 22. Информационная связь типа «схождение»

Преобразование информации можно изобразить в виде модифицированной записи. Для связи простейшей выглядит следующим образом:

(2)

Взаимосвязь типа «расхождение»:

(3)

Связь типа «схождение» имеет следующий вид операторной записи:

(4)

В многооперационных технологических процессах преобразование G_i параметра может осуществляться как одной операцией, так и взаимосвязанной цепью технологических операций. В первом случае мы будем иметь АПЕ простую, во вторую – сложный технологический комплекс. Описать структуру технологического процесса можно с помощью таблиц переходов. В этом случае преобразование параметров g₁, g₂, … , g_и изображается в следующем виде для простой АПЕ:

Для сложного технологического комплекса, состоящего из Nопераций, такая запись изображается в следующем виде:

Рассмотрим пример структурной связи операций технологического процесса.

Рис. 23. Структурная связь операций технологического процесса

Преобразование параметров g₁, g₂, g₃, g₄, g₅, g₆ можно представить следующим образом:

Номер операции	Номер операции
	g1, g2, g3, g4, g5, g6
		g1, g2, g3, g4, g5, g6
			g1, g2, g3, g4, g5, g6
				g1, g2, g3, g4, g5, g6
					g1, g2, g3, g4, g5, g6
						g1, g2, g3, g4, g5, g6

Модифицированная операторная связь:

Табличная запись преобразования информации о параметрах технологического процесса дает возможность расчленить этот процесс на ряд подпроцессов, которые определены последовательностью технологических операций.

Структурная схема преобразования о параметре g₁ имеет следующий вид:

Рис. 24. Структурная схема преобразования о параметре g₁

Структурная схема преобразования о параметре g₄ имеет следующий вид:

Рис. 25. Структурная схема преобразования о параметре g₄

Однако ни структурные схемы, ни модифицированная запись не могут полностью определить технологические процессы. Знать структурные взаимосвязи недостаточно, необходимо знать их содержание.

Пусть мы имеем информацию о выходном параметре , которую мы можем представить следующим образом:

.

После преобразования информации какой-то технологической операцией К в информацию происходит последовательное по индексу N (N=1, 2, …) преобразование информации для всех операций, следующих за операцией К. Это преобразование происходит следующим образом. Если в соответствии с (3) при разветвлении информации часть ее поступает в качестве входной информации на технологические операции K+N, то в этом случае информация преобразуется операцией 2 в информацию и в информацию . В свою очередь, информация поступает на операцию . В общем случае такой подход математически можно выразить следующим преобразованием

,

где - вспомогательная прямоугольная матрица вида

Вспомогательная матрица имеет и строк и m столбцов. Здесь и – число параметров К-й операции, m - число параметров, поступающих с операции К на операцию K+N.

Преобразование информации от операции 1 к операции 2 можно записать следующим образом:

Как видно, после умножения строки, содержащей всю выходную информацию технологической операции 1, на матрицу на технологическую операцию 2 поступит только информация

Для всего технологического процесса содержание информационных связей задается выражениями типа (2), (3), (4) и совокупностью матриц . Если взять ту же технологическую схему, то выходную информацию можно представить так:

Расчленение технологического процесса на отдельные составляющие его (АПЕ) позволяет проанализировать каждый подпроцесс в отдельности и разработать для контроля доминирующие подсистемы.