Управление производственными процессами с помощью микропроцессорніх систем

Расширение сферы применения вычислительной тех­ники связано с быстрым снижением стоимости микроЭВМ и мик­ропроцессоров. В настоящее время их применение экономически целесообразно не только на крупных предприятиях, но и в средних и мелких цехах.

Например, в литейных цехах микропроцессорные системы мо­гут применяться в смесеприготовительном отделении для управления автоматическими формовочными линиями и отдельными, формовочными и стержневыми автоматами, для управления за­ливкой литейных форм и финишной обработкой отливок, а также в отделениях литья под давлением и по выплавляемым моделям.

В смесеприготовительном отделении микропроцессорные си­стемы используют для управления операциями контроля качества свежих формовочных материалов, транспортировки компонентов формовочной смеси к месту ее приготовления, регенерации отра­ботанных формовочных смесей и контроля их качества, приготов­ления формовочных и стержневых композиций.

Работой автоматической формовочной линии управляет микроЭВМ, которая, как правило,

связана с микропроцессорными системами управления отдельными операциями формообразова­ния, а также с компьютерами, управляющими технологическими процессами в смесеприготовительном и плавильном отделениях. Следовательно, кроме управления работой непосредственно ав­томатической формовочной линией, с помощью микроЭВМ осу­ществляется координация подачи жидкого металла, контроль циркуляции материалов и технологической оснастки, регистрация простоев и потерь рабочего времени, диагностирование работо­способности оборудования. Такого рода автоматическая формо­вочная линия, оснащенная системой управления на базе микроЭВМ, выпускается как у нас в стране, так и за рубежом и успешно ра­ботает в литейных цехах.

Рис. 159. Схема стержневого автомата с управляющим микропроцессором

Выпускаются отдельные формовочные и стержневые автоматы с системами микропроцессорного управления. На рис. 159 при­ведена схема автомата для изготовления стержней из песчано-глинистых смесей пескодувом с дополнительной допрессовкой.

Микропроцессорное исполнение системы управления позволяет легко подключать ее к управляющей микроЭВМ 1 для объедине­ния с автоматической формовочной линией. В автомате запрограм­мировано выполнение следующих операций: сборка стержневого ящика 5; дозировка стержневой смеси из бункера 8 в пескодув­ную головку 6\ наддув стержня; дополнительная допрессовка стержня штырем 4 и разборка стержневого ящика. Дозировка стержневой смеси в помощью шибера с гидроцилиндром 9, давление наддува и глубина внедрения штыря автоматически рас­считывается и регулируется микропроцессором 2 на основе дан­ных, полученных от датчиков 3 и 10,

В термических цехах микропроцессорные системы могут при­меняться в системах регулирования температуры в рабочем про­странстве печей, для управления операциями загрузки и выгрузки печей, а также для управления и контроля в установках для при­готовления контролируемых (защитных) атмосфер.

В качестве примера рассмотрим структурную схему регулиро­вания температуры методической газовой печи при отжиге слитков (рис. 160). Печь / имеет несколько тепловых зон. Информация о температуре рабочего пространства печи в каждой зоне, соот­ношении газ—воздух и температуре поверхности слитков посту­пает в микроЭВМ 2,. которая на основе методов динамического программирования вырабатывает управляющие воздействия в виде задания локальным системам регулирования температурного режима зон. Система слежения за прохождением слитков обеспечивает соответствующие изменения режима нагрева в зонах.

В настоящее время широкое применение в системах управле­ния программными роботами находят микропроцессоры и микроЭВМ. Использование ЭВМ позволяет выполнить робототехническую систему более гибкой и легко переналаживаемой, придать ей дополнительные возможности общения в диалоговом ре­жиме оператора с роботом. На включенную в состав робототехнической системы ЭВМ возлагаются различные функции. Если на этапе обучения ЭВМ осуществляет связь с оператором, формирует и редактирует программу движения, то на этапе эксплуатации она проводит вычисления и формирует управляющие сигналы на исполнитель­ные механизмы.Структурная схема простейшей робототехнической системы с использованием микроЭВМ показана на рис. 161. При ее эксп­луатации оператор с помощью задающего устройства 1 формирует программу движения исполнительного механизма 3 и приводит ее в память микроЭВМ. При необходимости программа через си­стему управления 2 выдается на исполнительные механизмы.

В качестве задающего устройства может быть использован обычный дисплей или функциональный пульт, который должен Обеспечить оператора всеми необходимыми средствами по обучению и управлению роботом. Включение микроЭВМ в систему управления 2 роботом может осуществляться различными способами. При первом способе микроЭВМ используется как программное устройство, которое формирует управляющие сигналы на исполнительные механизмы без получения информации об их состояниях.

Второй способ базируется на замкнутой схеме. МикроЭВМ непрерывно получает информацию о траектории движения манипу­лятора управляемого робота. Полученная информация исполь­зуется микроЭВМ для корректировки траектории движения. При третьем способе микроЭВМ непосредственно включается в контур следящей системы привода исполнительного механизма, т. е. главная обратная связь запоминается через микроЭВМ, которая выполняет активную коррекцию привода. При использовании, четвертого способа для разгрузки управ­ляющей микроЭВМ часть задач исполнительного уровня возла­гается на дополнительный микропроцессор, включенный в состав привода.

	Рис. 160. Упрощенная схема регулиро­вания температуры методической га­зовой печи с ЭВМ

.

Основными

преимуществами микропроцессорного уп­равления являются его гибкость и универсальность, так как про­грамма коррекции привода размещается в перепрограммируемом запоминающем устройстве микропроцессора и легко может быть изменена.

Системы управления на базе микропроцессоров и микроЭВМ позволяют в значительной степени устранить недостатки обычных роботов и использовать их для решения различных технологи­ческих задач, например для непосредственного управления тех­нологическим и транспортным оборудованием.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о классификации управляющих микроЭВМ.

2. Каков принцип действия программаторов?

3. Расскажите о принципе действия контроллеров.

4. Где могут использоваться микропроцессорные системы в литейных цехах?

5. Как работает система управления стержневым автоматом с микроЭВМ?

6. Как осуществляется управление роботами с помощью микропроцессоров
и микроЭВМ?