Файл: Львов Н.С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 75

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ковой амплитуды и длительности т, то за время Т может быть

Т

передано п = -— импульсов. Так как из п импульсов можно

т

сформулировать 2™ различных сигналов, то пропускная способ­ ность канала связи в дв. ед./сек

г л- logs"

1

С = hm —

 

= — .

г - «о

Т

т

Можно измерять пропускную

способность и в дв. ед./символ,

так как продолжительность символов, которые используются для

передачи информации, равна т.

 

 

 

Fm

 

При передаче

непрерывных сообщений с полосой

частот

и ограниченной средней мощностью сигнала Wc

пропускная

способность (емкость) канала связи

 

 

 

 

 

 

C = F m l o g ( l +

-

^ ) ,

 

(3)

где

Wm — средняя мощность помех

(шумов) в полосе частот

Fm.

 

Если помехи малы, т. е.

Wa

то формулу

(3) можно

упростить

 

 

 

 

 

 

 

Cx = F m l o g ? -

=

FJr,

 

 

где

п = log -

превышение сигнала над помехой.

 

Wїй

Если передаваемое сообщение и пропускная способность ка­ нала связи измеряются одной и той же количественной величи­ ной, то это соответствует полной согласованности источника сиг­ нала и канала связи и скорость передачи информации по каналу равна его пропускной способности. Канал оказывается недогруженным, если его емкость превосходит энтропию сооб­ щения (скорость передачи информации).

Помехоустойчивость системы передачи дискретных сообще­

ний оценивают,

например, по вероятности подавления

команд

 

Р — •

 

 

•г л —

,

 

 

«1

 

 

где «і и пп — число переданных и подавленных команд.

Достоверность этой оценки тем выше, чем больше ВЗЯТО П\.

Практически достаточно значение

п\, при котором

пп>510.

Эффективен

метод подавления

помех путем трехкратной пе­

редачи каждого сообщения, запоминания всех трех и, наконец, вынесения заключения по большинству. Другой метод основан на троекратном повторении сообщений и суммировании ампли­ туд сигналов, что равноценно использованию передатчика с ут­ роенной мощностью.

Перспективно применение метода квитирования, основанного на использовании информационной обратной связи, по которой на передатчик после приема сигнала поступает сигнал-квитан-

8—80

113


ция. У простейшего варианта системы с информационной обрат­ ной связью устройство обнаружения ошибки отсутствует, а по каналу обратной связи высылается сигнал в форме полного повторения передаваемого по прямому каналу. Такую систему называют системой с ретрансляционной обратной связью. Реа­ лизация этой системы выгодна с технической стороны, ибо ее легко пристроить ко многим уже действующим линиям связи, при этом требуется минимальное усложнение аппаратуры. Воз­ можно также и такое построение системы, в которой, в случае неразборчивости принятого сообщения, по обратному каналу связи посылается короткий сигнал переспроса, затем делается заключение о правильности приема, после чего принятое реше­ ние передается на передатчик. Эти системы называют системами с решающей обратной связью.

Чем сложнее система контроля, тем острее проблема ее на­ дежности. Основные причины ненадежности: отказы элементов схем и связей, сбои схем и влияние помех. Наиболее распро­ странены помехи синусоидального, импульсного и флюктуационного характера, которые складываются с полезным сигналом. В цеху, оборудуемом разветвленной системой контроля, глав­ ная трудность будет связана с подавлением вспышек импульс­ ных помех, вызываемых электросваркой, коммутацией электри­ ческих цепей и искрообразованием.

Наиболее нежелательны помехи в измерительных цепях связи, идущих от датчиков, ибо отфильтровать их при малом уровне полезного сигнала сложно. Создаются эти помехи галь­ ваническими, емкостными и индуктивными связями между из­ мерительными цепями (линиями связи, усилителями, преобразо­ вателями) и окружающими их телами (землей, силовыми кабе­ лями и т. п.), а также паразитными э. д. с.

Большие неудобства

вызывают

помехи флюктуационного

типа, носящие случайный

характер

и создаваемые изменяющи­

мися потенциалами на концах различных элементов электрон­ ных и транзисторных узлов. Основные трудности борьбы с та­ кого рода помехами связаны с их нерегулярностью, неожидан­ ностью и со структурным сходством с полезным сигналом.

Радикальным средством предупреждения помех является преобразование непрерывных сигналов перед их передачей в дискретные, а еще лучше — кодирование.

С целью повышения надежности передачи особо важной ин­ формации целесообразно вводить избыточность путем, напри­ мер, увеличения «длины сообщения». Если считать, что в сооб­ щении с числом элементов п0 на каждый из них приходится не­ которое максимальное количество информации, то при большем числе элементов п>п0 передача того же сообщения будет идти с избыточностью

у _ п — п0


Избыточность можно получить и другими способами: когда для передачи сообщения от одного пункта к другому имеется несколько различных путей, либо когда связи дублируются.

Одно из обязательных условий, которые необходимо выпол­ нять при проектировании системы информации, — это гибкость, облегчающая приспособление ее к последующему развитию, ко­ торое безусловно потребуется через некоторое время.

Техническое воплощение автоматизированной информаци­ онно-справочной системы можно представить следующим обра­ зом. Подробную информацию с участков имеет начальник сме­ ны. Установленный в его кабинете диспетчерский пульт является централизованным устройством для сбора и первичной обра­ ботки информации. На лицевой панели пульта изображены элек­ трифицированные сетевой график (графики) на заказ и мнемо­ схема заказа или цеха. Контролируемые (управляемые) точки (участки) заказа представлены рядом блоков, отражающих пла­ новую (расчетную) и фактическую информацию (БПФИ) по ря­ ду выбранных для каждого участка (поста) работы парамет­ ров (показателей). Плановая информация поступает на блоки БПФИ от ЭВМ. Фактическая информация с участков (постов) поставляется на блоки БПФИ непрерывно или дискретно систе­ мой датчиков и первичных преобразователей. Она также может предварительно обрабатываться в ЭВМ.

Обобщенную информацию о ходе выполнения заказа дают сетевой график и первичный сумматор (блок обобщенных пока­ зателей выработки и простоев). По ходу календарного времени вычислительная машина путем световой или механической инди­ кации указывает заданное значение по всем линиям работ на данный момент времени. Аналогично отражается на графике и фактическая информация. Сопоставление ее с плановой позво­ лит диспетчеру (начальнику смены) принимать оперативные ре­ шения по коррекции работ (по переброске рабочей силы и обо­ рудования, снабжению материалами, производству ремонтных работ и т. п.). Место воздействия при этом определяется по се­ тевому графику, по блокам БПФИ и сумматору, на которых фиксируются простои, планируемый и фактический ритм рабо­ ты, формируются сигналы тревоги, а двусторонняя связь с уча­ стками цеха и смежными цехами-поставщиками и службами предприятия осуществляется с помощью соответствующих блоков.

Более целесообразным может быть признано отражать ин­ формацию на всех индикаторных табло не по двум линиям — линии плана и линии факта (как изложено выше), а сразу в виде отклонений или в комбинированном виде — как план и отклонение.

Обобщенные показатели (планируемые и фактические) вы­ полнения заказа в еще более сжатом объеме выводятся на вто-

8*

115


ричный сумматор, установленный в кабинете центральной дис­ петчерской или в кабинете директора предприятия.

При реализации системы необходимо учитывать ее громозд­ кость, поэтому следует стремиться к максимальному использо­ ванию серийно изготовляемых устройств. Многое можно заим­ ствовать из систем, предназначенных для оперативного управления основным производством, для контроля и учета хо­ да производства. Это, например, система НЭВЗ, разработанная для Новочеркасского электровагоностроительного завода, анало­ гичная по идее система «Р-Г», нашедшая еще раньше распрост­ ранение, а также системы УПИ-1, АКРО-3, «Сигнал», «Ритм-1», КДС-СП, «Эксперт-2», созданные позже и более близкие к си­ стеме ИАСП. Заслуживают внимания системы АСУ-МТЗ (на Минском тракторном заводе) и «Львов» (на Львовском телеви­ зорном заводе), а также управляющие системы-советчики ти­ па УСС и системы типа «Время», разработанные в НИИТракторосельхозмаше. Заметим, что в большинстве систем исполь­ зуется вычислительная машина «Минск-22».

Многообещающим представляется использование для авто­ матизации контроля управляющей электронной вычислительной машины, имеющей универсальную структуру команд, обеспечи­ вающих реализацию любого алгоритма контроля, оперативную и долговременную память, набор аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, высокую надежность и развитую систему самоконтроля. Таким требованиям удовлетворяют ма­ шины УМШН «Днепр», «Днепр-2» и КВМ-1.

Использование ИАСП в производстве ведет к существенным изменениям организационного и психологического характера. А это означает, что при разработке и внедрении ее необходимо предусматривать постепенное привыкание управленческого пер­ сонала и рабочих к новым методам контроля и управления.

Комплексная автоматизация сварочных процессов. Разра­ ботка систем автоматического регулирования режима и систем автоматической ориентации электрода относительно сваривае­ мого изделия привели к необходимости создания комплексных систем автоматизации сварочного процесса [49]. Развитие этой идеи дает схему комплексной системы автоматизации управле­ ния процессом дуговой сварки, представляющей собой объедине­ ние систем ориентации, систем регулирования режима дуги и вычислительных и логических устройств [56]. Предполагается, что такой комплекс позволит получить оптимальный режим ра­ боты сварочного оборудования, а в результате — сварное соеди­ нение заданного качества.

Система комплексной автоматизации процесса дуговой сварки показана на рис. 37. Она представляет собой комплекс следящих систем, обеспечивающих заданную пространственную ориентацию сварочного электрода относительно свариваемого


изделия, и систем регулирования режима сварки, содержащих элементы самонастройки.

Основная следящая система СС1 контролирует с помощью датчика Д1 положение стыка в поперечном направлении х и устанавливает на него сварочную головку ГС. При небольшом уходе стыка в сторону датчик (если допустимо его расположе­ ние впереди головки) может быть жестко связан со сварочной

Ul

А

I

—*

ЗУ ПУ

е

УП

Рис. 37. Функциональная схема системы комплексной авто­ матизации процесса дуговой сварки

головкой, которая и является нагрузкой системы СС1. Однако при этом имеется методическая ошибка, так как датчик отстоит

от

головки

не менее чем на 50—70 мм. Когда кривизна

стыка

большая или в общем случае методическая ошибка

недопустимо

велика, устройство должно состоять из двух

сис/гем — одна из

них, т. е. СС1-1,

предназначена

для слежения

за стыком

и

вво­

да

данных

в

запоминающее

устройство

ЗУ,

а

другая,

т. е. СС1-2,

отрабатывающая — для установки

головки на

стык

по программе, записанной в ЗУ.

В случае многопроходной

свар­

ки

вспомогательное программное устройство

ПУ

осуществляет

необходимое смещение сварочной головки. В сдвоенной следя­ щей системе из-за ее сложности ошибка слежения также может быть достаточно высока. Минимальна эта ошибка только в такой системе, у которой датчик, контролирующий положение стыка, находится непосредственно в зоне дуги. Однако датчики такого типа практически пока не созданы.