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
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>5—10. |
|
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.