Файл: Основы автоматизации для металлургов..pdf

которые записаны во внешнем запоминающем устройстве.

Стандартные подпрограммы работы внешних устройств осуще­ ствляют передачу данных внешним устройствам или из внешних устройств. Например, эти подпрограммы могут быть предназна­ чены для управления устройством для считывания с перфоленты, устройством для перфорирования ленты, входными и выходными пишущими машинками, запоминающим устройством на барабане, печатающим устройством и т. д.

Система подпрограмм для проверки программ обеспечивает возможность проверки рабочих программ в реальном масштабе времени. Система состоит из подпрограммы для контроля программ, выполняемого в реальном масштабе времени, для контроля про­ грамм работы входных и выходных устройств, для контроля про­ грамм внешнего запоминающего устройства.

Управляющая программа позволяет также оператору вмеши­ ваться в выполнение программ или же извещает оператора о вмешательстве, которое необходимо ему осуществить для обеспе­ чения дальнейшего выполнения программы.

Аналогично универсальным ЭВМ управляющие ЭВМ тоже оснащены компиляторами, обеспечивающими возможность про­ граммирования на различных алгоритмических языках. Компиля­ торы переводят программы с этих языков, на машинный язык. Часто компилирование с алгоритмических языков, таких как АЛГОЛ, ФОРТРАН и др., осуществляется таким образом, что сначала производится перевод на язык программирования в сим­ волических или относительных адресах, а затем уже проводится перевод на машинный язык. Как правило, одна команда на языке символических адресов соответствует одной команде на машинном языке. Обычно в состав математического обеспечения входят один или два языка символических адресов, а также алгоритмические языки АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.

К стандартному программному обеспечению относятся далее подпрограммы для вычислений с плавающей запятой, так как управляющие ЭВМ, учитывая их маленькую длину слова, не могут осуществлять эти вычисления непосредственно.

У некоторых малых управляющих ЭВМ, которые имеют цент­ ральные устройства очень простой конструкции, к основному осна­ щению относятся и подпрограммы для умножения и деления с фик­ сированной запятой.

Очень важным компонентом программного обеспечения управ­ ляющих ЭВМ являются программы для управления производствен­ ным процессом. Если управляющая ЭВМ применяется для управ­ ления производственным процессом, то обычные способы програм­ мирования оказываются мало оперативными. В случае изменения технологических условий производственного процесса технолог и работник, осуществляющий управление, если они имеют достаточ-

267

ный опыт работы с управляемым объектом, определяют новые требования с точки зрения управления процессом. При непосред­ ственном программировании эти требования следует соответственно задать программисту, который проведет изменение программы, обычно эту программу следует затем отработать на ЭВМ, отсоеди­ ненной от управляемого объекта, что требует больших затрат времени и иногда, по условиям технологии, вообще невозможно.

Поэтому необходимо использовать другой способ программиро­ вания, который позволял бы производить соответствующие измене­ ния непосредственно технологу или работнику, осуществляющему управление. Такой способ позволяет составлять программы и осу­ ществлять соответствующие изменения во время работы ЭВМ, управляющей данным объектом (программирование в реальном масштабе времени). Такие способы программирования, основанные на применении специальных алгоритмических языков, в настоящее время разрабатываются.

Связь ЭВМ с технологическим процессом

Способы включения управляющей ЭВМ в систему управления производственным процессом

Использование цифровой ЭВМ для прямого управления произ­ водственным процессом в реальном масштабе времени позволило применить цифровое регулирование, которое по сравнению с анало­ говым регулированием имеет целый ряд преимуществ:

а) легкость регулирования взаимозависимых контуров;

в) широкие пределы изменения значений обрабатываемых ве­

измерительных приборов и математическими методами, использо­ ванными в модели;

ж) быстроту реакции на случайные внешние факторы при помощи прерывания и системы приоритетов;

з) возможность быстрого изменения программы; и) легкость печатания результатов и др.

Наиболее важным фактором при внедрении автоматических ЭВМ в процесс управления является возможность построения ин­

268

осуществляется шаг за шагом по мере расширения знаний о техно­ логических и экономических сторонах процесса производства. Эти знания выражают при помощи модели, которая отражает характер (поведение) действительного производственного процесса и закла­ дывается в запоминающее устройство ЭВМ. Создание совершенной модели является самым важным шагом при реализации управле­ ния производственным процессом.

При построении модели управления производственным процес­ сом необходимо знать характер изменения отдельных величин про­ цесса и их взаимосвязь. Д л я сбора такой информации можно использовать измерительный центр или непосредственно управляю­ щую ЭВМ, для которой такая работа является первой стадией включения в производственный процесс (рис. 187).

На этой стадии управляющая ЭВМ проводит такую же работу, как измерительный центр, полностью оснащенный периферийными элементами. Однако, кроме этого, она проводит вычисления для определения показателей процесса по нескольким измеренным значениям. Полученные таким образом значения ЭВМ сравнивает с возможными пределами и выдает сигналы отклонения. Далее ЭВМ осуществляет преобразование данных, представляет опера­ тору через выходные устройства информацию для управления, про­ изводит регистрацию измеренных значений для дальнейшей обра­ ботки (печатание, перфорирование и др.)

Как только алгоритм управления составлен, он может быть смоделирован на ЭВМ, и ЭВМ, кроме предыдущих функций,

269

осуществляет тогда обработку данных, согласно алгоритму управ­ ления. На этой, второй, стадии ЭВМ целесообразно использовать только как советчик (рис. 188), когда она представляет оператору команды управления в форме советов. На основании этих советов и собственных соображений оператор может осуществлять управ­ ление процессом. Таким образом, ЭВМ работает в разомкнутом контуре управления в реальном масштабе времени (on-line-open- loop).

Высшей ступенью использования управляющей ЭВМ в произ­ водственном процессе является ее включение в замкнутый контур без оператора. При этом команды ЭВМ поступают непосредственно на управление (рис. 189).

/

Аналогоаые

-1 выходьі r

Кцентральной ЗВМ

Заданные значения

Регулирование технологических процессов с использованием ЭВМ осуществляется двумя способами. При одном способе регу­ лирование осуществляется аналоговыми регуляторами, а ЭВМ вы­ дает регулятору управляющие воздействия (рис. 190). Этот метод является эффективным способом управления одновременно мно­ гими контурами регулирования.

Другим способом является прямое цифровое управление. В этом случае аналоговый регулятор из процесса исключен. Все вычисления проводит ЭВМ, которая обслуживает последовательно все контуры регулирования (рис. 191.).

Первый способ обеспечивает при выходе из строя ЭВМ боль­ шую живучесть, чем второй. При использовании второго способа необходимо резервировать основную ЭВМ другой ЭВМ либо ана­ логовыми регуляторами.

М у л ь т и п р о ц е с с о р н а я с и с т е м а . Высокую эффектив­ ность и гибкость обеспечивают мультипроцессорные системы, со­ стоящие из нескольких ЭВМ (рис. 192).

Небольшие сателлитные ЭВМ управляют основными опера­ циями в реальном масштабе времени, а центральная система осу­ ществляет контроль, оптимизирует все операции.

270