Дискретные цикловые системы автоматического управления: Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматизация производственных процессов в машиностроении»

Министерство образования Российской Федерации

Алтайский государственный технический университет

им И.И. Ползунова

БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

Дискретные цикловые системы

автоматического управления

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматизация производственных процессов в машиностроении»
для студентов специальности 151001 - технология машиностроения

Бийск 2009

Введение

Цель данных методических указаний – изучение принципов построения дискретных цикловых систем автоматического управления производственными объектами, приобретение навыков в формализации описания работы объекта и реализации алгоритмов управления автоматизированными объектами.

       В качестве технического задания для автоматизации принимают варианты из приложения 1. Кроме этого могут быть использованы реальные производственные объекты: технологические комплексы, транспортные и загрузочные устройства, установки для контроля размерных параметров и качества материала, испытательные стенды и др. При этом должны иметься материалы по следующим вопросам:

Ø  назначение объекта автоматизации;

Ø  конструкция и кинематическая схема;

Ø  требуемее режимы работы;

Ø  исходное состояние всех исполнительных механизмов объекта при автоматическом цикле;

Ø  описание автоматического цикла работы объекта;

Ø  возможные нерегулярные ситуации (сбои), способы выхода из них, необходимые блокировки.

       Автоматизированный объект может работать в следующих основных режимах:

Ø  в наладочном, обеспечивающем наладочные или установочные движения рабочих органов объекта;

Ø  в полуавтоматическом, обеспечивающем отработку одного цикла работы объекта;

Ø  в автоматическом, обеспечивающем повторение циклов обработки.

       В процессе выполнения лабораторных работ решаются следующие основные задачи:

Ø  разработка принципиальной схемы автоматизированного объекта;

Ø  составление формализованного описания автоматического цикла работы объекта;

Ø  построение циклограммы автоматического цикла работы объекта;

Ø  разработка принципиальной электрической схемы управления;

Ø  разработка программы для программируемого микроконтроллера.

       Лабораторная работа 1. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБЪЕКТА И ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ОПИСАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛА

       На принципиальной схеме изображают автоматизированный объект со всеми исполнительными механизмами, указывают места установки датчиков, гидропневмораспределителей и другой промежуточной аппаратуры.

       При составлении схемы следует учитывать, что кинематические, пневматические и гидравлические схемы автоматизированных объектов тесно связаны между собой, поэтому в большинстве случаев принципиальная схема объекта включает в себя элементы вышеупомянутых схем.

       Формализованное представление работы объекта обычно выполняют в виде формализованного словесного описания и дополняют циклограммой.

       Формализованное словесное описание работы проектируемой автоматической системы представляет собой один из промежуточных этапов проектирования, который позволяет перейти к математическому описанию и синтезу системы управления (управляющего устройства).

       При описании дискретных технологических процессов обычно их разделяют на отдельные части, которые называют операциями, тактами, этапами цикла и т.п. Используемый в литературе по управлению дискретными процессами термин "операция" означает любое законченное действие, перемещение или изменение состояния. Степень дифференциации процесса по операциям определяют в зависимости от решаемой задачи.

       Дискретные технологические процессы в большинстве своем являются циклическими, т.е. операции процесса повторяются неограниченное число раз в заданной последовательности. Регулярно повторяющаяся последовательность операций называется циклом. Различают неразветвляющиеся и разветвляющиеся циклы. Если технологический процесс представляет собой неразветвляющуюся цепь операций, то повторяющуюся последовательность операций называют неразветвляющимся циклом. Для него формализованное описание составляет перечень операций с указанием сигналов, которые обеспечивают ее начало, конец и условия, при которых она должна осуществляться. Для разветвляющихся циклов дополнительно оговаривают условия разветвления.

       Лабораторная работа 2. ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛОГРАММЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛА РАБОТЫ ОБЪЕКТА

       Последовательность выполнения операций при осуществлении неразветвляющегося цикла удобно представить в виде циклограммы. На ней отражают изменения состояний элементов автоматической системы при выполнении каждой операции. При выполнении лабораторной работы необходимо построить циклограмму для автоматического режима работы объекта. Если цикл разветвляющийся, то допускается построение циклограммы лишь для одного варианта цикла.

       Рекомендуется строить циклограмму следующим образом (рис. 9):