Файл: В.Л. Конюх Технические средства автоматизации.pdf

16

8.Какие новые задачи способна решать микропроцессорная система учета и контроля расхода энергии?

9.Какой тип числового программного управления применяют в гибких производственных системах?

10.Чем концепция САПР/АСТПП/ГПС отличается от концепции САПР+АСТПП+ГПС?

11.Какова последовательность обмена информацией между подсистемами гибкого производства в машиностроении?

12.За счет чего обеспечивается гибкость производства при компьютерной автоматизации?

13.Что дает оснащение встроенных программируемых контроллеров серверами для выхода в сеть Интернет?

14.Как быстро восстановить работу оборудования в открытом производстве?

15.Как развиваются датчики, исполнительные устройства, устройства управления и каналы обмена информацией в современной автоматике?

2.7. Лабораторные занятия, их наименование и объем

Выбор средств автоматизации для управления роботизированным технологическим комплексом холодной листовой штамповки - 2 часа

Изучение программных комплексов SCADA - 2 часа

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

3.1. Цель работы

Планирование заказа на средства автоматизации с помощью метода ветвей и границ.

3.2. Основные понятия

Метод ветвей и границ относится к методам линейного программирования. Он сводится к решению задачи о ранце: какие предметы разных размеров уложить в ранец ограниченного объема, чтобы суммарная ценность предметов была максимальной? Каждый из n предме-

17

тов обладает двумя свойствами: ценностью сi и объемом qi. Общий объем предметов превышает объем ранца:

n

∑qi Q .

i=1

В приложении к автоматизации производства задача ставится следующим образом. На приобретение средств автоматизации вам выделена некоторая сумма Q. Рынок предлагает разнообразные средства автоматизации, каждое из которых обладает некоторой ценностью для производства сi и некоторой стоимостью qi. Какие средства автоматизации приобрести, чтобы их общая ценность была максимальной, а суммарные затраты на их приобретение не превысили выделенную сумму Q ?

Формирование набора средств автоматизации методом ветвей и границ заключается в следующем.

1. Для каждого из предлагаемых средств оценивают отношение его ценности сi к стоимости qi.

2. Ранжируют средства в порядке убывания сi / qi.

3. Определяют суммарную ценность набора средств для случаев покупки или отказа от покупки первого средства, считая, что все остальные средства будут приобретены.

Покупка: с1 1 +с2 1 +K+си 1

Отказ от покупки: c1 0 + c2 1 +...+ cn 1.

4. Проверяют, не превысят ли суммарные затраты выделенную сумму Q при покупке первого средства:

Покупка: q1 1 + q2 1+...+ qn 1 ≤ Q.

Если суммарные затраты превышают Q, то вычеркивают из плана покупок последнее средство. Соответственно вычеркивают последний датчик из формул суммарной ценности при покупке или отказе от покупки первого средства с1. Если затраты по-прежнему превышают Q, то вычеркивают также предпоследнее средство и рассчитывают суммарную ценность без последнего и предпоследнего средств.

5.Сравнивают суммарные ценности для случаев покупки и отказа

от покупки средства с1, затем выбирают из них вариант с максимальной ценностью для потребителя.

6.Далее оценивают целесообразность покупки следующего датчика с2 с учетом уже принятого решения относительно датчика с1.

18

3.3. Задание (номер варианта задания соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале группы)

На приобретение средств автоматизации вам выделена сумма Q. На рынке имеются пять видов нужных вам средств. Каждое из них имеет определенную ценность аi и стоимость qi (табл. 2).

Таблица 2

Характеристики средств автоматизации

19

1.Используя метод ветвей и границ, найдите набор средств, имеющий максимальную ценность. Стоимость набора не должна превышать выделенную сумму Q.

2.Постройте схему принятия решений по выбору средств, в которой укажите условия выбора каждого решения.

3.Ответьте на контрольные вопросы:

•зачем нужно ранжировать средства в порядке убывания отношения ai / qi ?

•изменится ли выбранный набор, если поменять местами средст-

ва в таблице после ранжирования?

• почему из плана покупок при выборе решения о покупке первого средства вычеркивают последнее, а не любое другое средство?

• что вы понимаете под ценностью для потребителя контроллеров, датчиков, исполнительных устройств, программного обеспечения?

Контрольная работа должна содержать:

1)название работы;

2)исходные данные варианта;

3)расчеты суммарных ценности и стоимости для случаев выбора и невыбора средства автоматизации;

4)схему принятия решений относительно каждого средства автоматизации;

5)перечень выбранных средств с обоснованием выбора;

6)ответы на контрольные вопросы.

4.ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1.Предпосылки автоматизации производства.

2.Развитие и изменение целей автоматизации.

3.Непрерывные процессы и их автоматизация.

4.Дискретные процессы и их автоматизация.

5.Методы получения модели объекта.

6.Методы формализации модели управления объектом.

7.Принцип разомкнутого управления.

8.Управление с компенсацией возмущений.

9.Управление по отклонению.

20

10.Уровни I/O, PLC, SCADA, MES, MRP и их задачи.

11.Классификация датчиков для автоматизации производства.

12.Погрешность измерения, разрешающая способность и линейность датчиков.

13.Гистерезис, повторяемость, время отклика и полоса пропускания датчиков.

14.Защита от дребезга контактов, гальваническая развязка, нормализация напряжения и восстановление прямоугольного импульса при соединении датчиков с микроЭВМ.

15.Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Теорема Котельникова.

16.Виды датчиков положения. Зона чувствительности, дифференциал хода, рабочий зазор.

17.Магнитоуправляемый контакт как датчик положения.

18.Генераторные датчики положения.

19.Индуктивные датчики положения.

20.Емкостные датчики положения.

21.Фотоэлектрические датчики положения.

22.Аналоговые и цифровые измерители перемещений.

23.Потенциометрический измеритель перемещений.

24.Вращающийся трансформатор, индуктосин.

25.Сельсинная пара.

26.Способы цифрового кодирования перемещений.

27.Накапливающие и абсолютные преобразователи перемещений.

28.Фотоэлектрический измеритель угловых перемещений.

29.Аналоговый и цифровой измерители скорости.

30.Тактильные датчики касания и контактного давления.

31.Измерения с помощью тактильных датчиков и матриц.

32.Эластомерные и углеволоконные тактильные датчики. "Искусственная кожа".

33.Измерение усилий и моментов пьезоэлектрическим датчиком.

34.Тензорезистор и его включение в мост Уитстона.

35.Магнитоупругий и вихретоковый силомоментные датчики.

36.Измерение усилий волоконно-оптическими датчиками.

37.Применение силомоментных датчиков для распознавания объектов, дистанционного управления, сборочных операций и обработки объектов.

38.Классификация локационных датчиков и их задачи.