Общая структура управления гибкой производственной системой

Система управления ГПС предназначена для обеспечения совме­стной работы всех подсистем и компонент ГПС с целью максимально полезного использования оборудования с ЧПУ и выполнения постав­ленных заданий. Различные подсистемы системы управления ГПС решают все множество задач управления на всех уровнях управления, вплоть до управления исполнительными устройствами технологическо­го оборудования. При таком множестве задач системы управления ГПС должны быть построены по иерархическому признаку с декомпозицией общей задачи управления по уровням.

Функциональная схема системы управления ГПС на уровне линии, участка или цеха [I] приведена на рис. 1.2.

Рис. 1, 2. Функциональная схема системы управления ГПС

В общем случае гибкие производственные модули представляют собой обрабатывающие модули (токарные, фрезерные и другие станки с промышленными роботами) и контрольно-измерительный модуль. Каждый гибкий производственный модуль имеет свою систему управ­ления, основной функцией которой является управление технологиче­ским оборудованием на основе управляющих программ, а также фор­мирование сообщений о завершении обработки по управляющей про­грамме или об аварийных ситуациях. Общее управление ГПС, а также координацию работы всех модулей осуществляет система управления ГПС.

Структуры функционального автомата применительно к станку с ЧПУ, ГПМ и ГПС показаны на рис, 1.5, в которых выделены исполни­тельная (операционная) и управляющая части. Это означает, что орга­низация управления на разных уровнях иерархии идентична. Однако классы задач для операционного автомата и управляющего автомата на каждом уровне иерархии сугубо специфичны.

Рис, 1.5. Иерархия функциональных автоматов -моделей автоматического производственного оборудования

Укрупненная схема организации управления ГПС в реальном вре­мени приведена на рис, 1.6. Объектом управления в ГПС является обо­рудование, представленное модулями ввода-вывода, технологически­ми, транспортными, вспомогательными и хранения. Управление осуще­ствляется посредством инициирования (или передачи) управляющих программ ЧПУ, а также с помощью команд прямого управления обору­дованием. Состояние оборудования и технологического процесса ото­бражается в информационной молили, которая замыкает двумя канала­ми обратной связи контур управления. Один из каналов является главным, т.е, определяет стратегию управления, а другой - информацион­ный.

Рис. 1,6. Схема организации управления ГПС в реальном времени

Процесс управления, может быть, замкнут главной обратной свя­зью по состоянию оборудования или по состоянию активных техноло­гических процессов, представленных маршрутами операций. Выбор способа замыкания контура управления главной обратной связью озна­чает предпочтение одной из двух концепций управления.

1. Контур управления замкнут главной обратной связью по со­стоянию оборудования. В этом случае состояния станков, промыш­ленных роботов, транспортнь1х и других средств (свободен, занят, тре­бует загрузки, требует разгрузки, неисправен и т. д,) формируют запро­сы на выполнение работ или от подобных запросов уклоняется. Систе­ма управления ГПС, располагая некоторым резервом работ, выделяет их соответственно запросам в виде управляющей программы ЧПУ,

Под управляющей программой ЧПУ, в широком смысле, понимают программу для локальной системы управления или коор­динирующего компьютера гибкого производственного модуля. В дальнейшем управление осуществляется в форме координации и син­хронизации работы управляющих программ ЧПУ и напоминает по сво­им функциям задачу управления коллективом алгоритмов. Подобная

координация и синхронизация составляют задачу диспетчеризации или оперативного управления,

2. Контур управления замкнут главной обратной связью по состоянию активных технологических процессов, представленных маршрутами операций. Пример маршрута операций представлен на рис, 1-7. Маршруты операций состоят из отдельных операций. Под операциями понимают процессы хранения, транспортирования, ввода-вывода, технологические и вспомогательные действия, вы­полнение которых связано с "захватом" соответствующих модулей в составе оборудования ГПС. Поскольку одновременно активны несколь­ко маршрутов, постольку на один и тот же модуль может претендовать более одной операции, В этом случае возникают очереди, управление  которыми связано с "захватом" соответствующих модулей в

Рис.1.7 Маршрут операций

составе оборудования ГПС, что является задачей диспетчеризации (оператив­ного управления). Выделение модуля для операции означает продвиже­ние маршрута на один очередной шаг. Полное множество активных маршрутов находится в поле зрения системы оперативного управления, которая и руководит продвижением маршрутов через управление обо­рудованием ГПС.

Из двух задач оперативного управления в настоящее время более популярна первая, т.е. управление по состоянию технологического обо­рудования.