2.3 Описание процессов управление гпс на основе функциональных автоматов

[9, с. 50; 99-109].

Автоматическое производственное оборудование независимо от степени интеграции строится по принципу функционального автомата.

Под функциональным автоматом подразумевают автономное устройство (комплекс устройств) с четко выраженными целевыми функ­циями работы, в котором можно выделить исполнительную часть (опе­рационный автомат - ОА) и управляющую часть (управляющий автомат – УА). Структурная схема функционального автомата приве­дена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Структурная схема функционального автомата

Станок с ЧПУ как функциональный автомат представлен на рис. 2.3., ГПМ - на рис. 2.4., а ГПС на уровне участка, цеха или линии на рис. 2.5.

Как видно из рис.2.3 ¸ 2.5, везде легко выделены исполнительная (операционная) и управляющая части. Это означает, что орга­низация управления на разных уровнях иерархии идентичны. Однако, классы задач для операционного автомата и УА на каждом уровне ие­рархии сугубо специфичны.

Укрупненная схема организации управления ГПС в реальном вре­мени приведена на рис. 2.6. Объектом управления в ГПС является обо­рудование, представленные модулями из числа ввода-вывода, техноло­гических, транспортных, вспомогательных 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 модели, которая замы­кает двумя каналами обратной связи контур управления.

Один из этих каналов является главным, т. е. определяет стратегию управления, а другой –информационным.

Рис. 2.6. Укрупненная 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.

Первый случай. Контур управления замкнут главной обратной связью по состоянию оборудования. В этом случае состояния станков, ПР, транспортных средств и других устройств (свободен, занят, требует загрузки, требует разгрузки, неисправен и т. д.) предъявляют запросы на выполнение работ или от подобных запросов уклоняются. Система управления ГПС, располагая некоторым резервом работ, выде­ляет их соответственно запросам в виде управляющих программ ЧПУ. Под управляющей программой ЧПУ, в широком смысле, понима­ется программа для локальной системы управления или координи­рующего компьютера ГПМ. В дальнейшем управление осуществляется в форме координации и синхронизации работающих управляющих программ ЧПУ и напоминает по своим функциям задачу управления коллективом алгоритмов. Подобные координа­ция и синхронизация составляют задачу диспетчеризации или опе­ративного управления.

Второй случай. Контур управления замкнут главной обратной связью по состоянию активных технологических процессов, пред­ставленных маршрутами операций. Пример маршрута опе­раций представлен на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Маршрут операций

Маршруты операций состоят из отдельных операций. Под операциями понимаются 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 мо­гут претендовать более одной операции. Таким образом, возникают очереди, управление которыми и 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 версий задач оперативного управления, в настоящее время, более популярна первая.