Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Микропроцессорная система управления технологическим оборудованием для производства микроканальных пластин Глебов, Алексей Олегович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Глебов, Алексей Олегович. Микропроцессорная система управления технологическим оборудованием для производства микроканальных пластин : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.07.- Иваново, 1991.- 24 с.: ил.

Введение к работе

Г. ' ]

jo, v.Актуальность. Одной из перспективных отраслей промышленности, существенно определяющей технический уровень промышленного потенциала страны, является производство волоконных оптических линий связи (ВОЛС). Существенные преимущества этих систем перед электрическими, связанные с их высокой помехозащищенностью, надежностью и экономичностью,позволяют широко использовать их для замены проводниковых линий связи, в средствах вычислительной техники, разнообразных датчиках. Оптическое волокно является исходным компонентом для производства микроканальннх пластин (МКП), используемых в различных оптических преобразователях, в частности в приборах ночного видения.

Производство ШП является многооперационным процессом, требующим высокой точности регулирования технологических параметров, гибкой перенастройки при смене номенклатуры выпускаемых изделий. Указанные задачи решаются на используемом оборудовании с помощью аппаратных средств с большими затратами труда на оперативную обработку информации и управление. При этом имеет место отрыв (10-30 лет) современных методов и алгоритмов управления, а также реализующих их технических средств от используемых при производстве ВОЛС и МКП. Поэтому целесообразно строить систему управления на основе микропроцессорной техники с учетом требований стоимости, массогабаригных показателей, удобства встраивания в оборудование и технологичности изготовления. Это делает актуальным разработку унифицированных аппаратных средств контроля и регулирования технологических процессов производства МКП, обусловливает потребность в единых (типовых) системах упразленил.

При этом значительная доля трудозатрат (до bOfo) приходится на разработку программного обеспечения. Сложность применения

специфических аппаратных средств требует специальных резидентных и кросс->средств для использования и общения с такими средствами. Поэтому разработка программного обеспечения и технологии программирования для рассматриваемой технологии является важной научно-технической задачей.

Таким образом, целью работы является разработка микропроцессорной системы управления типовым оборудованием для производства микроканальных пластин и волоконно-оптических линий связи. Поставленная цель определила круг задач:

  1. Установить типовые рабочие операции оборудования для производства МКП и на этой основе сформулировать требования к программно-аппаратным средствам их автоматизации.

  2. Разработать комплекс программно-аппаратных средств для практической реализации универсальной микропроцессорной системы управления технологическим процессом и провести его теоретическое и экспериментальное исследования для определения максимальной производительности и уровня функциональных возможностей.

  3. Разработать методики синтеза микропроцессорных структур, типовых регуляторов и типовых компонент программного обеспечения.

  4. Проверить основные теоретические положения методами математического моделирования и эксперименте..

Методы исследования. Для решения поставленных задач использова-. лись методы анализа и синтеза систем автоматического управления, классические методы решения алгебраических и дифференциальных уравнений, методы структурного математического моделирования, элементы теории графов и массового обслуживания, аппарат комбинаторных алгоритмов и теории нечетких множеств. Научная новизна заключается в следующем:

- применена аппроксимация всех технологических объектов производства УШ модель*) с равными постоянными времени, получена аппрокси-

мация модели с разными постоянными времени и с запаздыванием моделью с равными постоянными времени для настройки ПИ и ПИД-рогуляторов по известным критериям качества;

получены структуры регуляторов с адаптацией без изменения коэффициентов регулятора при вариации постоянной времени объекта с учетом минимизации программно-аппаратных затрат на реализацию;

предложена структура адаптивной операционной системы реального времени для программируемых контроллеров с сохранением постоянной производительности при изменяющейся загрузке процессора;

получена модель рабочей нагрузки в форме смеси команд для представления класса программ управления технологического оборудования по производству МКП.

Практическая ценность представлена:

разработанной методикой синтеза оптимальных по обобщенному критерию качества цифровых систем управления;

полученными номограммами настройки цифровых ПИ и ПИД-регуля-торов для объектов с равными постоянньїі. времени и объектов первого порядка с запаздыванием по многим критериям качества с учетом функций чувствительности к вариациям параметров настройки регулятора;

разработанным комплексом программно-аппаратных средств, включающим резидентное программное обеспечение, схемные решения.' реализации программно-аппаратных средств и модулей сопряжения

с объектом;

- разработанной технологией программирования на базе языка ре
лейно контактных символов и регуляторов (РКС/Р), применение кото
рого на порядок увеличивает производительность труда программис
та по сравнению с языком Ассемблер и уменьшает затраты на 37,8
тыс.руб. при создании типовой технологической программы на раз
работанных технических средствах.

Внедрение результатов.

I,- Выполнена автоматизация основных технологических операций производства МНП (отжиг и спекание) и производства оптических световодов (вытяжка, нагрев, управление роботами-манипуляторами);

  1. Разработанная микропроцессорная система управления внедрена для её серийного производства на трех предприятиях. Общий объем выпущенных в I9B9 г. систем управления составил более 160 единиц.

  2. Внедрена технология разработки программ, включающая расширенную версию языка релейно-контактных символов (РКС/Р), методические материалм, каталог типовых примеров. Разработанная технология лишь в одной из организаций дала экономический эффект в 54 тыс.руб.

  3. Элементы разработанных программно-аппаратных средств внедрены в учебный процесс в Ивановском энергетическим институте.

  4. Ряд функций системы управления апробированы и внедрены в семи технологических процессах текстильной и химической отраслях промышленности.

Совокупный экономический эффект составляет более 175 тыс.руб.

Диссертационная работа выполнялась в рамках координационного плана Минвуза СССР по про Зломе "Роботы и РТС" на I9dl-I9b5 гг., а также программы совместных работ Ивановского энергетического института им. В.И. Ленина и Саратовского НИИ машиностроения на I9C5 - 1990 гг. в области создания микропроцессорных систем управления, утвержденной приказом МЭИ СССР и Минвуза СССР. Апробация работы. Материалы работы докладывались: на 3 Всесоюзном совещании по рсбототехническим системам, Воронеж, I9cS4 г., на Всесоюзной научно-технической конференции "Бенардосовские чтения", Иваново, 1966, I9U7, 19иУ гг., на Всесоюзном совегчнии "Основные

направления использования микропроцессоров в легкой промышленности", Иваново, 1984 г.,' на научно-техническом семинаре "Проблемы организации и обеспечения ГЛП", Челябинск, 1984г.,. на научно-техническом семинаре "Микропроцессорные средства вычислительной техники на службе НТП" Москва, 1985 г., на отраслевом семинаре "Применение программируемых контроллеров в системах управления", Чебоксары, 1986 г., на Всесоюзной научно-технической конференции "Создание прогрессивного оборудования для производства химических волокон", Чернигов, 1987 г., на Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы управления промышленными1 элэктро-механическими системами", Ульяновск, 1989 г., на республиканской научно-технической конфренции "Новые направления развития систем управления для промышленной робототехники", Минск, 19Ь9 г.

Программируемый контроллер экспонировался на ВДНХ СССР в 1987 году, автор удостоен серебряной медали ВДНХ. Публикации. "По теме диссертации опубликованы 24 печатные работы, получено I а.с. и I положительное решение на выдачу а.с. Объем работы. Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста, иллюстрирована 86 рисунками, 15 таблицами и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 105 наименований и приложений на 62 страницах.