Верхним уровнем управления является комплексная АСУП, реализованная в масштабе предприятия и его основных подразделений (подсистем).
Средним уровнем является одна или несколько автоматизированных систем управления производственными процессами (АСУПП), входящих в качестве подсистем в комплексную АСУП и осуществляющих функции прямого оперативного управления производством.
Низовым уровнем являются отдельные АСУТП, которые входят в состав подсистем в АСУПП или непосредственно в АСУП.
Основными элементами АСУТП, обеспечивающими их функционирование, являются комплексы технических средств, общесистемная техническая документация и эксплуатационный персонал. Комплекс технических средств (КТС АСУТП) включает совокупность: а) вычислительных и управляющих устройств; б) устройств передачи сигналов и данных; в) датчиков сигналов и исполнительских устройств, полностью обеспечивающих выполнение всех функций конкретно АСУТП. Классификация технических средств АСУТП смотри Приложение 2 а.
В зависимости от особенностей управляемого технологического оборудования комплекс технических средств выполняется с прямым или непрямым воздействием.
В зависимости от особенностей управляемого технологического оборудования комплекс технических средств выполняется с прямым и непрямым воздействием. При прямом взаимодействии управляющий вычислительный комплекс (УВК) непосредственно осуществляет управление технологическим оборудованием. Классификация основных структурных вариантов КТС АСУТП приведена в таблице (см. Приложение 2б). Выполняемые функции и степень интегрирования являются основными классификационными признаками АСУТП. Кроме того, системы различаются по способу управления (посредством оператора, комбинированные, прямое цифровое и аналого-цифровое управление, см. Приложение 2б), по количеству точек контроля и управления АТК, по типам управляемых технологических процессов (прерывистые и непрерывные и т.д.)
Далее остановимся на конкретизации понятий автоматических поточных линий.
1.2 Организация автоматических поточных линий
Организация автоматических поточных линий начнем рассматривать с характеристики типов автоматических линий.
1.2.1 Типы автоматических линий
По технологическому назначению автоматические линии делятся на:
· линии для выполнения одного вида технологических операций (например, механообрабатывающие, заготовительные, сборочные, гальванические и др.);
· линии для выполнения нескольких видов разнородных операций. Такие линии называют комплексными.
Автоматические поточные линии, на которых ведется обработка или сборка одного изделия. Принято называть однопредметными, а те, на которых изготавливается несколько изделий, - многопредметными.
По характеру движения обрабатываемых изделий между отдельными машинами автоматические линии делятся на:
· синхронные;
· несинхронные.
Синхронные автоматические линии состоят из отдельных станков-автоматов, связанных между собой жесткими транспортными устройствами, которые передают детали в процессе обработки с одного станка на другой. Все машины такой линии работают в одном такте. При остановке одной из них останавливается вся линия.
Несинхронные автоматические линии состоят из независимо работающих (по времени) машин с гибкой транспортной связью. Такие машины снабжаются бункерами накопителями для хранения определенного запаса изделий, откуда они поступают для обработки. При остановке какой-либо машины линия продолжает работать, питаясь запасом деталей из бункера-накопителя.
Автоматические поточные линии подразделяются на:
· непереналаживаемые;
· переналаживаемые.
Непереналаживаемые автоматические линии компонуются, как правило, из специальных станков и при переходе на другую конструкцию требуют значительной реконструкции.
Переналаживаемые автоматические линии компонуются не из специального оборудования, а из специализированных и даже универсальных станков. Эти станки могут обрабатывать не одну деталь, а ряд деталей в широком диапазоне габаритов, форм и размеров.
По способу транспортировки изделий автоматические линии подразделяют на линии с непрерывной или периодической транспортировкой изделий.
Рассмотрим основные методики расчета автоматических линий.
1.2.2 Расчеты автоматических линий
При проектировании автоматических линий выполняется ряд расчетов. В значительной степени их содержание соответствует расчетам неавтоматических линий. Вместе с тем имеются и некоторые особенности.
К числу такого рода расчетов относится определение такта автоматической линии. Тактом называют время, в течение которого выдастся готовая деталь или группа деталей. Расчетный такт линии определяется по формуле:
rn= tц + t о.mр + t п.mр + t ф.mр, (1)
где rn – расчетный такт АПЛ, мин; tц – длительность цикла лимитирующего станка или агрегата, мин; t о.mр - время освобождения транспорта от фиксации, мин; t п.mр - время перемещения, мин; t ф.mр – время фиксации, мин. Для автоматических линий непрерывного действия, у которых готовые детали выдаются не периодически, а непрерывно, t о.mр= 0 и t ф.mр = 0.
Длительность цикла работы станка – это среднее время, в течение которого все циклически действующие узлы и механизмы линии совершают движения в заданной последовательности и возвращаются в исходное положение. Так, для металлорежущего оборудования длительность цикла рассчитывается по формуле:
rn= tтехн + t всп + t о, (2)
где tтехн – среднее машинное время, затрачиваемое непосредственно на формообразование, с учетом врезания и выхода инструмента, мин; t всп -среднее вспомогательное время, затрачиваемое на зажим и фиксацию, на перемещение с позиции на позицию, на быстрый подвод-отвод, мин; t о – среднее время ожидания срабатывания медленно работающих агрегатов в составе линии, мин.
Действительная штучная производительность станочной автоматической линии определяется по следующим формулам; для однопоточной линии, шт./ч,
Qф = 60 / r П* hЭ, (3)
Где Qф – производительность линии, шт./ч; r П – расчетный такт, мин; hЭ – эксплуатационный коэффициент, учитывающий техническое и организационное обслуживание и другие затраты времени;
для многопоточной линии, шт./ч,
Qф =Р 60 / r П* hЭ, (4)
где Р – количество потоков.
На автоматических поточных линиях особенно сложны расчеты заделов. В бункерных автоматических линиях образуются заделы двух видов: компенсирующие и пульсирующие. Компенсирующие заделы образуются в случае, если смежные участки автоматической линии имеют разные такты работы. Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуску продукции поточной линией. Их назначение состоит в том, чтобы предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.
1.2.3 Организация рациональной эксплуатации АПЛ
Для обеспечения бесперебойности и эффективности работы автоматических линий на предприятиях создается система их эксплуатации. Рациональная система эксплуатации автоматических потоков, поточных линий включает организацию технического обслуживания, ремонта, системы контроля и управления качеством продукции и административно – технического управления.
Система технического обслуживания АПЛ предназначена для обеспечения нормального их функционирования и выполнения работ по техническому и эксплуатационному обслуживанию. Эта работа выполняется наладчиками, операторами и другим линейным персоналом.
Система ремонта создается для сохранения АПЛ в рабочем состоянии и поддержания технических параметров оборудования на уровне, необходимом для выпуска продукции заданного качества. Ремонт оборудования линий обеспечивается службами главного механика и энергетика с привлечением линейного персонала.
Система контроля и управления качеством продукции направлена на обеспечение выпуска продукции в соответствии с техническими требованиями и максимальное уменьшение брака. Эти вопросы решают наладчики АПЛ и работники ОТК.
Система административно-технического персонала обеспечивает реализацию требований рациональной организации производства, труда и управления при эксплуатации АПЛ. Функционально эта система подчиняется начальнику цеха.
Техническое и организационное обслуживание включает режим снабжения линии заготовками, методы загрузки начального и разгрузки конечного магазинов, порядок уборки линии и очистки изделий и стружки. В картах наладки указаны схемы обработки изделий и контроля качества; объем, содержание и трудоемкость переналадочных операций; оптимальная последовательность перехода обработки на линии с одного типоразмера на другой. Определена технология ухода за смазочными устройствами и разработан порядок подачи смазочно-охлаждающей жидкости.
Организация инструментального обслуживания линии включает комплекс мероприятий, с помощью которых производство эффективно обеспечивается инструментами. Особенно важными мероприятиями являются подготовка инструмента к эксплуатации, его учет, хранение, доставка на линию и порядок смены. Причем предусмотрена регламентированная схема инструмента. Система ремонта обеспечивает организацию ремонтообслуживания автоматических линий. В методических материалах определяется структура ремонтного цикла, численность ремонтного персонала, нормативы простоя оборудования в плановом ремонте, порядок снабжения запасными частями для ремонта, рекомендована оснастка для ремонтных работ. Система контроля качества на АПЛ представляет собой совокупность средств и организационно-технологических мероприятий, предназначенных для обеспечения, поддержания и проверки выполнения заданного уровня качества на всех этапах изготовления продукции. Входной контроль обработанных заготовок и полуфабрикатов и выходной контроль обработанных изделий осуществляется контролерами ОТК, операционный контроль – наладчиками, обслуживающими оборудование автоматических линий. Причем операционный контроль является активным и обеспечивает выполнение технических требований путем подналадочных или ремонтных работ. При разработке этого вида контроля определены контролируемые параметры, число деталей в выборке и периодичность проверки, а также измерительные средства.