Разработка инструмента автоматизации моделирования системы управления
Гибкой производственной системы
Мамедов Дж.Ф., Гусейнов А.Г.
Сумгаитский Государственный Университет
Создание инструментарий, обеспечивающие моделирование системы управления гибкой производственной системы (ГПС) является сложным многоэтапным процессом и связано с решением задач: определение общей структуры инструмента моделирования системы управления ГПС с представление исходных данных; выбор общей схемы автоматизации ГПС на уровне подсистем; структурное моделирование общей схемы автоматизации ГПС для определения информационных, функциональных связей системы; создание алгоритма функционально-технологического планирования и управления [1].
В рамках решения выше определенных задач на начальном этапе предлагается общая структура инструмента моделирования системы управления ГПС, которая представлена на рис. 1. Построенная на уровне подсистем, общая структура инструмента моделирования системы управления ГПС формируется на основе моделей математического, информационного, алгоритмического и программного обеспечения.
Подсистема математического моделирования, формирующаяся на основе математических методов, обеспечивает структурное, функциональное моделирование схемы автоматизации ГПС и анимационное исследование активных элементов производственных модулей ГПС. Данная подсистема позволяет определять качественные и количественные свойства активных элементов ГПС, обуславливаемых множеством управляемых
Рис. 1. Общая структура инструмента
моделирования СУ ГПС
элементов и информационных связей между ними и с внешней средой; свойство быстродействия системы, связанный с временными переходами производственных циклов активных элементов; свойство гибкости системы, обусловленный с переналадкой механических и электронных частей активных элементов (АЭ) и управляемой программы в зависимости от типа выпускаемых продукций ГПС.
Математические модели, характеризующие временные показатели траектории перемещения активных элементов ГПС [2] и построенные в соответствии с требованиями быстродействия и высокой производительности, позволяют разрабатывать программные модули анимационного представления и управления ГПС и его активных элементов.
Подсистема алгоритмического моделирования, формирующаяся на основе интеллектуальных методов, обеспечивает планирование операций, функционально-технологическое исследование АЭ, построение алгоритма управления ГПС. Исходные информации, выбранные из подсистемы информационного обеспечения, включают данные технологических характеристик активных элементов ГПС (It), которые позволяют автоматизировать процесс построения алгоритма планирования и управления.
Подсистема программного обеспечения моделирования системы управления (СУ) ГПС формируется на основе программных модулей реализации математических, информационных и алгоритмических моделей соответственно структурного, функционального и анимационного исследования активных элементов ГПС.
В рамках решения задачи создания средств математического моделирования требуется проведение структурного исследования схемы автоматизации на основе исходных данных, выбранных из подсистемы хранения исходных данных компоновочных схем ГПС и подсистемы хранения исходных данных позиций информационных элементов схемы автоматизации ГПС. В процессе построения структурной модели СУ ГПС на организационном, функциональном и техническом уровнях конкретизируются стадии создания полного представления основных свойств системы.
Таким
образом, строится наглядная формальная модель схемы автоматизации на базе
разработанной компоновочной схемы ГПС и отношений управляющих подсистем между собой [3].
При
построении структурной схемы СУ ГПС, состоящий из множества гибких
производственных модулей (ГПМ) МГПМ_i и гибких автоматизированных участков (ГАУ) МГАУ_i, следует основываться на принципах иерархического распределения
информационно-управляющих и контролирующих потоков между подсистемами схемы
автоматизации ГПС.
Общая схема автоматизации с представлением информационно-управляющих связей между подсистемами обеспечения автоматизации процесса управления показано на рис. 2.
Множество подсистем общей схемы автоматизации ГПС представляется следующим образом: P Î { P1, P2, …, Pn }, где Pi системы управления включает: P1 - подсистема управления ГПС; P2 - подсистема общесистемного и управляющего программного обеспечения; P3 - подсистема регистрации производственных данных на базе СУБД; P4 - подсистема производства (ГПС); P5 - подсистема сенсорного очувствления оборудования ГПС; P6 - подсистема контроля операций и качества изделия в ГПС; P7 - подсистема обеспечения выполнения операций оборудования ГАУi ГПС; P8 - подсистема оперативного управления ГПС; P9-подсистема ввода производственной программы ГПС.
Учитывая информационно-функциональные связи между подсистемами в виде направляющих линий посредством матричного исчисления составим матрицу отношений, которая позволяет определить количественные характеристики системы. При этом если связь отсутствует, то значение в матрице отношений приобретает 0, а в обратном случае 1, т.е.
Рис.
2. Общая схема автоматизации на уровне
подсистем обеспечения
процесса управления ГПС
(1)
Таким образом, матрица отношений системы представляется в виде:
|
|
P1 |
P2 |
P3 |
P4 |
P5 |
P6 |
P7 |
P8 |
P9 |
|
|
(2) |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
P1 |
||||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P2 |
||||
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
P3 |
||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
P4 |
||||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P5 |
||||
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P6 |
||||
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P7 |
||||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P8 |
||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
P9 |
Таким образом, по результатам проводимых
исследований вопроса разработки системы моделирования СУ ГПС предложены:
1. Общая структура инструмента моделирования
СУ ГПС;
2. Общая схема автоматизации на уровне подсистем обеспечения
процесса управления ГПС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев Р.А., Ахмедов М.А., Мамедов Дж.Ф. Разработка
инструментария автоматизированного проектирования системы управления ГПС.
Москва. Мехатроника, Автоматизация, Управление. №9, 2005, стр. 27-35.
2. Mamedov
J.F. The mathematical support at designing
a gripper of an industrial robot. The 3rd
International Symposium on Electrical, Electronic and Computer
Engineering, November 23-25, Nicosia, North Cyprus, 2006, p. 316-322.
3. Мамедов Дж.Ф. Математическая
модель выбора компоновки оборудования гибкого производственного модуля. Изв. АНА. Серия физико- техн..мат. Наук, т.XX,
№2, Баку 2004. , стр. 263-265.