автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Структурный синтез информационно-измерительной системы многостадийных динамических технологических процессов

РГ Б ОД

: г от íSC'i

В1нницький дергавний техШчниа университет

на правах рукопису

ШУШ ВАЛЕР Ш ЙЧЙОВИЧ

Mafi^

СТРЖГИ>ЖЯ сшгез 1НЮРМАЦ1ЙН0-ВИМ1РШАЛЬН()1 систаи БАГАТОСТАДНШ МШ1ЧШ ТЕХНОЛОГ 1ЧНИХ fPOUECIB

CneutâJtbHtcTb 05.11.16 - 1н<Юрмац|йно-вии1рввальн1 системы С в науц! та проыисловостП

Автореферат

дисертаиП на здобуття наукового ступеня кандидата техн!чних наук

BlHHHUR - 1994

ДксертаШев е рушшс

Робота виконана у 8!нннцькоку под!техн1чноку 1нстм~ут1

Науковий кер1вник> кандидат техшчнах наук, доцент Лисогор Васидь Никитович

0®шяи1 опоиентн:

1. Д.т.н.. професор Стаднкк Богдан 1ванович.

2. К.т.н. Савенков Олександр !еановкч.

Пров (дна орган$аац!а: &ра!нсьш кауково-доса1дшш 1нстнтут аналтичного прнладобудування (м. На!в).

Захнст э1дбудеться •• £5" Ч^НЖ^А 199Д р. на эас!данн1 спец!ал!зовано1 вченоI ради Д10.01.01 в В1нницьком/ державному техн1чноку унЛерситет! С286021. и. В1нниця. Хюдьницьке носе 95. ВДТУЗ.

3 дисертаШею ножна ознайомктися у б!бд1отец1 В|н .книького державного техк!чного миверсмтету.

Автореферат роз 1сданий *''*

р.

Вчений секретар спеи!ад1зовано! вчено! ра

Вхккчук С. В.

ЗАГАЛЬНА XAРЛКТЕРИСТИНЛ РОБОТИ álííi§íb{jicTb_BQOoTH. Для piarais галузей ггромиеловост! проблема шдшвцэння ефактивност! виробництва та якост! продукци часто пов'язена з вир1тениям питань точност1 ведения технологiч-пах процэс1в (ТП), одернанням найб1лья повног тформацп про параметра ТП. Для багвтьох безперарвних 1 дискретних ТП питания вишравання ix параметра на даняий чао вирияуються усшпно. Заачно мекще уваги придгляеться багатостад1йним данам!чним технолог! чшзм процесам (БДТП), як] поширен! в xímj^hjü, хврчов!й, м1кробюлог1чн1й та 1нших галузях прошсловост!. Типовим пред-ставником БДТП е процес вулкашзацп шин при И в1дновленн1. Ви-корнстання в1дновлених шин (ВНШ) е акоксмчно випднин, якщо врахувати, що впртють комплекта нових шив складае 15-25% варто-ст1 автомобия; пробi г ВНШ в пор1внянш з новими в 2-2,5 рази, а BapTiCTb в 3-5 разiв менше.

При в1дновлвнш шн ТП вулкан!зац» г е одним з найб!льш в1д-повшлытз i таким, що визначас якюш та к1лыисн1 показники роботи шиноремонтного п^дприемства. Одержання повно! та BiporU-но1 ¡нформацп про параметра ТП вулканiзац!í за допомогою днфор-машйно-вю^рювальних систем ,IBC) е вахливим елэментом при роз-робц! автоматизованих систем керування та вирниенш задач комплексно! автоматизащ! виробництва. 1снувч1 IBC дозволять'вим1-рювати параметра ТП вулкамзаци лише на його стад!ях i не спро-moshí визначити характеристики процеса на р1вн i одного або множили технолог i чних arperaTiB. Суттсва причина цого - В1дсутшсть методики комплексного доошдавння БДТП вулкашзацп ВНШ.У эв'яз-ку з цим актуальними е досл1дквння по роэробц! IBC для БДТП вулкашзацп в!дновлюваних шин.

Специф1чшсть об'екта вм!рсвання - БДТП вулкашзацп - не-обх1дно враховувати вже на еташ структурного синтезу IBC. Bíao-м1 прющипи та метода синтезу структур систем (метод проектног

компоновки, принцип еволвц!ЙЯРГЙ .синтезу, тензорна методолог¡я проектування, метод даскрэдаЗД.'? структур та шин) дають зага-льш напрямки праектувадня # доуребують суттевог конкретизац! I в залежност! В1Д характеру ^дастивостей об'екта вим!рювання. На даний час в!дсутн! методам структурного синтезу 1ВС для таких об'екив вим!рювання да ВДТЦ (э тому числ1 й для ТП вулкашааци в1дновлюванюс шин).

Мета_робота: досл!дження 0апатостад1йного динаы!чного тех-

долопмного яроцесу вулкан! заци як об'екта втарювання та роз-¡робка 1нформац!йно-вим1рювальноI систэми з розширенним набором функцШ для БДТП вулкаи1зац1! в!дновлюваних шин.

Задач! дослджаяь. Для досягнення вказанот мети необидно виршити так! задач!:

. 1. Розробити методику вкспвриментвльно-анал!точного досл1даення

<с

БДГП вулкашзацп ВЩ як об'екта вимрювання та контролю.

2. Провести досл1даення БДТП вулкан1зац11 ВНШ ! одержати характеристики об'екта вим1рювання, нвобх!дн1 для розробки 1В0.

3. Провести досл1дшння та розробити модел! й влгоритми прийнят-тя р1шень в 1ВС БДТП вулкашзацп.

4. Розробити методику 1 синтезувати сгруктури 1ВСз додатковими функтями прийняття ршень для д!льшщ! БДТП вулкан! зацп ВНШ.

5. Розробити !м!тац!йну модель 1ВС БДТП вулкашзацн та досл!ди-ти за I! допомогою характеристики синтезованих 1ВС.

6. Розробити та реал/зувати 1ВС для диьниш БДТП вулкаШзаци в!дновлюваних шин.

В ход! риконання роботи використан! ек-спериментальн! й анал1тичн1 метода досшджень, застосовувалось !М!тац!йне моделювакня. Досл!даення базувались на теор!г вим!рю-вань, теорп ймов!рностей, методах математично! лопки, теори мнокин, теори граф1в, на класичних методах обчислювально1 мате-лматики, теори масового обслуговування.

1. Впарше розроблена методика експериментально-анал!тачного дослав ння для такого класу об'ект1а вишрювання як БДТП, яка за-безпечуе визначення його параметр!в на р!зних р!внях загальност!.

2. 3 використанням запропоновано! методики одержано комплекс !н-форзац!йних 1 статистичннх характеристик БДТП вулкашзацп ВНШ, . не0бх1дних для синтезу 1ВС.

3. Доел¡дження прийняття р1Ш9нь при визначенш стану БДТП вико-нан! з урахуванням таких специф!чних особливостей досл!джуваного об'екта вишрювання, як випадкова тривал!сть стад!й ! циклу про-цеса, в!шадкова к1льк!сть вулкан!затор1в на дтниц!, що одно-часно потрвбують обслуговування в ручному режим!. Формами заш я'1 алгоритмизация процессе прийняття р!шень проведен1 з ор!енхац!ею на IX використання в 1ВС БДТП вулкашзвцп ВНШ.

4. На основ! провэдвних доели давнь запропонована методика структурного синтезу 1ВС з розширеним набором функщй для доошджува-ного об'екта. Розроблена методика використана для синтезу набору конкуруючих структур 1ВС БДТП.

5. Вперше розроблена ¡м^ттц/йна модель, за допомогою яког досл!-джен! залежност! показнюив робота р!зних тип!в синтезованих структур 1ВС БДТП вулкан!зац!? ВНШ в^д характеристик об'екта ви-м!рювання. Пе дозволяс вибирати найкращий вар¡ант системи.

Практична_цшн)_сть результатов виконаних досл^джень полягае в тому, що на основ1 експериментально визначених характеристик об'екта вишрювання та на баз! синтезованих структур 1ВС БДТП розроблена ! впровадкена на д!ючому виробництв! 1ВС з розширеним набором функщй для д!льниц! вулкашзаци в!дновлюваних шин. Кр!м того, розроблен! методики, алгоритми, модел! можуть бутн використан! при досл!дженн! об'скт!в та синтез! структур 7ВС БДТП в харчов^й, нафтопереробнШ, х!м!чнхй, м!кроб!олог!чн!й га-луэях промисдовост!.

EêsSJâsiiiS___результатIв робота, Результата BiiKouausix о ди-

сортащiiii 1 й робот! доел!джень буди впровадоюнш на Гшваньському ¡шюрйментаому комбшат! а екоиошчиш вфактсы 51 880 крб. ьа рш (ь цшах isaa року).

Лщюбвц1я_роботи. OcjiOBHJ полокання дасертацп долов¡дались i абгоьорювались на: ceMinapi АН УРСР "Ефактавшсть (i моделшан-ш АСК'МЭЙО pi к; Всесоюзша семинарах "0птим1зац1я складам си-стам",Шштця, 1980,1983 p.p.; респуОлШанськШ конфервлщï "Про-бломи роезробки та експлуатац]I автоматизованих систем керувашш на шдлрнемствах радттези-Пчны, электронно!, нриладобуд>вно'| та шшшноОуд! fiiio ï промисловост1 Monuii в, 1ЭВ1 р i к ; Всесоюзному ceMinapi и1нформаШйн» метода шдвищення ефективност! та hkoctî систем зв'язку та радюелвктрошки", бреван, 1981 pi к; pecnyojii-КЕшсыий конфервнц! I "Структуры! метода шдвищення точност* за-соб!в i систем автоматиэацП експериментальних доел! джонь-.Ктв, 1983 р!к; Всесоюзному самшар! "РобототохШка i автоматизац!я виробкичих процэс!в", Барнаул, 1983 рш; 11-му Всесоюзному cûmî-Hapl "САПР i АСУ в х i мJ чи i й промисловост!", Черкаси, 1987 pi к ; распуб-Шканському ceMinapi "1нформатика i автоматизашя в pori-онах",Вкшиця, 1983 р!к; конфорашщ крати СШ' "Автоматика i ке-рування в техшчних системах", Вншиця, 1993 piK.

DïÇiiKatjii. OciioBHi результати досл1джень onyO^iKOBaiii в П'ятнадцяти роботах.

0труктхра_та_д0^см_робо7И. Дисерташя складасться з встуиу, чотирьох роздшв, заключно! частили, мютить б1бЛ10граф1ю з S3 найменувань i 18 додатшв. Основний текст викладено на 158 сто-piHKax машинописного тексту з 54 рисунками та 3 таблицямн.

СТИСЛИЙ 3MIGT РЛБОТЙ

Оетш обгрунтовано актуальнють доел!дхень структурного синтезу IBG БДТП, сформудьована мета, ноукова новизна, практична значимость дасертац1йно! роботи, наведена п структура.-

" Пвщнй_0дз,г!1л мютить огляд эагальних шдход!в до ситсау техшчних систем, в тому числ! Й 1ВС. Розглянуто матемагичшШ апзрат моделювання, генерацп, оптишзаци структур. 1ВС..

Наведена загальна характеристика БДТП. БДТП як об'ект вим!-рювання суттево в!др!зняеться в!д безперорвних I дискретних ТП ! мае так! характеры особливост».

1. ЦиклIчний характер роботи технолог!чних агрегат¡в. Це обумов-люе пер!одичне виконання опвраци розвантажашш-завантажвиня агрегат! в, здеб!лъшого за участю оператора.

2. Наявшсть в одному цикл! БДТП киькох стадШ, як! в!др1зня~ »ться характером ф!зико~х1м!чних, механшнмл та 1нших цроцес!в. Каина стад! я характеризуемся свогми множинами ! нформативних параметр! в 1 законами керування.

3.Специф|Чний вплив випадкових збурень на БДТП. Бажання ском-иенсувати гх вплив на як1сть к1нцевого продукту призводить до збиьшення тривалост1 стадШ ! цикла в циому. Тому необх!дно виконувати операцП виявлення момент!в зак1нчення стад!й.

В досертац!йн!й робот! об'ектом вим!рювання с д!лышця БДТП вулкашзацп ВН1Ч, яка м!стить 10-30 вулкан!затор)в ! обслугову-еться одним оператором.

При рвал1заци повного циклу вулкан!зац!! на апаратах пер1-одично! дп розриняють стадп: прогр!вання (каучук нагртасться до температури початку реякцп вулкан 1 зац11); власне вулкашза-Ц!Т (наприк!нц! стад!г як!сн! показтцси гуми досягають оптимального сшвв!дношення - "оптимум вулкан¡зац!Г"); перовулкаШзац11 (в!дбуваеться пог!ршоння якост! гуми); охолодконня (служить для зупинки реакци та шдготовки апарата до нового.циклу).

Прознал!зован! ¡снуюч! 1ВС БДТП вулкашзац!! з точки зору тииу структура, використаних блок!в, функшй, що виконуються. рюня ¡!1телектуал1зац!т; биявлен! IX недолнш. Визначеш мапрям-ки проведения досл!дж9НЬ по дисерташйшй робот! та вибрано при-

-а-

~. к

нция оволюцхиного синтезу систем, на основ! .якого розробляти-маться методика структурного синтезу IBO БДТП.

Другий роздхл присвячено розробц! методики експерименталь-но--анал1тичного доел^ження БДТП як об'екта вим!рювання, вико-ристанню П для вивчення БДТП вулкан!зац!I в^дцовлюваних шин.

Для зручностJ використання характеристик БДТП доц!льно провести досл1даення об'екта на таких р!внях загальност!:

1.PiseHb стад!й, коли вид!ляються стада- БДТП ! для кожно! з них визначаються виб!рков! середа! та пстограми розпод!лу випадко-вих величин, оц1нки дисперсп, оц1нки корреляц1Йних функцШ, 1н~ формац!йя! характеристики.

2. Piвень циклу, на якому визначаються компонента вектора выявления стадий, пстограми розпод1лу момент!в зак!нчення стадШ, Шформафйн! характеристики пристрогв виявлення стад!й.

3. Р!вень множили БДТП, на якому визначаються характеристщш д! льнищ БДТП як замкнуто! системи масового обслуговування (СМО) та досл!джуються pi3Hi дисципл!ни обслуговування черги БДТП.

На основ* попереднього вивчення БДТП вулкан¡зац!i сформу-льован! вимоги до IBC для проведения експериментальних роб1т.

Запропоновано при вимхрюванш температури вулканхзацп в дискретш моменти часу (пер¡од t^ ) для визначення якост! гуми використовувати логарифм«чну Mipy ефекту вулканiзацi i

E^O.l -log К ®p(itk), (1)

де: к- температурний коеф!ц!ент вулкан!зац!i;-т riltjj) - залежшеть температури вулкашзацп в!д часу; тп - температура початку процесу вулкан!зацiI.

Вiдпов!дно до запропоновано! методики були проведен! експе-риментальн! роботи по.досл!дженню ТП вулкан |.заш i автомобхльних шин. Ф»ксувались показания температури протектора та ефекту вулкан! зац!i на ст8д1ях прогр!ву, вулкашзац!г, охолодкення. Визна-чен! як функцп часу оц!нки математичного спод!взння температури

к-

та ефокту нулкашзыи >, ощнки '(х дис-.перс 1 й, корр&ляцШна функция (рис.1). Побудоваш пстограми розгод!лу температури протектора для стад!й БДТП (рис.2). Визначено середн1 значешш 1нфор-мацп на однн в!дл!к, надоиршсть пов!домлень, швидкють ство-рення поведемлень.

а

т°с

140

120 100 80 ео

/ V

/ VI Мт °т

А

// Ч

V

град. 180 120 60 0

О

10

20

30

Г

0-3 0-2 0.1 О

40 50 60 70 г.хв.

Рис.1. 0ц1нки математичного спод!вання температури Мт та дисперси температури для БДТП вулкан!зац!г.

нагр!В, г = 4 хв. вулкан.Д=48Хв. охолодаення, I = 66 хв.

t

±

К;

£

г

0.3 0.2 0.1 О

1 -1"

г' --г--1

-20

О

20

-10 О 10 тос

-40

-20

20 Фо,

тис

Рис.2. ГЧстогрэми для температури протектора на р!зних стад1ях БДТП вулкажзац! I.

Знайден! статистичн! та ¡нформац!йн! характеристики сигна-л!в с вих!дними даними для вибору характеристик каналов передач! повиомлень, способ!в кодування сигналов в 1ВС БДТП.

При доел;дкенш БДТП на ршп циклу запропоновано спос!б визначення можлтвост! виявлення вс¡х стадий БДТП за допомогою вектора ознак. Виходимо з того, що для одн!е! стад« г БДТП кожен п параметр у^ мае свою область визначення; на меж1 стадий значения одно!менних параметр!в зб!гаються.

Якщо в межах часу, выведенного для виявлення к!нця стад!!

0 (як правило, цо иерюд квалтування), бодай один ларямотр змпшться, то можливо виявлення моменту переходу в Iд д до (j+l) стада. Означим подио "перех!д в!д ¿-к до и+1)-'( стадп" дискретною змпшою г^. Ящо при переход! до наступжн стадп у1 но змшюеться, то у протилежному випадку - г^. 3 дискрет-

них зм1нних г^ фомуемо матриц» А:

(2)

Для виявлення стада необх!дно 1 достатньо, щоб хоч Си одне аба

Виявлення всIX п стад!й можливо, якщо

Г11 г12 г13 ' ' г1п

А - Г2! г2? г23 *

*тЗ : • ггпп'

г' Л г^ Л г' Л...Л г^ = О,

або

п Л

¿ = 1 1=1

V - 0.

(3)

Сформульовонв твердження дозволяе не т!льки визначати мок-ливють виявлення вс^х стад1й ЕДТП, ала й вид!лити з вектора па--раметр1в вектор ознак мшмальног вим1рност).

Для-БДТГ1 вулкашзвцн В1!Ш описании способом ¡з чотирьох па-рамотр!в стану, як! можуть бути використан! при виявленш ста-д!й, видиено два: температуру вулкашизац!1 та ефект вулкан¡за-ЦП; з них сфюмовано вектор пиявлення стад1Й, який мае м№маль-ну ВИМ|рн!СТЬ.

т

тв

хэ

к --

®н

Рис.3. Воктор виявлення стадий X в простор! Е,Т (офект 1 температура вулкан!защ г). нижн!, а т^.Ец- верхн1

допустим! меж! параметров.

На рис 3 показан! траектор]я вектора виявлення стадий X та його положения при закшченш стадШ нагр!ву (х^, вулкашзацм (Х2), охолодження (х3).

При доошдженш [-¡ДТП вужан1зац1! на р1вн1 циклу знайден! статистичн! та ¡»формацию характеристики для пристро!в вияв-лення стадШ.

Дооги дження д1льниц! БД'ГП з урахуванням робота оператора ви-конано як доел¡дження СМО, де апарати формують потоки заявок на обслуговування (пов!домлення про необх!дн1сть перезарядки вулканизатора)^ пунктом обслуговування е оператор. Визначен!: 1нтен-сивн;сть потоку 'заявок, ¡нтенсившсть обслуговування, к!нцеш ймов1рност1 стану СМО, характеристики черги заявок 1 вплив на них р1зних дисциплин обслуговування.

В роботI запропоновано алгоритм обслуговування заявок, який мшм^з'уе втрати В1Д непродуктивних просто!в вулкан¡.затор 1 в у чврз!.Втрати ае л'ш^йно зростають при збиьшенш часу простою

Чф1* (4)

де' ~ ваговий коеф^ент втрат для 1.-го апарата.

При черз! заявок довжиною ц в момент часу ^ функцт втрат

Ьт ) для д.льниш дор(В»юе

Ч

Як1до в цей момент оператор почне перезарядку вулкан¡затора, то

лише через час обслуговування t ' з чорги буд<з вилучена одна заявка, а втрати стэновитимуть

ае ^ П )= V4 уЛI . + 1 ). ' (б)

^ т со' пр1 . оа'

(¿¡шмум функщ г буде досягнуто гтри видалонш максимального до-данка. Таким чином, в момент 1 оператору треба ггачинати обслуговування апзрзта, що Суде мати максимальну функции втрат ж ' на час (^го+^ог,)' Такэ днсцишина обслуговування названа "максималь-Н1 втрати - першим обслуговусться" - МВПО.

-12- -

ТретШ роздхл присвячено розробц! методики структурного синтезу 1 анал!зу 1ВС БДТП 1 розглядаеться И використання для конкретного об'екта вим1рюрання,

Виходячи з обраного принципу еволюц;Иного синтезу систем, який використовув функц1онально-структурний опис, сформовано передо I граф можливих функций 1ВС БДТП. До перелпку включат до-датков! функцп (прийняття ршень,'керування ), для виконання яких'необх!дно мати вим!рян1 параметри процесу.

функц]I нижнього р!вня /ерархп с елементами модел\ функционально! схеми системи.'з яког формуеться модель структурно! схеми на баз! покриття функц!ональних модуле конструктивными. В структурну схему включено максимальний наб!р можливих елемвн-Т1В та можливих М1» ними зв'язк^в 1 здобуто схеми генерацп структур 1ВС БДТП (рис.4). Структура схеми зображуються у • виг-ляд! графа, а пот 1 м - матриц! сум13Кност1.

Рис.4. Схема генерацп структур нижнього ршня 1ВС БДТП. Генерация можливих вар!ант¡в структур-системи з урахуванням обмежень на припустим/ сполучення. 11 влвмвнпв та зв'язк^в М1Ж ними виконана комб^наторними методами за допомогою ЕОМ. Фрагмент

дерева синтезованих структур показано на рис.5. Номера блокIв на рис.5 сшвпадають з IX позначеннями на рис.4.

Множила мокливих структур 1ВС БДТП подиена на к!лька 1'руп за ознаками: локальност! або централ!зац!г окремих шдсистём; наявност! або В1Дсутност! блок¡в та- Шдсистём, характерних лише для 1ВС БДТП. Завдяки так1й класиф1кацп та агрегуванню сформовано с1м,груп структур 1ВС БДТП (рис.6).

Подальша формал1зац!я полягала в розробЩ математичних моделей функцюнування окремих блок!в та шдсистём 1ВС БДТП. Модели складен 1 на основ! мови числення предикат¡в першого -порядку.

Рис.5. Фрагмент деоева структур систем низкнього р]вня IBG БДТП (програмне "керування процесом).

Прийнят! так! позначення: R - стан об'скта ( R=Q - робота, R=1 -

прост1й в черэ!, R=2 -обслуговування); t - час до к1ндя обслу-

говування; N - к!льк!сть o6'ckt¡b на д1льниц!; t„ ¡ t_„ - д1йс-

u tip

ний i розрахунковий час до зак!нчвння,вулкашзац!1; ?в I £ВП)ах -випадкова складова часу вулкан!зац!Г та п максимальна значения; О - стан оператора ( 0 =1 - обслуговування, Q =0 - оч1кування); ^np'6B,Sox,5kn~ похибки виявлення стад1й nrporpiBy, вулкан1зац11, охолодження та каналу передач! даних; dQ i <ц - номера o6'cktib, що обслуговуються i потребують першочоргового обслуговування

(подаються на центральной ПВ1 - пристрШ воображения шформа-ц!1); Уоп I - иввдк 1сть первсування оператора вздовж дальни-щ' та п пэрша шшдна; I - в^стань м1ж об'ектами на д^ьниш;

две

ГЕ

ПОр!

ПВС

ПГф -1

|пк Об ... ППК [-» об

оператор

ПВ1

ПК

пак

цве

пвс

ппр

... пак об

оператор

ПВ1

прист.оброб.1 регистр.1нформ.

прист.обробл рег!стр. Шформ

Рис.6. Вида синтезованих структур 1ВС БДТП. ОБ - об'ект; ППК - пристр1й програмного керування; ПАК - пристр;й авто-матичнрго керування; ЛБ^З - локальна вижрювальна система ; ЦВС - центральна вим)рювальна система; ПВС - пристрой виявлення стадШ; ППР - пристрой прийняття ршень; ПВ1 - прист-р!й воображения ¡нформацп; П0Р1 - пристр1й обробки та ре-пстрацп »нформаци; ПК - пристрШ керування.

I

t - :/,a'ijiiit,iK,i iH<{jtjpMcii4i I и канал! "ПВ1 - оператор"; 0=1 - сигнал локального Üü1 про üeoöxiдшсть обслугоьуьання об'екта; м - ш-формац:л центрального 1Ю1.

Локальна вим1рювальна система (програмне керування об'ектом): tEi<0-Ri-l;i=T7N;

^ooj^ - « Rr° )A<iBj=iBPa + W = (7)

Q --- 1 - R .=2.

u J

Локальна ьим!рювальна система (автоматично керування):

t^jco -Rt=i;i=i ,N;

too^0-<Rj«0) A(tBj=tBpj+ 6B+0o>; (8)

Qj= 1 - Rj- 2;

v f< vöb'öox>-Центральна вим^рювальна система (програмне керування):

tgji 0 - R1=l; 1=TTN;

^oj« 0 - < Rj= 0 > л < 4fW W ' <9)

Qj= 1 •* < Rj = 2) Л <d0=j) . Центральна вимфывальна система (автоматична керувашш): tg^O - R1=l; i=TTN;

ач= 1 - ( R^= OD А а0= j>; ö.>"önp''öB'äox-°J- . -Moделi пристро!в прийняття pi тень про порядок обслуговуван-ня черт заявок для дисцишпн обслуговування:

- "першим прийшов - першим обслуговуёться" (ПЕРППО) -

ЭК RpO - rtnJ= max <tnj)]- A id^j); (11)

- "останшм принтов - першим абслуговусться" (ОСППО) .-

:П( R^=l) - [tnj= min (tnl)) Л (d1=j) ; (12)

- "максимально втрати - першим обслуговуеты • (МАЛО) -

Э1< R1=l) - <Xj= max (ae^t^t t00>)l A (d^j); (13)

-16- "перинм зустрш - першим обслугоаустьсн" (ИЕЗПО) - (14)

ЭД( R^mt Von>Q>AI31ft>q>l-Via>q):l j-min<l-q)3Aid1=l)); ЭК R2=D Л П31<1?ч>] - и= min <i-q)] Л (d^j); 31< R^DA« Von<0>A[3lU<q>)-Vl<l«q):l j^miniq-DJAfd^j) ; 31< R2=l) Л t"|31(1 iq)] - Г j= min (l-q)I Л (d^j),

да q - номер об'екта, öl ля якого знаходаться оператор в момент

•ггрийняття рщення.

Модель локального ПВ1 з каналом "ГШ - оператор": (15)

Ri=l - 0±=1 ;< Rj=CD V < Rj=2) -'Qi^ i= 1 . N; .

3l(8i'=l>A[l3liQ1=l))A( \ГОП>0>Л(1ЗД-

31<01=1)Л[7 31Ю1=1))Л< Von<0)A<l>q>~ t3l4.0(q+l-l)V^;l^UN; 31(8^=1)Л[1 Э1Ю1=1)]Л( V^n<0)A<l<q)- t3l=t-0iq-n1=1,N; 31C91=1)A[ 1 aKO^lMA^XÖAa^-^^^-l-q-DV^U»!

.Модель роботи центрального ПБ1 :

Зс^-А» - Й = d, ^

IB^W^OJV«^^) - 5=0; __ (16)

ПЗЮХ= 1>}A - t3l»|M-i| L0V;Js i= l.N .

Кохна з приведвних моделей ре8Л1зована програмно та вико-

ристана для побудови узагальншчо! iMiTouiftnol модеЛ! IBC БДТП.

Алгоритм модолюючо! прог'рами показано на рис.7. Програма дозво-

ляс моделювати во» тили структур IBC БДТГГ при pi зних параметрах

I К!лькост1 oö'cktib, р|зних похибках IBC i з урахуванням ¡нди-

шдуальних характеристик оператора.

Формування критерии ефективност! роботи IBC БДТП проведено

при досл1дкенн1 lepapxll критерпв - Biд ефективност! роботи шин

до ефективност1 1ВС-д!льниц1 вулкан!затор!в.

При n-кратному в!дновленн! ефективн!сть роботи шин

! V<1/Sn,aА iP P^Osl. <ß0=l>.

j=1 Sj .{ll)

де: ßj - коеф!щснт використання шин для j-го р>дновлення; S та smax~ реальний i максИмальний (теоретично мозкливий) npoöir шини; Pj(S) - функщя ймов!рност! безв1дмовнот роботи (J-1) раз в!д-новлено» шини (¿>1).

мвпо г .

модель гатр мвпо

/ к1нвць )

модель центр, пв!

модель опе-рат. Шве)

. Рис.7. Алгоритм узагальнено! ¡м!тац1Йно1 модел1 1ВС БДТП.

При обмеженн! зниэу на як!сть в!дновлено1 шини ефективнють роботи ГВС Д1льнищ N вулкан!затор!в визначаеться як

V (18)

де: ^ - середшй час вулкан!зацп одн!с{ шини на 1-му впарат1; £ - середн1Й час простою 1-го апарата.

В робот1 запропоновано спос!б обчислення офективност! рниень оператора при визначенн! ним порядку обслуговування черги заявок на д!льнищ БДТП. Його використання в !м!тлц!йн1й модел! 1В0 БДТП дозволяе застосовуаити п для гренакера оператор!в БДТП..

.Четвертий_роза|Л м!стить опис реал!зац!Г результат!в прова-дених досл!дхень. На баз! сформульооаних у другому розд!л! вимог розроблена та виготовлена 1ВС для експериментального досл(дження БДТП вулкашзаци вIдновлшаних шин. I! в1да!тною особливю^ю с нэявшеть пристрою виз!!ачення логари^!чно! м!ри ефокту вулканI-

зацп. IBG дозволяе одаочасио втнрювати та рееструвати значения температуря в шести точках (перюд даскротизац!i 120 секунд, по-xnQíca - 1,7 %), обчислення та реестрашю ефекту вулкан!заци в тих »е точках (похмбка - 2,5 %), контролювати тиск i температуру технолог!чно! пари, води, повдтря.

Розроблено два варианта пристрогв виявлення стадШ для IBG БДТП, як! мають так! особливост!: виявлення стад!й зд!йснюсться за двома параметрами процесу (температура i ефект вулкан!зац!i); проводиться анал1з цих параметров, що дозволяс 1дентиф1кувати да як i авар!йн1 ситуац'И.

За допомогою узагальшоючог 1м1тащйног модел1, яка розроб-лена в третьому роздШ, проведено моделювання основних тип i в структур IBG БДТП вулканiзащI bíдновлюваних шин. Здобуто Ha6íp залежностей показншав робота диьнищ БДТП В1Д характеристик об'екта вим1рювання та типу структури IBC, що дозволяв визначити тип структури IBC БДТП з найкращою ефектившстю. .

tibí

»■ оператор

вп

БДТП

№

ад

Щ

пу 1 пу 2 пу 3 НМД -fyT] т пу 5 пу 6

. т Í 4 »

jr

ж

пзп

1ф озп

д пу а

пд и—* пу 7

Рис.8. 1ВС БДТП вулкашзаци в»дновлюваних шин. ДЦ 1 АД -датчики дискретних I аналогових величин; П - перетворювач!; ВП -г виконавч! пристрор, ПУ - пристро! узгодження; Д - дисплей; ПР - процесор; ОПЗ ! ПЗП - оперативний ! постШшй . запам 'нтовупш пристрот; НМД - накопичувач на мапитних дисках; ГЩ - пристр!й друку.

Розройяана промислова IBG /(¡льницо БДТП вулкан1зяцоi ьо.щю-шшваних шин на баз! мокроЕОМ, В1дм1тлнмн особливостямм яксн в наяЕШсть цвнтралыгах прпстрогв шдобрачная шфармаци та прийняття р!шбнь. Структура IBG показана на рис.8. Результата роз-робки впроваджен! на шиноремонтному конбШат! з економ!чним ефектом 51 880 крб. на piK (в цонах 1988 року).*' 0CH0BHI РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ

1.' Розроблена методика окснериментально-анал!тачного дос-Л1,цження БДТП вулканiaanii" ВИН як об'екта вим!рквання, особливо-ста яког е вивчвння пронесу на трьох р!внях загальносн (стад!я, цикл,'множина БДТП), що дозволяе зменшити шфэрмацойну невизна-чйнн!сть на стику стадШ та ¡нфэрмацойну невизначенн!сть закш-чення циклу. За допомогою ц!ст методики вперше одержано комплекс, параметров для pi3Hiix pi впей загалыюст! ТП. Запропонована мета-дика моке бути використана для доело дзкэцня ¡нших БДТП.

2. Вперше проведен! дослодкення по формалозац!! прийняття р!шень при визначешн стану БДТП вулкашзаци ВНШ на р!вш циклу (виявлення стадой ТП) та для д^ьницо вулкан¡заци розмором вод 1С) до 30 вулкан¡затор¡в,яка обслуговусться одним оператором (ви-значення порядку оислугопування черги вулкан¡эатпров). Реалоза-ц!я розроблених алгоритмов прийняття р!шень дозволяе зменшити трипалость циклу вулкашзацп та мшнлозувати втрати в!д непро-дуктивних просто Г в ОбЛс'ОДНОННЯ.

3. Запропонована методика структурного синтезу IBG дольниц! БДТП вулкашзацп ВПШ i розроблено ciM типiв структурних схем IBC, AKi м!стять на двох pimm локально (вод 10 до 30 -за киь-к!стю вулкан!заторiв на д^.ьнши ) та центрально виморювалъш Шдсистеми,'нристро! прийняття pi июнь, пристро! вiдображення он-формацо i, ! водр!зняються перерозподо лом функЩЙ мода'верхнем та Нушим ровнями.

4. Для IBC БДТП вулкашзацп ВШ вперше розроблена та рзало-

зоваш iMiTouiflna модель, за допомогою ако5 проведено досл)даен-ня залежностей продуктивност! ' д1лыгац!, критерш ефективност), статиотичних характеристик Д1льниц1 з IBC в)д млькост! вулкан)-затор!в на Д1льниц1, соредаьоквадратичного в1дхилення часу вул-кашаацп по д1льниц1, дасцишлни обслуговування черги, похибок втирювання для синтезованих тишв структур. Здобут) залакност! показують, що з точки зору эб)льшення критерио ефективност) та продуктивное^ д1льниц1 а 10-30 вулкан)затор)в, найб1льш прий-иятними с структура IBC БДТП, b яких роЕШэовано функц1 i вияв-лення стад1й, централизованного в)дображення шформацп, визна-чення порядку обслуговування черги вулкан)затор1 в за дисцшшною МАЛ0Лм!тац1йна модель мае достатньо високий р1вень загальност),

за рахунок чого маке бути ьикористана при анал(З) та синтез! IBC • -

для 1нших БДТП.

5.На баз) одержаких при теоретичному досл^енш структур, з урахуванням экспериментально визначених характеристик об'екта вкм1рювання ть з ьикористанням результат!в ¡м!тац)йного моделю-вання розроблена IBC диьниц! БДТП вулкан ¡зацп ВПШ, завдяки як!й тривалють циклу вулкашзйц)г та непродуктивнi простат вулкан 1 затор! в в середньому зменшлись в1дпов1дно на 8 % 1 на 10 Эб1льшення продуктивное^ та критерш ефективност! склядае Bi д-пов1дно 9,4 Ж ) 7,5 %. Результат«, одержан) шд час практично! реал)зац)Г IBC БДТП, шдтверджують в)рог)дшсть проведениях тео-ретичних досл)дженц.

Ochobhi положения дисертаци в!добракоио у таких роботах:

1. Басов В.В., Лысогор В.Н., Марущак В.Ю. Опыт разработки автоматизированной системы контроля и управления процессов восстановления автомобильных шин. Рукопись деп. в Укр'ТВДГГИ 24.06.85. » 1407 Ук-85,- 63с.

2.Григорьев А.П., Шабатура 50.В., Марущак В.Ю.Разработка алгоритмов межстадийного управления многостадийными динамическими тех-

синологическими процессами.Рукопись дйп.в УкрШИНТИ..№2007-Ук89.-8с.

3. Исследование и выбор оптимальных режимов процессов вулканизации шин / В.Т.Маликов, В.Н.Лысогор, В.Ю.Марущак, А.Э.Волосович. Научн. техн. отчет, инв. й Б 617252.- М.: ЦНМИТЭ, 1976. - 101с.

4. Лысогор В.Н., Марущак В.Ю. Исследование информационных характеристик объектов периодического действия/В кн.: Робототехника и автоматизация производственных процессов. Сб. тез. док. - Барнаул, 1983. - С.63-64.

5. Лысогор В.Н., Марущак В.Ю. Особенности моделирования АСУ периодическим технологическим процессом с учетом оператора/ В кн.: Проблемы разработки и эксплуатации автоматизированных систем уп~ ■ равления на предприятиях радиотехнической, электронной, приборостроительной и машиностроительной промышленности. Сб. тез. док.-Могилев, 1981. - С.48-49.

6. Лысогор В.Н., Марущак B.D. Особенности определения информационных характеристик периодических технологических процессов / В кн.: Информациошше методы повышения эффективности и качества 'систем связи и радиоэектроники. Сб.тез. док.-М.,I98I.-C.I0I-I02.

7. Лысогор В.Н.,Марущак В.Ю. Тренажер операторов технологических процессов. Рукопись деп. в УкрНИИНТИ. 3.01.1986. Л138-Ук86.- 8с.

8. Марущак В.Ю. Автоматизированная система контроля и управления-цехом восстановления автомобильных шин/ В кн.: Информатика и ав-• томатизация в регионах. Сб. тез. док. - Винница, 1988. - С.60.

9. Марущак В.Ю. АСУ множеством технологических объектов периодического действия/ В кн.: САПР и АСУ в химической промышленности. Том 2. Сб. тез. док. - Черкассы, 1987, - С.83.

10.Марущак В.Ю. Координация работы устройства . чслукивания участка агрегатов периодического действия/В кн.: Робототехника и автоматизация производственных процессов. Сб. тез. док. - Барнаул, 1983. - С.61-62. . ' -

11. Марущак В.Ю..Лысогор В.К. К вопросу иссадоеания критериаьной

исновы АСУ шшшым и шшювосстшювительньш производством / В кн. ; ¡эффективность в моделирование АСУ.-- К.:Ш< АН У ССР, 1980.-С. 44-50.

12. Марущак В.Ю. Оптимизация работы операторе по обслуживанию объектов периодического действия/ В кн.¡Оптимизация сложных систем. Сб. тез. док. - Винница,, 1983.-С.22-23.

13. Марущак В.Ю. Структурный синтез автоматизированной система контроля и управления периодическим технологическим процессом. Рукопись деп. в УкрНИИНТИ 3.01.1986, *139-Ук86.-10с.

14. Пятин С.И., Рудак В.Д., Марущак В.Ю. Устройство для формирования радиоимпульсов // Приборы и техника эксперимента.- 1976. -J6 б.-СЛ26-127.

15. Юошмчук C.B., Лысогор В.Н.» Марущак В.Ю. Автоматизация проектирования систем автоматического упровления. - К.: УМК ВО, 1989.-172с.

Особистий вклад дисертанта в роботи, що надрукован! в сшв-авторств1: в [11 запропоноввнв методика вкспериментально-анал1-тичного досл|дження БДТП та схема проведения експерименту; в (2} розроблена модель БДТП; в 131 — експериментальне досл!даення БДТП вулканiзацlf та обробка результат^ експерименту; в Н,61 форма-л1зовано cnoci6 м1н1м1зацп вектора виявлення стад1й; в [5] роз-роблен! модел1 систем, що враховують роботу оператора в контур! керування; в 17.11J запропонован! критери ефективност! роботи шин, IBC БДТП вулкашзацн та людини-операторл; в [ 14] - участь в розробц! схемного решения; в И£] написан! розд!ли по синтезу систем та моделюванн» IX елемент!в.

Автор висловлюе подяку кандидату техн1чних наук, доценту Васюр! Анатолии Степановичу за консультацп при проведешл тео-ретичних та експериментальних досл1даень по тем1 дисертац1йно! роботи.