Прогнозатор длительности производственных операций

Прогнозатор длительности производственных операций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматизированного управления производственными объектами циклического действия. Цель изобретения - повышение точности прогнозирования и расширение функциональных возможностей устройства за счет компенсации времени простоя, С этой целью в прогрозатор, содержащий регистр 1, вычитатель 2, сумматор 13 и умножитель 6, введены схема 4 сравнения, схема 5 сравнения по модулю, ключи 3,7-11, элемент ИЛИ 12, регистры 14, 15, блоки 19, 20, приведения и блок 18 восстановления . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с «е

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 06 F 15/46 15 353

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4170106/24-24 (22) 30.12.86 (46) 15.07.88, Бюл. N"- 26 (71) Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе и Западно-Сибирский металлургический комбинат им. 50-летия Октября (72) С.М.Кулаков, А.Д.Гуревич, T.Â.Êèñåëåâà, Н.Ф.Голубева, В.A.Ëà÷êîâ, В.И.Матьяш и В.А.Григорьев (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 942059, кл. G 06 F 7/30, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1177823, кл. С 06 F 15/353, 1984.

„„SU 1410060 А 1 (54) ПРОГНОЗАТОР ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОПЕРАЦИЙ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычиолительной техники и может быть использовано в системах автоматизированного управления производственными объектами циклического действия. Цель изобретения — повышение точности прогнозирования и расширение функциональных возможностей устройства за счет компенсации времени простоя, С этой целью в прогнозатор, содержащий регистр 1, вычитатель

2, сумматор 13 и умножитель 6, введены схема 4 сравнения, схема 5 сравнения по модулю, ключи 3,7-11, элемент ф

ИЛИ 12, регистры 14, 15, блоки 19, 20, приведения и блок 18 восстановления ° 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

С:

1410060

Изобретение относится к области втоматики и вычислительной техники может быть использовано н системах автоматизированного управления производственными объектами циклического действия., Цель изобретения — повышение точости прогнозирования и расширение ункциональных воэможностей устройтна.

На фиг.1 представлена схема прогозатора длительности производственых операций; на фиг.2 — схема блока осстановления, Прогнозатор содержит (фиг.1) реистр 1, вычитатель 2, ключ 3., схему сраннения, схему 5 сравнения по одулю, умножитель 6, ключи 7-11, лемент ИЛИ 12, сумматор 13, регистры

4, 15, элементы задержки 16, 17, лок 18 восстановления, блоки 19 и

0 приведения, индикатор 21, информаионные входы 22 — 25, группы 26 — 31 нформационных входов.

Блок восстановления содержит фиг.2) группу 38 регистрон, группу

4 вычитателей, группу 35 умножите.-. ей, блок 36 суммирования, ключ 37, лемент 38 задержки, выходной реистр 39.

Схема 5 сравнения по модулю предтанляет собой регистр памяти и соененную с ним схему компараторов.

"I а.нход регистра памяти подается аболютная величина 4 Г со знаком разноти, а на выходе абсолютная величина ь без знака, которая затем сравниватся в компараторе с константой р. ,омпаратор имеет два выхода, которые являются выходами схемы 5 сравнения цо модулю 4c ) р и 4},(p причем выходы Л } (р и 4 }, = p соединены между

< .о бой.

Схема блока 19 приведения аналогична схеме блока 18 восстановления.

Только на входы этого устройства по аются другие параметры, а информаци<онный выход блока восстановления подключен к входу блока 36 суммирона}1}ия. Все элементы схемы блока 19 при}ведения выполнены аналогично. Схема

} торого блока 20 приведения совпадаЕт со схемой блока 18 восстановления.

11ричем выход регистра 15 соединен с

} ходом блока 36 суммирования, а вы: одной сумматор схемы блока суммироВания предназначен для сложения двух .двоичных чисел.

55 длительность р н виде двоичного числа. Одновременно с ним на тактовом выходе блока 1 9 поянляется тактовый импульс, поступающий на регистр 14, ключ 13, элементы 16, 17 задержки, Экстраполяция приведенной длительносУстройство работает следующим образом.

Перед запускам устройства необходимо ввести константы и переменные.

В частиасти, на вторые группы информационных входов 31, 29, ?7 блоков

18 восстановления 19, 20 приведения соответственно подаются н днаичном коде коэффициенты а, a,... }à „, Ь},Ъ,. ° °,Ъ},, с},с,...,с„. На вторые информационные входы 24, 22, 23 второго регистра 14, схемы 5 сравнения по модулю, умножителя 6 подаются cof5 ответственно коды коэффициентов р,o(. На первых информационных .группах входов 30, 23, 26 блока 18 вос-, становления, блоков 19, 20 приведения устанавливаются .переменные: (х, х .

}} к л}, Г

20 х„x(} ху х}, tl J} iх}, х}, х, }}. х } ° ° ° х } х J ° (х„° х } х ° х ° ° °

2 х„, х"„ соответственно. Через установочный вход 25 регистраif вводится начальное значение экстраполируеЭ

25 мой длительности производственной операции. Работа прогназатора начинается после замыкания ключа вВкл. соединенного с входом 32, через который в устройство подаются синхроим30 пульсы. Блок 18 восстановления определяет приближенно оптимальную длительность ь прошедшей технологической операции. При этом учитывается фактическая длительность операции, продолжительность неплановых простоев, а также фактические и заданные значения параметров полученной продукции. Результат восстановления передается в блок 19 приведения через его информационный вход одновременно с тактовым импульсом через тактовый вход. В блоке приведения длительность производственной операции лб корректируется (приводится) к база }

45 вым условиям, котоРые характеризуются средними значениями параметров производственной операции, соответствующими длительным отрезкам времени. Тем самым осуществляется учет

50 влияния контролируемых определяющих факторов на длительность операции.

На информационном выходе блока 19 приведения формируется приведенная

3 14 ти 1-р осуществляется цифровым экстраполятором, функции которого в данном устройстве выполняют регистры 1, 14, 15, схемы 4, 5 сравнения, сумматор 13, вычитатель 2, ключи 3. — 11, элемент 12 ИЛИ и элемент 17 задержки.

Данный экстраполятор представляет собой релейно-экспоненциальный фильтр первого порядка с упредителем нулевого порядка. Экстраполятор работает следующим образом. Иэ блока 19 приведения в вычитатель 2 и схему 4 сравнения поступает двоичное число 7 рр, а из регистра 1 двоичное число "сЭ (i-1), представляющее собой предыдущее экстраполируемое значение., Для первого шага прогнозирования в качестве ь (э.-1) принимается значение длительности, введенное в регистр 1 через вход 25. На схеме 4 сравнения эти два числа сравниваются. Результатом сравнения является обнаружение одного из трех возможных состояний 7 «(1) 7.

7 (i-1), ° () c ° (i-1), i,p (1)—

= 9 (i-1) . Прйчем. используется только

Э л два выхода. При i «(i) ЭЬ-1 сиг нал "1" с выхода схемы 4 сравнения одновременно. с сигналом из блока 19 поступает в знаковую ячейку регистра

14, в котором хранится константа k введенная через вход 24 устройства.

При 7 р () = i (i-1) проявляется "1" на втером выходе схемы 4 сравнения, которая закрывает нормально открытый ключ 11. При дрР(э.) 7 Г (э.-1) на обоих выходах схемы 4 сравнейия сигнал отсутствует. В сумматоре-вычитателе 2 вычисляется разность между двоичным числом 7

19 приведения, и числом .7 э(i-1), поступающим из регистра 1. При поступлении синхросигнала от блока 19 приведения ключ 3 открывается и разница . ь <<(i)- i,Э(э-1) передается в схему 5 сравнения по модулю и на умножитель

6. На, схеме 5 сравнения по модулю эта разница без. учета знака сравнивается с константой р, поданной на вход, 22 устройства. Если ) i„> (i)- 7 (i-1)! 7 то сигнал "1" проходит через зле)мент ИЛИ 12, открывает ключ 9, а также проходит через нормально открытый ключ 11, открывает ключ 7 и в сумматоре 13 складывается двоичное число записанное в регистре 14, и число, (i- 1), храняющееся в регистре 1.

Если I2р (э.)- ьЭ(-1) l p, то на втором выходе схемы 5 сравнения по моду10060

55 лю появляется "1", открывающая ключ

8 и через элемент ИЛИ 12 ключ 9.

Ключ 7 при этом закрыт. Разница чисел

7. <(i) — >(i-1), полученная в вычитателе 2, умножается в умножителе 6 на константу,С, поданную на вход 23, и через открытый ключ 8 поступает в сумматор 13, где складывается с числом (i — 1), хранящимся в регистре 1 памяти. Число С (i), равное ,((7р (1) - (з -1)), если

" (i)= Г (j.-1)+

3 3

k. sign дь р если id< pl 7 э., 4ьр = ь (э)- (-1) из сумматора 13 передается в регистр

15 по синхросигналу, поданному из блока 19 приведений через элемент 17 задержки. Сигнал задерживается на время, необходимое для срабатывания блоков 5 — 12. При поступлении на управляющий вход ключа 10 синхросигнала открывается ключ 10, и число (), хранящееся в регистре 15, поступает в регистр 1, заменяя ранее записанное число 9 Э(i-1), а также передается в блок 20 приведения. Поступление двоичного числа в блок 20 приведения совпадает во времени с поступлением тактового импульса из блока 19 приведения через элемент 16 задержки. Время задержки соответству-. ет времени работы цифрового экстраполятора. В блоке 20 приведения результаты экстраполяции 7 Э(э) приводятся к условиям планируемой (предстоящей) производственной операции. Длительность планируемой производственной операции "np, полученная в блоке 20 приведения, отображается на индикаторе 21.

Блок восстановления работает следующим образом. На входы 30 устройства перед его пуском подаются фактические х и заданные х" значения neh ременных. Тактовый импульс, поступающий на тактовый вход блока 18 восстановления после замыкания ключа Вкл.", осуществляет считывание чисел х „, М % М х,, х, х,..., x „, х„, хранящихся в группе 33 регистров. Двоичные числа поступают в группу 34 вычитателей, где определяются разности (х"-х )

% Ф

Э (х,-х ), ..., (xh-хр) . Каждая иэ этих разностей подается на соответствующий умножитель 35, в котором она соответственно умножается на предварительно установленную константу а1, ар,...,а„, и двоичные числа, пред1410060 ставляющие собой произведения а (х+ (1- Ф) " " п(хп .» даются в блок 36 суммирования, где они складываются. В результате сна5 чала получается поправка Я к дли

1 тельности производственной операции.

Л,„а,,(х„х,)+а (х х )+...+а „(x+ х„). а вход 30 блока суммйрования подаетя также двоичное число = — 1, 10 л Ф простю де о — фактическая длительность роизводстненной операции С

Э АРОСт ремя неплановых простоев. В выходом сумматоре блока суммирования из воичного числа вычитается поправка15 и и получается восстановленная . ациональная длительность производстенной операции - =- - 1 „. При поступении тактового импульса в элемент

8 задержки он. задерживается на вре- 20 я, необходимое для срабатывания блоов 33 — 36 и после этого открывает люч 37. Двоичное число запоминатся в регистре 39.

Блоки 19 20 приведения работают налогично блоку 18 восстановления, а исключением того, что на группу ходов 28 блока 19 приведения, подкт ченных к входам группы 33 регист+ ов, вместо х„, х „ предварительно одаются средние х и фактические и д значение параметров производственн ой операции, а на входы 26 блока 19 риведения, соединенные с входами уппы 35 умножителей, .вместо кон 35 тант а < B 2 ... > а и константы Ь

,...,Ьд. В выходном сумматоре блока 36 суммирования вычисляется разность между восстановленной рацион альной длительностью производственЬ

40 нои операции, подаваемой с выхода восстановления блока на вход блока !

36 суммирования, и поправкой 8 с

П лЬ л R

I> п1,= L — Д . Таким образом, Восстановлйнная длительность операции произво- 45 дИтся к базовым условиям, т.е. к базпвым значениям определяющих технологических параметров. На группу входов

26 блока 20 приведения, соединенных с входами группы 33 регистров, вместо х,х и подаются заданные х и средние

К. х> значения параметров,а на входы 31 устройства, подключенные к входам г1 уп и 35 умножителей, подаются константы с„, г,...,с, На вход блока п ммирования из регис экстраполированное значение длительн<1сти (i-1) . В выходном сумматоре блока 36 суммирования складываются экстраполированное значение длительности „ (i+1) и поправка к нему д

Я у т.е. г n+p(i+1)=(гд(т +1)+ 36 (1+1) . Таким образом результаты экстраполяции приводятся к условиям гланируемой плавки, т.е. к планируемым значениям технологических параметров.

Фор мула изобретения

1, Прогнозатор длительности производственных операций, содержащий вычитатель, умножитель, сумматор, пер- : вый регистр, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования и расширения функциональных воэможностей устройства за счет нормализации параметров, в него введены схема сравнения, схема сравнения по модулю, шесть ключей, элемент ИЛИ, два регистра, два блока приведения, два элемента задержки, блок восстановления, информационный и тактовый выходы которого соединены с первым информационным и тактовым входами первого блока приведения соответственно, информационный выход которого соединен с вторыми входами вычитателя и схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом первого регистра и информационным входом четвертого ключа, выход которого соединен с входом второго слагаемого сумматора,выход которого соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с информационными входами второго блока приведения и пятого ключа, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход вычитателя соединен с информационнным входом первого ключа, выход которого соединен с первыми информационными входами схемы сравнения по модулю и умножителя, выход которого соединен с информаци онным входом третьего ключа, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход Меньше схемы сравнения соединен с входом знакового разряда второго регистра, выход которого соединен с информаци- . онным входом второго ключа, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход "Равенстtf ва схемы сравнения соединен с информационным входом шестого ключа, выход которого соединен с управляю-.

14 10060 щим входом второго ключа, выход

"Больше" схемы сравнения по модулю соединен с управляющим входом шестого ключа и первым входом элемента HJlH выход Меньше или равно соединен с управляющим входом третьего ключа и вторым, входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, тактовый выход первого блока приведения оединен с управляющими входами второго регистра и первого ключа, через первый эле-. мент задержки с тактовым входом второго блока приведения, через второй элемент задержки с управляющими входами первого и третьего регистров и пятого ключа, первые и вторые информационные группы входов блока восстановления, первого и второго блоков приведения являются с первой по шестую информационными группами входов устройства соответственно, второй информационный вход первого регистра, .информационный вход второго регистра, 25 вторые информационные входы схемы сравнения по модулю и умножителя, являются с первого по четвертый информационными входами устройства соответственно, управляющий вход блока З0 восстановления является -.àêòîâûì входом устройства, выход второго блока приведения является информационным выходом устройства.

2. Прогнозатор по и.1, о т л ив ч ающий ся тем, что блок восстановления содержит:п вычитателей, где п — число переменных на группе входов блока, п умножителей, блок суммирования, ключ, элемент задержки, группу регистров, информационные входы регистров которой являются первой группой информационных входов блока, выхода i-го и (i+1)-го регистров группы (i=1,3,5,..., (2п-1) соединены с входами первого. и второго

i+1 слагаемого j-го вычитателя (3 = †-) выход которого соединен с первым информационным входом j-го умножителя, выход которого соединен с 1-м входом блока суммирования, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого является информационным выходом блока, управляющие входы регистров группы объединены и соединены с тактовым входом блока и через элемент задержки с управляющим входом ключа и тактовым выходом устройства, вторыа информационные входы умножителей являются второй группой информационных входов блока, дополнительный информационный вход блока суммирования является (2п+1)-м информационным входом первой группы информационных входов блока..

1410060 .> 1 » ; Ь| и

Нф

Составитель А.Богославских

Редактор О.Спесивых Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Заказ 3482/46 . Тираж 704 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4