Устройство для контроля и учета работы оборудования

Устройство для контроля и учета работы оборудования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В.И. Травинин и И,И. Шалычев

Ворошиловградский филиал Государственного конструкторского и научно-исследовательск по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация"

) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА

РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

Изобретение относится к устройст (вам контроля и учета работы оборудо- . вания и может быть применено преимущественно в системах управления тех- нологическими процессами, в т.ч. при автоматизированном управлении произ5 водством для контроля и задания производственногр ритма отдельных участков.

Известно устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее блок контроля отклонения актического выпуска продукции от планозого, блок регистрации производительности, блок индикации, програмнный блок, блок учета и сигнализации о простоях оборудования, блок контроля состояния оборудования, генератор импульсов, блок срабатывания и анализа, блок контроля эа ритмом, приемннй 2о блок, задающий блок, блок управления ритмом, блок регистрации ритма (1).

Однако это устройство не обеспечивает проведение постоянного комплекс2 ного контроля функционирования техно» логической линии, так как не позволяет прогнозировать. выполнение плана при продолжении работы с прежней производительностью, прогнозировать ос" тановки участков линии, в процессе функционирования. устройства не учитываются текущие значения производитель; ности оборудования на отдельных, тех" нологическихсвязанных, участках технологического процесса и допустимые, экономически целесообразные величины запаса произведенной продукции, хранимой на участках технологической линии. Все это затрудняет выработку объективных управляющих решений по беспечению сбалансированного функци. онирования технологической линии и снижает точность устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последова" тельно соединенные каскады, каждый иЭ

999075 которых за исключением последнего, включает в себя датчик производительности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычитания, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму выходу датчика производительности оборудова- 10 ния, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого под ключен к третьему входу блока индикации, четвертый вход которого соединен 15 с первым выходом второго арифметического блока, второй и третий внходы блока суммирования подключены соответственно к пятому входу блока индикации и к первому входу блока сравне- 20 ния, .последний каскад вклочает в себя датчик производительности оборудования и блок индикации,, первый и второй входы которого соединены соответствен но с первыми выходами первого блока 25 вычитания и арифметического блока ").

Недостатком известного устройства, является то,что оно не дает возможности а вто мати чес ки о пред еля т ь от клоне30 ние фактического выпуска продукции от планового.на текущий момент времени, т,е. при работе технологического участка с плановой производительностью.

«Кроме того, при вычислении устрой.ством требуемой для выполнения планового задания производительности не учитывается целесообразность работы технологической линии с оптимальной

40 текущеи плановои производительностью, и уменьшение, по мере приближения к окончанию планового периода, области устойчивости системы управления произ. водством, т.е, способности системы

45 ликвидировать отставание по обьему

„произведенного продукта, что приводит к увеличению риска невыполнения плана при действии на производство случайных возмущений;

При расчете устройством требуемой йроиэводительности участков выполняется условие полного расхода продукции из промежуточных хранилищ к окончанию планового периода, что ухудшает ритмичность производства.

Кроме того, несогласованность действий операторов участков при установке требуемой производительности может привести к большим ошибкам управления производством. Sce это снижает точность контроля функционирования технологической линии.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последовательно соединенные каскады, каждый из которых, за исключением последнего, включает в себя датчик производительности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычитания, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму выходу Датчика производительнос.- ти оборудования, блок сравнения, вы" ход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого подключен к третьему входу блока индикации, четвертый вход которого соединен с первым выходом второго арифметического блока, второй и третий выходы блока суммироваI ния подключены соответственно к пятому входу блока индикации и к первому -входу флока сравнения, последний каскад включает в себя .датчик произ" водительности оборудования и блок индикации, первый, и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого блока вычитания и первого арифметического блока, введены в последний каскад второй блок вычитания, второй арифметический блок, первый и второй блоки суммирования и блок деления, выходы которого соединены с третьим входом блока индикации.и с входом первого блока суммирования, выходы которого подключены к .четвертому входу блока индикации и к первому входу второго блока вычитания, выходы которого соединены с пятым входом блока индикации и первым входом второго арифметического блока, выход которого подключен к шестому входу блока индикации, выходы датчика производительйости оборудования соединены с седьмым входом блока индикации, с вторым входом второго арифметического блока, с первым входом первого арифметического блока и с;;первым входом второго блока сумми5 9990 рования, выходы которого подключены к восьмому входу блока индикации, к второму входу второго блока вычитания, к второму входу первого арифмети. ческого блока и к входу первого 6лока 5 вычитания, второй выход которого со единен с третьим входом второго ариФметического блока, во всех каскадах, кроме последнего, третий выход датчика производительности оборудования со40 единен с вторым входом первого арифметического блока, третий вход которого подкпочен к второму выходу блока вычитания, четвертый выход блока суммирования соединен с входом вто- 15 рого арифметического блока, второй вход которого подклочен к четвертому выходу датчика производительности оборудования, пятый выход датчика производительности оборудования каждого 20 каскада соединен с третьим входом второго арифметического блока предыдущего каскада, пятый выход блока суммирования каждого каскада, кроме последнего, подключен к четвертому .вхо- 25 ду второго арифметического блока и к второму входу блока сравнения предыдущего каскада, второй выход вто юго арифметического. блока каждого каскада, кроме последнего соединен,.с шестым входом бл .ка индикации последующего каскада, и с девятым входом блока индикации последнего каскада, пятый и шестой выходы второго блока суммирования последнего каскада соединены соответственно с вторым вхо-.. дом блока сравнения и с четвертым входом второго арифметического блока предыдущего каскада.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля и учета работы оборудования.

Устройство содержит.N одинаковых каскадов, где Р - число отдельных участков технологической линии. Каж" дый i -й из И каскадов, за исключением последнего, содержит блок 1 сравне-. ния, первый арифметический блок 2, блок 3 вычитания, блок 4 суммирования, датчик 5 производительности оборудования, второй арифметический блок 6 и блок 7 индикации. Последний каскад содержит блок 8 деления, первый блок 9 суммирования,, второй блок вычитания 1О, второй арифметический блок 11, первый блок вычитания 12, второй блок 13 суммирования, датчик 14 производительности оборудова75 6 ния, первый арифметическйй блок 15 и блок 16 индикации.

В процессе функционирования датчи" ком производительности оборудования производится подсчет количества выпускаемой продукции И q за равные промежутки времени g$>, определяете требуемой точностью контроля и учета.

С выхода датчика производительности оборудования сигналы, пропорциональные И,1, поступают на входы блока 4 суммирования и блока 7 индикации. В блоке 4 суммирования сигналы суммируются и с его выхода поступают на входы бло. ка 1 сравнения и блока 3 вычитания. 1

В блоке 3 вычитания, куда вводят" ся также данные о начальномйи и до" пустимомМА 1значении количества про" дукции в емкости, а также задание по количеству выпускаемой продукции данного 1 -го участка Й „, выходные сигналы преобразуются согласно зависимости и сигнал, пропорциональный отклонению и q, подается на вход бйо14а 7 индикации данного 1 -ro каскада со знаком отклон ния. Одновременно сигнал подается на вход первого арифметического блока 2.

Сигналы, пропорциональные фактическому количеству выпущенной продукции М„ данного 1. — ãî участка, а также вводимые данные о началыюмйщу и допустимом М значении количества продукции в выходной емкости i-ro каскада, контролируются в блоке 1 сравнения по условию 1 а =1 + + M дов М1 нач

В случае невыйолнения этого условия сигнал, пропорциональный величине hNq, поступает на вход первого арифметического блока 2, куда перед началом работы вводятся такие постоянные коэффициенты пропорциональности К1 и К . В этом блоке сигналы преобразовываются согласно зависимости

7 9990 и выходной сигнал, пропорциональный производительности И 1тр, требуемой для этого участка, поступает на вход блока 7 индикации данного участка.

С выходов датчика 5 производитель-. 5 ности оборудования и блокд 4 сумми" . poBBHHR сигналы, пропорциональные соответственно производительности участка {1„ и фактическому выйуску продуКции Я„, поступают на выходы второго арифметического блока 6, на другие входы которого поступают сигналы с аналогичных блоков последую= щего {j +1)-го каскада. Кроме того, во второй арифметический блок 6 ввоI

ДЯтсЯ Данные о начальном.й„с 1 м»ксимально допустимом { я „количестве ма териала,в выходной емкости каскада.

Выходные сигналы в этом блоке преобразуются согласно зависимости { Нач+{ { - { .1 ост 1 < 1- И1

2S если, 1 {1щСж АНОчч"1 N1+, ост1 и„— и„

I или

ЭО

И17И 1 еСли

При выполнении неравенства

И1+„7 И„ЭЭ сигнал, пропорцйональный 6ост„.:, по. ступает на блок 7 индикации данного

$-ro и последующего {i+1)-ra каскада:, сигнализируя о возможной остановке г (i+1)" ro участка вследствие расхода 4о запаса на складе i-го участка.

При выполнении неравенства

И„ > nÄ+< си гнал, пропорционал ьный - ., поступает на блок 7 индикации дайного

1 -го каскада, сигнализируя о возможной остановке 1-го участка вследствие переполнения его выходной емкости.

Все каскады участка, за исключе нием последнего, одинаковы по своей Э© структуре и выполняемым функциями.

В каскад последнего участка в блок 8 деления вводятся и данные о плановом задании Й и плановом времени работы Т . В блоке 8 деления входные сиг- э5 налы преобразуются согласно зависимости и„= к 1т, в сигнал, пропорциональный плановой проиэводктельности, который поступает на вход первого блока 9 суммирования, где суммируется на текущий момент времени

1,=Х И„;

4 и в виде сигнала, пропорционального текущему плановому выпуску на данный момент времени,йИ, выдается н» выход второго блока 10 вычитания. На этот

we блок поступает сигнал с второго блока 13 суммирования,;который функционально аналогичен блоку 4 суммирования предыдущих И1-1 каскадов.

Во втором блоке 10 вычиэвнил входные сигналы Йии Й я1 вычитаются

Ьй =1{„-М „ и результирующий сигнал gNg, пропорциональный отклонению фактического выпуска продукции от планового, поступ»ет на второй арифметический блок 11, структурно и функционально аналогичный блоку 2 предыдущих каскадов.

На вход. второго арифметического блока 11 поступают сигналы, прогюрциональные текущей. производительности 1п,с датчика 14 производительности оборудования, структурно и функционально аналогичного датчику 5 предыдущих каскадов и сигналы, пропорциональные отклонению фактического выпуска продукции от заданного SNAB, с первого блока 12 вычитания, в котором находится разность между сигналом, поступающим с второго блока 13 суммирования, и сигналом, пропорциональным плановому заданию, вводимому в блок перед началом работы

PNg-=М, — N

В первом арифметическом блоке 1 сигналы, поступающие с второго бло-. ка 13 суммирования, датчика 14 производительности продукции, и вводимые данные $>, Я q и текущее время преобразуются согласно зависимостям

Йь-N ьс= - ъ .т и„„ 1 {=0 {ъ 1 {м Ии1(Ъ т и выдаются на блок 16 индикации данного участка, сигнализируя об отклонении во времени выполнения плана ДТ и отклонении по объему выпуска продукции за данное время при продолжении работы с производительностью, равной производительности в данный момент времени.

9 999О

Таким образом, в результате функционирования предлагаемого устройства .на блоки 7 индикации каждого участка поступают данные о текущем значении производительности участка, фанти- 5 ческом количестве произведенной с на. чала работы продукции, отклонение фактического выпуска от текущего планового значения., необходимости иэмененеия режима работы для предотвра- >о щения остановки участка из-за пере-полнения выходной емкости или отсутствия продукции .предыдущего участка и время, оставшееся до остановки, необходимой производительности участ- 5 ка для сбалансированного функционирования технологической линии, отклонении фактического выпуска от планового на текущий момент времени, определяемого, сбалансированными режима- 2о ми работы смежных участков, степенью отклонения от текущего планового задания и от плана на период функционирования технологической линии °

I 25

Кроме того на блок 16 индикации последнего участка поступают данные о плановой производительности и выпуске продукции. линий и отклонении от общего плана, а также прогнозируемое значение дефицита выпуска продукции д 1 и времени, необходимого для его покрытия Д Т .

Устройство для контроля и учета работы оборудования может быть при35 менено для контроля и оперативного управления производством непосредственно на участках, где выполняется часть операций технологического процесса или отдельные процессы пере- 4о работки продукции. В этих случаях выходные данные.используотся операторами участков для обеспечения сбалансированного по производительности функционирования технологичес45 кой линии и своевременного принятия решений по обеспечению планового задания.

Применение устройства позволит существенно увеличить время ра6оты

50 технологических участков на оптимальной.плановой производительности, оперативно и обоснованно выбирать производительность участков по мере приближения к окончанию планового периода и тем самым снизить долю риска

55 невыполнения плана, повысить равно-. мерность и ритмичность производства.

Моделирование процесса функционирова15 10 ния технологической линии (на примере углеобогатительной фабрики) с предлагаемым устройством контроля и учета работы оборудования показало, что . при этом ритмичность работы технологической линии значительно повышается. формула изобретения

Устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последовательно соединенные каскады, каждый из которых, за исключением последнего; включает в себя датчик производительности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычитания, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму вы" ходу датчика производительности оборудования, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого подклочен к третьему входу блока индикации, четвертый вход которого соединен с первым выходом второго, ариф- метического блока, второй и третий выходы блока суммирования подклочен4 соответственно к пятому входу блока индикации и к первому входу блока сравнения, последний каскад вклочает в себя датчик производительности оборудования и блок индикации, первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого блока вычитания и первого арифметического блока, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены в последний каскад второй блок вычитания, второй арифметический блок, первый и второй блоки суммирования и блок деления, выходы которого соединены с третьим входом блока индикации и с входом первого блока суммирования, выходы которого подключены к четвертому входу блока индикации и к пер" вому входу второго блока вычитания. выходы которого соединен с пятым входом блока индикации и первым входом второго арифметического блока, .выход которого подклочен к шестому входу блока индикации, выходы датчика производительности оборудованил соединены с седьмым входом блока индикаблока индикации последующего каскада и с девятым входом блока индикации последнего каскада, пятый и шестой выходы второго блока суммирования к входу первого блока вычитания, вто

1 рой выход которого соединен с третьий10 входом второго арйфметического блока, во всех каскадах, кроме последнего, 11 999075 12 ции, с вторым входом второго арифмети- пятый выход блока суммирования каждоческого блока, с первым входом перво- го каскада, кроме последнего, подго арифметического блока и с первым ключен к четвертому входу второго входом второго блока суммирования, арифметического блока и к второму вхо. выходы- которого подключены к. восьмому з ду блока сравнения предыдущего касвходу блока индикации, к второму вхо- када, второй выход второго арифмеду второго блока вычитания, к второму,,ческого блока каждого каскада, кроме входу первого арифметического блока и последнего, соединен с шестым входом третий выход датчика производительности оборудования соединен с вторым входом первого арифметического блока, 15 третий вход которого подключен к вто,рому выходу блока вычитания, четвертый выход блока суммирования соеди- нен с входом второго арифметического

6lloKB, второй вход KoToporo no 1 éto- 20 чен к четвертому выходу датчик» ïðîизводительности оборудования, пятый выход датчика производительности оборудования каждого каскада соединен с третьим входом второго арифмети- 25 ческого блока предыдущего каскада, последнего каскада соединены соответственно с вторым входом блока сравнения и с четвертым входом второго арифметического блока предыдущего каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свиаетельство СССР

Р 397952, кл. G 07 С 3/00, 1971

2. Авторскос свидетел ьство" СС :Р И 746639, кл ° Q 07 C 3/10, 1978. (прототип) .

999075.! !

1 !

1

1

1

1

1 ф.9-@ юскаев

Составитель Г. Усачев

Редактор Л. Филиппова Техрер А.Аи 1:орректор И. Ветрувкиие

Заказ 1159/73 . Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)5 Иосква Ж-Я Ра шская наб. а. 4/

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 5