Clasificación de los sistemas de control informático
Existen tres formas de clasificar los sistemas de control informático: clasificación por líneas de control automático, clasificación por métodos de control de participación o clasificación por reglas de regulación.
1. Clasificación por métodos de control automático
Los métodos de control automático se pueden dividir en las siguientes categorías:
(1) Sistema de control de bucle abierto por computadora
p>
Si la salida del sistema de control de bucle abierto por computadora puede ejercer control sobre el proceso de producción, pero el resultado del control --- el estado del proceso de producción no afecta el sistema controlado por computadora, computadora\controlador\ proceso de producción, etc. Si el enlace no forma un circuito cerrado, se denomina sistema de control de circuito abierto por computadora. En la figura se puede ver que el estado del proceso de producción no se devuelve a la computadora. el operador monitorea el estado del proceso de producción, decide el plan de control y le informa a la computadora de control que le permite ejercer el control.
(2) Control de circuito cerrado por computadora
Cuándo la computadora controla el objeto o proceso de producción, el estado del proceso de producción puede afectar directamente al sistema controlado por computadora, que se llama sistema de control de circuito cerrado por computadora. La computadora de control, bajo la supervisión del operador, acepta automáticamente la detección del estado del proceso de producción. resultados, calcula y determina el plan de control, ordena directamente la acción de los componentes de control (dispositivos) y controla el proceso de producción.
En tal sistema, el componente de control controla el equipo operativo de acuerdo con el plan de control. la información enviada por la máquina de control, por otro lado, el estado operativo del equipo operativo se utiliza como salida después de ser medido por el componente de detección, se devuelve a la computadora de control como entrada, por lo tanto, la computadora de control/componentes de control. Los componentes del proceso de producción forman un circuito cerrado. A este control lo llamamos control de circuito cerrado por computadora.
El sistema de control de circuito cerrado por computadora utiliza modelos matemáticos para establecer el valor óptimo del proceso de producción. La desviación entre el valor de retroalimentación de los resultados de la prueba y el control garantiza que el proceso de producción se ejecute en el mejor estado.
(3) Control en línea
Siempre que la computadora controle el control objeto o el proceso de producción controlado, aquellos que pueden ejercer un control directo sin intervención manual se denominan control informático de control en línea o sistemas de control en línea.
(4) Control fuera de línea
El control informático lo hace no participa directamente en objetos de control o procesos de producción controlados. Solo completa la detección del estado de los objetos controlados o procesos controlados y procesa los datos detectados, luego formula un plan de control y emite instrucciones de control. El operador consulta las instrucciones de control y realiza el manual. operaciones El componente de control controla el objeto controlado o el proceso controlado. Esta forma de control se denomina sistema de control por computadora fuera de línea.
(5) Sistema de control en tiempo real
Control por computadora real. -sistema de control de tiempo Se refiere a un objeto controlado o proceso controlado Siempre que se solicita una solicitud de procesamiento o control, la función de control puede procesar y controlar rápidamente el sistema. A menudo se utiliza en situaciones en las que el proceso de producción se lleva a cabo de forma intermitente. Por ejemplo, en la fabricación de acero, cada horno de acero es un proceso; otro ejemplo es el proceso de laminación de acero. Cada vez que se lamina una pieza de acero, es un proceso y cada proceso se repite solo cuando se ingresa al proceso. la computadora requerida para controlar una vez que la computadora está controlada, se requiere que la computadora procese la información del proceso de producción y responda o controle dentro de un tiempo específico. Este tipo de sistema a menudo se implementa utilizando un sistema de interrupción completo y un controlador de interrupción. En resumen, un sistema en línea no es necesariamente un sistema en tiempo real, pero un sistema en tiempo real debe ser un sistema en línea
2. Clasificado según el método de control de participación de la máquina de control, se puede dividir en las siguientes categorías:
(1) Sistema de control digital directo
La computadora de control reemplaza la regulación analógica convencional. Instrumentos y controla directamente el proceso de producción. Debido a que las señales enviadas por la computadora son cantidades digitales, se denomina control DDC.
De hecho, los componentes de control del proceso de producción controlado reciben señales de control que pueden convertir las cantidades de control digital emitidas por la computadora en cantidades analógicas a través del convertidor digital/analógico (D/A) en el canal de entrada/salida del proceso de la máquina de control. ; La cantidad analógica de entrada también debe convertirse en cantidad digital mediante el convertidor analógico/digital (A/D) del canal de entrada/salida del proceso de la máquina de control e ingresar a la computadora.
Computadoras pequeñas o microcomputadoras. Se utiliza a menudo en los sistemas de control DDC. Se utiliza un sistema de tiempo compartido para realizar la función de control de múltiples puntos. De hecho, utiliza un muestreo discreto por parte de la máquina de control para realizar un control multipunto discreto. una de las principales formas de control en el sistema de control por computadora actual.
Las ventajas del control DDC son una alta flexibilidad, alta confiabilidad centralizada y bajo precio. Puede utilizar operaciones digitales para realizar operaciones proporcionales e integrales. - en el proceso de producción de varios bucles o incluso docenas de bucles. El control diferencial (PID) mantiene el estado de los objetos industriales controlados en un valor determinado con pequeñas desviaciones y estabilidad y se puede lograr un control más complejo cambiando el algoritmo de control y la aplicación. programa, como control anticipado y control óptimo, etc. Generalmente, el control de nivel DDC se utiliza a menudo como el nivel de ejecución de un control avanzado más complejo.
(2) Sistema de control de supervisión por computadora
El sistema de control de supervisión por computadora está diseñado para un determinado tipo de producción. El proceso, basándose en los distintos estados del proceso de producción y el modelo matemático del proceso de producción, calcula el mejor valor dado que debe operar el equipo de producción, y el El mejor valor se prueba automática o manualmente en la computadora de nivel de ejecución del DDC o en el instrumento de regulación analógico. Ajusta o establece el valor objetivo de control. El DDC o el instrumento de regulación controla cada punto del proceso de producción (equipo operativo). p>La característica del sistema SCC es que puede asegurar que el proceso de producción controlado esté siempre en su mejor momento. Opera en condiciones estatales, obteniendo así los máximos beneficios. Lo primero que afecta directamente la efectividad del SCC es su modelo matemático. Por esta razón, el modelo matemático debe mejorarse con frecuencia durante el proceso de operación y el algoritmo de control y el programa de control de la aplicación deben modificarse en consecuencia.
(3) Sistema de control multinivel
En las empresas de producción modernas, no sólo es necesario resolver el problema del control en línea del proceso de producción, sino también el problema de la gestión de la producción y la planificación y programación de las variedades y cantidades de producción diaria, así como los arreglos de planificación mensual. planificación a largo plazo, previsión de perspectivas de ventas, etc., surgieron sistemas de control multinivel.
El nivel DDC se utiliza principalmente para controlar directamente el proceso de producción y realizar PID o control anticipativo es principalmente el nivel SCC; utilizado Se utiliza para realizar control óptimo o control adaptativo o cálculos de control de autoaprendizaje, y para comandar el control de nivel DDC e informar la situación al nivel MIS al mismo tiempo. El nivel DDC generalmente usa una microcomputadora y el nivel SCC. generalmente utiliza una computadora pequeña o una microcomputadora de alta gama.
La función principal de MIS para la gestión del taller es llevar a cabo una programación razonable en cualquier momento en función de la variedad de producción y la cantidad de pedidos emitidos a nivel de fábrica y la información de estado del proceso de producción recopilada, para lograr un control y comando óptimos, supervisión y control a nivel SCC.
La función principal del MIS a nivel de gestión de fábrica es aceptar las tareas de producción asignadas por la empresa y la situación real de la fábrica, realizar cálculos de optimización, formular el plan de producción de la fábrica y los arreglos a corto plazo (diez días, semanas o días), y luego enviarlos a las tareas de producción a nivel de taller.
La La función principal del MIS a nivel gerencial de la empresa es pronosticar y calcular la demanda del mercado, formular planes estratégicos de desarrollo a largo plazo y realizar una producción óptima en función de los contratos de pedidos, el suministro de materias primas y el estado de producción de la empresa. Comparar y seleccionar cálculos de planes. formular planes de producción y planes de ventas a largo plazo (mes o diez días) para toda la empresa y asignar tareas a cada nivel de gestión de fábrica.
La función principal del nivel MIS es realizar tareas en tiempo real. Procesamiento de información, proporcionando información útil a los tomadores de decisiones en todos los niveles, realizando planes de planificación, programación y gestión de la producción, de modo que la coordinación de la planificación y la gestión de operaciones estén en un estado óptimo. Este nivel se puede dividir en varios niveles según el tamaño de la empresa. y el tamaño del alcance de gestión cada nivel determina el tipo de computadora utilizada en función de la cantidad de información a procesar. En general, los MIS a nivel de taller utilizan computadoras pequeñas o microcomputadoras de alta gama, los MIS a nivel de gestión de fábrica usan computadoras de nivel medio. computadoras de gran tamaño, y el MIS a nivel de administración de la empresa usa computadoras grandes o usa una computadora súper grande.
(4) Control distribuido o sistema de control descentralizado
El control descentralizado o control distribuido es. dividir el sistema de control en varios subsistemas de control local independientes, utilizados para completar las tareas de control automático del proceso de producción controlado. Debido a la aparición y el rápido desarrollo de las microcomputadoras, ha proporcionado una base material y técnica para la realización del control descentralizado. En los últimos años, el control descentralizado ha podido lograr resultados extraordinarios.
Es un desarrollo común y se ha convertido en una tendencia importante en el desarrollo del control por computadora.
Desde la década de 1970, han aparecido sistemas de control centralizados y descentralizados, conocidos como sistemas distribuidos. Es un nuevo tipo de computadora. control que utiliza el sistema de control local descentralizado.
3. Clasificación según reglas regulatorias
Si se clasifica según reglas regulatorias, el sistema compuesto por computadoras que controlan el proceso de producción industrial se puede dividir. en los siguientes tipos:
(1) Control de programa
Si el sistema de control por computadora se controla de acuerdo con una función de tiempo predeterminada, este tipo de control se denomina control de programa. la temperatura del horno se controla de acuerdo con una determinada curva de tiempo. Es un control de programa. El programa aquí se refiere al valor de cambio correspondiente que cambia con el tiempo, en lugar del programa ejecutado por la computadora.
(2) Control secuencial
En el control de programas El control secuencial nació sobre esta base. Si la computadora puede ejercer control sobre el proceso de producción en base a los valores correspondientes determinados en el tiempo y los resultados del control antes de este momento, es. llamado control de secuencia por computadora.
(3) Control PID proporcional-integral-derivativo Los instrumentos de regulación analógicos convencionales pueden completar el control PID. El control PID también se puede lograr con una microcomputadora.
(4). ) Control de retroalimentación
En el sistema de control de retroalimentación habitual, la interferencia debe tener ciertas consecuencias antes de que pueda retroalimentarse para producir un efecto de control que suprima la interferencia, produciendo así las consecuencias adversas del control de retraso. Para superar este mal control retrasado, se utiliza una computadora para recibir la señal de interferencia y luego insertar una función de control anticipado antes de que haya alguna consecuencia, de modo que pueda compensar completamente la influencia de la perturbación en la variable de control en el punto de perturbación, de modo que también se llama control de compensación de perturbaciones.
(5) Sistema de control óptimo (control óptimo)
Si la computadora de control puede hacer que el objeto controlado funcione en el mejor estado, se llama El sistema de control óptimo si se utiliza un sistema de control por computadora, es bajo las condiciones limitadas existentes. Seleccione adecuadamente la ley de control (modelo matemático) para que los indicadores operativos del objeto controlado estén en el estado óptimo. Consumo, tasa de calificación de calidad más alta, tasa de desperdicio más baja, etc. El estado óptimo está determinado por un modelo matemático determinado. A veces busca el mejor índice único dentro de ciertos rangos limitados y, a veces, requiere índices óptimos integrales.
(6) Sistema de control de adaptación
El control óptimo mencionado anteriormente no puede obtener el mejor efecto de control cuando las condiciones de trabajo o las condiciones limitantes cambian. Si las condiciones de trabajo cambian, el sistema de control aún puede controlar al sujeto. El sistema de control del objeto controlado está en el mejor estado. Tal sistema de control se llama sistema adaptativo. Esto requiere que el modelo matemático refleje cómo lograr el mejor estado cuando las condiciones cambian. La computadora de control detecta la información sobre el cambio de condiciones y presiona. Las reglas dadas por el modelo matemático se calculan para. cambie las variables de control para que el objeto controlado aún pueda estar en el mejor estado.
(7) Sistema de control de autoaprendizaje
Si se usa, la computadora puede acumular experiencia continuamente según el resultados de operación del objeto controlado, cambiar y mejorar las reglas de control por sí solo, y hacer que el efecto de control sea cada vez mejor. Dicho sistema de control se llama sistema de control de autoaprendizaje.
Como se mencionó anteriormente, es óptimo. El control, el control adaptativo y el control de autoaprendizaje implican sistemas de control complejos multiparamétricos y multivariables, y son cuestiones estudiadas en la teoría del control moderna. El juicio sobre la estabilidad del sistema y la investigación sobre modelos matemáticos complejos que afectan el control por múltiples factores deben realizarse mediante la cooperación del personal de todos los aspectos de la gestión de producción, tecnología de producción, control automático, instrumentos de prueba, diseño de programas y hardware informático. El tamaño de la computadora está determinado por el tiempo de reacción requerido por el objeto controlado, el número de puntos de control y la complejidad del modelo matemático. En términos generales, se requiere una computadora muy potente (velocidad y potencia de cálculo) para lograrlo.
Los tipos de control antes mencionados pueden ser únicos o no, pudiendo combinarse de varias formas para controlar el proceso productivo. Esto debe determinarse durante el análisis y el diseño del sistema en función de la situación real del objeto controlado.