Explicación del término
Sistema de control por computadora (CCS): es la aplicación de computadoras para participar en el control y conectarse con los objetos controlados con la ayuda de algunos componentes auxiliares para obtener cierto control. Un sistema construido para un propósito. Aquí las computadoras generalmente se refieren a computadoras digitales, que pueden venir en varios tamaños, desde micro hasta computadoras grandes de uso general o especial.
Clasificación
Existen tres formas de clasificar los sistemas de control informático: clasificación por líneas de control automático, clasificación por métodos de control participantes o clasificación por reglas de regulación.
1. Clasificación por líneas de control automático Los métodos de control automático se pueden dividir en las siguientes categorías:
(1) Sistema de control de bucle abierto por computadora Si el bucle abierto por computadora es la salida del control. El sistema puede controlar el proceso de producción, pero el resultado del control: el estado del proceso de producción no afecta el sistema controlado por computadora. La computadora\controlador\proceso de producción y otros enlaces no forman un circuito cerrado, lo que se denomina circuito cerrado. Sistema de control de circuito abierto por computadora Como se puede ver en la figura, el estado del proceso de producción no se retroalimenta a la computadora, sino que el operador monitorea el estado del proceso de producción, decide el plan de control y le informa al control. computadora para ejercer el control.
( 2) Control de circuito cerrado por computadora Cuando la computadora controla el objeto o proceso de producción, el estado del proceso de producción puede afectar directamente el sistema controlado por computadora, que se llama computadora cerrada. sistema de control de bucle. La computadora de control acepta automáticamente los resultados de la detección del estado del proceso de producción bajo la supervisión del operador, calcula y determina el plan de control, ordena directamente las acciones de los componentes de control (dispositivos) y ejerce la función de controlar el proceso de producción. .
En tal sistema, los componentes de control controlan el equipo operativo de acuerdo con la información de control enviada por la máquina de control, por otro lado, el estado operativo del equipo operativo se utiliza como salida, y 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\componente de control\proceso de producción\componente de detección forma un circuito cerrado. Nos referimos a esta forma de control. Se llama computadora de control cerrada. -control de bucle El sistema de control de bucle cerrado por computadora utiliza modelos matemáticos para establecer la desviación entre el valor óptimo del proceso de producción y el valor de retroalimentación de los resultados de la prueba, y controla el proceso de producción para que se ejecute en el mejor estado.
( 3) Control en línea Siempre que la computadora pueda ejercer control directo sobre el objeto controlado o el proceso de producción controlado sin intervención manual, se denomina control en línea por computadora o sistema de control en línea.
( 4) Control fuera de línea La computadora de control no participa directamente en el objeto controlado o proceso de producción controlado. Solo completa la detección del estado del objeto controlado o proceso controlado y luego procesa los datos detectados y luego formula un plan de control y envía instrucciones de control; En referencia a las instrucciones de control, la operación manual permite que el componente de control controle el objeto o proceso controlado. Esta forma de control se denomina sistema de control por computadora fuera de línea.
(5) Controles del sistema de control en tiempo real. control por computadora en tiempo real El sistema 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 avanza de forma intermitente. Una vez que se controla la computadora, se requiere que la computadora responda o controle la información del proceso. dentro de un tiempo específico, este tipo de sistema a menudo utiliza un sistema de interrupción completo y se implementa 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. /p>
2. Clasificación según el mecanismo de control en función del método de control de participación Clasificado según el método de control, se puede dividir en las siguientes categorías:
(1) Sistema de control digital directo utiliza una computadora de control para reemplazar los instrumentos de regulación analógicos convencionales para controlar directamente el proceso de producción. Dado que la señal enviada por la computadora es una cantidad digital, de ahí el nombre de control DDC.
Los componentes de control del proceso de producción controlado real 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 en los sistemas de control DDC, computadoras pequeñas o sistemas de tiempo compartido de microcomputadoras. a menudo se utilizan para realizar múltiples La función de control de cada punto es en realidad el uso de muestreo discreto por parte de la máquina de control para lograr un control multipunto discreto. Este sistema de control por computadora DDC se ha convertido en una de las principales formas de control en el sistema de control por computadora actual. .
Control DDC Las ventajas son alta flexibilidad, alta confiabilidad centralizada y bajo precio. Puede utilizar operaciones digitales para controlar el proceso de producción de varios bucles o incluso docenas de bucles utilizando proporcional-integral-derivada (PID). Control, de modo que el estado del objeto industrial controlado permanezca en un valor dado, con pequeñas desviaciones y estabilidad. Y se puede lograr un control más complejo siempre que se cambien el algoritmo de control y el programa de aplicación, como el control anticipado y el control óptimo. En general, 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 dirigido a un determinado proceso de producción, en función de varios estados. del proceso de producción, de acuerdo con el proceso de producción El modelo matemático calcula el mejor valor dado que debe operar el equipo de producción, y ajusta el mejor valor automática o manualmente a la computadora en el nivel de ejecución DDC o al instrumento de regulación analógico o establece el objetivo Valor para el control. El DDC o Instrumentos de regulación controlan cada punto del proceso productivo (equipos operativos). La característica del sistema SCC es que puede asegurar que el proceso productivo controlado esté siempre funcionando en las mejores condiciones, obteniendo así los máximos beneficios. Lo primero que afecta directamente la efectividad de SCC es su modelo matemático, por esta razón, a menudo es necesario mejorar el modelo matemático durante la operación y modificar el algoritmo de control y el programa de control de la aplicación en consecuencia.
( 3) Sistema de control multinivel En las empresas de producción modernas, no solo es necesario resolver el proceso de producción. También se requieren problemas de control en línea para resolver problemas de gestión de producción, variedades de producción diaria y planificación y programación de cantidades, acuerdos de planificación mensual, a largo plazo. planificación, previsión de perspectivas de ventas, etc. Por lo tanto, han surgido sistemas de control multinivel. El nivel DDC se utiliza principalmente para controlar directamente el proceso de producción y realizar control PID o feedforward. El nivel SCC se utiliza principalmente para control óptimo o control adaptativo o. cálculos de control de autoaprendizaje y dirige el control de nivel DDC mientras informa la situación al nivel MIS. El nivel DDC generalmente usa una microcomputadora, los niveles SCC generalmente usan computadoras pequeñas o microcomputadoras de alta gama. La función principal de MIS para la gestión del taller es. llevar a cabo una programación razonable en cualquier momento para lograr un control y comando óptimos de SCC en función de la variedad de producción y los pedidos de cantidad emitidos por el nivel de fábrica y la información recopilada sobre el estado del proceso de producción. Supervisión y control del nivel. el nivel de gestión de la fábrica consiste en 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 informarlos. al nivel de taller Liberar tareas de producción Las funciones principales del MIS a nivel gerencial de la empresa son pronosticar y calcular la demanda del mercado, formular planes estratégicos de desarrollo a largo plazo y comparar y seleccionar planes de producción óptimos basados en contratos de pedidos, suministro de materias primas y. el estado de producción de la empresa Desarrollar planes de producción y planes de ventas a largo plazo (meses 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 el procesamiento en tiempo real. información, proporcionar información útil a los tomadores de decisiones en todos los niveles y tomar decisiones con respecto a la planificación de la producción, la programación y los planes de gestión, la coordinación del plan y la gestión de operaciones se encuentran en un estado óptimo. Este nivel se puede dividir en varios niveles según el tamaño. El nivel de gestión de la empresa y el tamaño de cada nivel se determinan en función de la cantidad de información a procesar. En términos generales, el MIS a nivel de taller utiliza computadoras pequeñas o microcomputadoras de alta gama, a nivel de gestión de fábrica. MIS utiliza computadoras de tamaño mediano, y MIS a nivel de gestión de la empresa utiliza computadoras grandes o supergrandes.
(4) Control distribuido o sistema de control descentralizado El control distribuido o control distribuido consiste en dividir el sistema de control en varios subsistemas de control local independientes para
Completar las tareas de control automático del proceso de producción controlado. Debido a la aparición y 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 se ha desarrollado inusualmente y se ha convertido en una importante. Tendencia en el desarrollo del control por computadora Desde la década de 1970, han aparecido sistemas de control centralizados y descentralizados, denominados sistemas distribuidos. Es un nuevo tipo de sistema de control por computadora que utiliza control local descentralizado.
3. Clasificación según las normas reglamentarias Si se clasifican según las normas reglamentarias, las computadoras El sistema que controla 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. a una función de tiempo predeterminada, este tipo de control se llama control de programa. Por ejemplo, si la temperatura del horno se controla de acuerdo con una determinada curva de tiempo, es control de programa. El programa aquí se refiere a un cierto valor de cambio correspondiente a medida que cambia el tiempo. en lugar de un programa ejecutado por la computadora.
(二) Control secuencial
El control secuencial se produce sobre la base del control del programa si la computadora puede ejercer control sobre el proceso de producción. en función de los valores correspondientes determinados en el tiempo y los resultados del control antes de este momento, se le llama sistema, es el control secuencial de la computadora.
(3) Control PID proporcional-integral-diferencial. 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 un 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 retrasado. Para superar este mal control retrasado, se utilizan computadoras. Después de recibir la señal de interferencia, se inserta una función de control anticipativo antes de que ocurran las consecuencias, de modo que. puede compensar completamente el impacto de la interferencia en la variable de control en el punto de interferencia, por lo que también se llama control de compensación de perturbaciones.
(5) Computadora de control del sistema de control óptimo (control óptimo) Si el sistema de control puede hacer que el objeto controlado funcione en el mejor estado, se llama 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 crear los indicadores de funcionamiento. el objeto controlado en el estado óptimo, como producción máxima, consumo máximo, 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) Adaptación El control óptimo del estado antes mencionado. El sistema de control no puede obtener el mejor efecto de control cuando las condiciones de trabajo o las condiciones limitantes cambian. Si el sistema de control aún puede controlar el objeto controlado de la mejor manera cuando las condiciones de trabajo cambian, dicho sistema de control se llama sistema adaptativo. el modelo matemático para reflejar cómo lograr el mejor estado cuando las condiciones cambian. La computadora de control detecta la información sobre el cambio en las condiciones y procede de acuerdo con las reglas dadas por el modelo matemático. El cálculo se utiliza para cambiar las variables de control para que las controladas. El objeto aún puede estar en el mejor estado.
(7) Sistema de control de autoaprendizaje Si una computadora puede acumular experiencia continuamente en función de los resultados de operación del objeto controlado, automáticamente puede cambiar y mejorar las reglas de control. para hacer que el efecto de control sea cada vez mejor. Dicho sistema de control se denomina sistema de control de autoaprendizaje.