приховати рекламу

Автоматизація та моделювання технологічного процесу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Автоматизація та моделювання технологічного процесу

1 АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ

Автоматизація - напрямок розвитку виробництва, що характеризується звільненням людини не тільки від м'язових зусиль для виконання тих чи інших рухів, а й від оперативного управління механізмами, які виконують ці рухи. Автоматизація може бути частковою та комплексної.

Комплексна автоматизація характеризується автоматичним виконанням всіх функцій для здійснення виробничого процесу без безпосереднього втручання людини в роботу обладнання. В обов'язки людини входить налаштування машини або групи машин, включення і контроль. Автоматизація - це вища форма механізації, але разом з цим це нова форма виробництва, а не проста заміна ручної праці механічним.

З розвитком автоматизації все більш широке застосування знаходять промислові роботи (ПР), замінюючи людини (або допомагаючи йому) на ділянках з небезпечними, шкідливими для здоров'я, тяжкими або монотонними умовами праці.

Промисловий робот - перепрограммируемой автоматичний маніпулятор промислового застосування. Характерними ознаками ПР є автоматичне керування; здатність до швидкого й відносно легкого перепрограмуванню, здатність до виконання трудових дій.

Особливо важливо те, що ПР можна застосовувати для виконання робіт, які не можуть бути механізовані або автоматизовані традиційними засобами. Проте ПР - всього лише одна з багатьох можливих засобів автоматизації та спрощення виробничих процесів. Вони створюють передумови для переходу до якісно нового рівня автоматизації - створення автоматичних виробничих систем, що працюють з мінімальним втручанням людини.

Одне з основних переваг ПР - можливість швидкого переналагодження для виконання завдань, що розрізняються послідовністю і характером маніпуляційних дій. Тому застосування ПР найбільш ефективно в умовах частої зміни об'єктів виробництва, а також для автоматизації ручної низькокваліфікованої праці. Не менш важливим є і забезпечення швидкого переналагодження автоматичних ліній, а також комплектація і пуск їх у стислі терміни.

Промислові роботи дають можливість автоматизувати не тільки основні, але і допоміжні операції, чим і пояснюється постійно зростаючий інтерес до них.

Основні передумови розширення застосування ПР наступні:

підвищення якості продукції та обсягів її випуску при незмінному числі працюючих завдяки зниженню часу виконання операцій і забезпечення постійного режиму «без втоми», зростання коефіцієнта змінності роботи обладнання, інтенсифікації існуючих та стимулювання створення нових високошвидкісних процесів і обладнання;

зміна умов праці працюючих шляхом звільнення від некваліфікованого, монотонного, важкого і шкідливого праці, поліпшення умов безпеки, зниження втрат робочого часу від виробничого травматизму і професійно-технічних захворювань;

економія робочої сили і вивільнення працівників для вирішення народногосподарських завдань.

1 .1 Побудова і розрахунок схеми моделі «жорсткий висновок - отвір друкованої плати»

Істотним чинником у реалізації складального процесу є забезпечення збирання електронного модуля. Збируваність залежить в більшості випадків від точності позиціонування і зусиль, необхідних для складання елементів конструкції модуля, конструктивно-технологічних параметрів поверхонь, що сполучаються.

У варіанті, коли в отвір плати вводиться жорсткий висновок, можна виділити наступні характерні види контакту сполучених елементів:

безконтактний прохід виводу через отвір;

контакт нульового виду, коли кінець виводу стосується твірної фаски отвори;

контакт першого виду, коли кінець виводу стосується бічній поверхні отвору;

контакт другого виду, коли бокова поверхня виведення стосується кромки фаски отвори;

контакт третього виду, коли кінець виводу стосується бічній поверхні отвору, а поверхня виведення - кромки фаски отвори.

В якості класифікаційних ознак виділення видів контактів прийняті: зміна нормальної реакції в точці контакту; сила тертя; форма пружної лінії стрижня.

На надійну роботу настановної головки значний вплив мають допуски окремих елементів. У процесах позиціонування і переміщення виникає ланцюжок допусків, яка в несприятливих випадках може привести до помилки при установці ЕРЕ, приводячи до неякісної збірці.

Збируваність виробу залежить, таким чином, від трьох чинників:

розмірних і точносних параметрів поверхонь, що сполучаються компонентів вироби;

розмірних і точносних параметрів поверхонь, що сполучаються базового елемента виробу;

розмірних і точтностних параметрів позиціонування виконавчого органу з розташованим в ньому компонентом.

Розглянемо випадок контакту нульового виду, схема якого зображена на малюнку 1.1.


M р


R р

N

R F l

Q


j

Малюнок 1.1 - Розрахункова схема контакту нульового виду.

Вихідні дані:

F - складальне зусилля, спрямоване по ходу головки;

F = 23 Н;

f - коефіцієнт тертя;

f = 0,12;

l = 8 мм;

j = 45 °;

Q = 30 °.

R г - реакція складальної головки, перпендикулярна її ходу;

N - нормальна до твірної фаски реакції;

.

Мг - згинальний момент щодо складальної головки;

1.2 Конструювання загарбного пристрої

Захватні пристрої (ЗП) промислових роботів служать для захоплення і утримання в певному положенні об'єктів маніпулювання. При конструюванні захватних пристроїв враховують форму і властивості захоплюваного об'єкта, умови протікання технологічного процесу та особливості застосовуваної технологічної оснастки, чим і обумовлено різноманіття існуючих захватних органів ПР. найбільш важливими критеріями при оцінці вибору захватних органів є пристосованість до форми захоплюваного об'єкта, точність захоплення і сила захоплення.

У класифікації захватних пристроїв ЗУ в якості класифікаційних обрані ознаки, що характеризують об'єкт захоплення, процес захоплення і утримання об'єкта, що обслуговується технологічний процес, а також ознаки, що відображають структурно-функціональну характеристику та конструктивну базу ЗУ.

До факторів, пов'язаних з об'єктом захоплення, відносяться форма об'єкта, його маса, механічні властивості, співвідношення розмірів, фізико-механічні властивості матеріалів об'єкта, а також стан поверхні. Маса об'єкта визначає необхідну зусилля захоплення, тобто вантажопідйомність ПР, і дозволяє вибрати тип приводу і конструктивну базу ЗУ; стан поверхні об'єкта зумовлює матеріал губок, якими повинно бути забезпечене ЗУ; форма об'єкта і співвідношення його розмірів також впливають на вибір конструкції ЗУ.

Властивості матеріалу об'єкта впливають на вибір способу захоплення об'єкта, необхідний ступінь очувствленія ЗУ, можливості переорієнтації об'єктів у процесі їх захоплення і транспортування до технологічної позиції. Зокрема, для об'єкта з високим ступенем шорсткості поверхні, але нежорсткими механічними властивостями, можливе застосування тільки «м'якого» затискного елемента, оснащеного датчиками визначення зусилля затиску.

Різноманітність ЗУ, придатних для вирішення подібних завдань, і велика кількість ознак, що характеризують їх різні конструктивно-технологічні особливості, не дозволяють побудувати класифікацію за суто ієрархічним принципом. Розрізняють ЗУ за принципом дії: хапають, підтримують, утримують, здатні до перебазування об'єкта, центрирующие, базуючі, що фіксують.

По виду управління ЗУ поділяють на: некеровані, командні, жесткопрограмміруемие, адаптивні.

За характером кріплення до руки ПР все ЗУ ділять на: незмінні, змінні, швидкозмінні, придатні для автоматичної зміни.

Всі захватні пристрої приводяться в дію спеціальним пристроєм - приводом.

Привід - це система (електрична, електромеханічна, Електропневматична та ін), призначена для приведення в рух виконавчих механізмів автоматизованих технологічних і виробничих машин.

Основні функції приводу: зусилля (потужність, крутний момент), швидкість (набір швидкостей, діапазон швидкостей); здатність зберігати задану швидкість (зусилля, крутний момент) в умовах зміни навантаження; швидкодію, конструктивна складність; економічність, вартість, габарити, маса.

Основні вимоги, які пред'являються до приводів. Привід повинен:

відповідати за всіма основними характеристиками заданому ТЗ;

дозволяти електричне дистанційне автоматичне керування;

бути економічним;

мати малу масу;

забезпечувати просте узгодження з навантаженням.

По виду використовуваної силової енергії розрізняють приводи: електричний, пневматичний, гідравлічний механічний, електромеханічний, комбінований.

У пневматичних приводах використовується енергія стисненого повітря з тиском близько 0,4 МПа, одержуваного від цехової пневмосети, через пристрій підготовки повітря.

1.2.1 Технічне завдання на проектування пристрої

На стадії технічного завдання визначається оптимальне структурно-компонувальних рішення і складаються технічні вимоги до оснащення:

найменування і область застосування - пристосування для установки ЕРЕ на друковану плату;

підстава для розробки - завдання на ККП;

мета і призначення оснащення - підвищити рівень механізації і автоматизації технологічної операції;

джерела розробки - використання досвіду впровадження засобів технологічного оснащення в галузі;

технічні вимоги:

кількість ступенів рухливості не менше 5;

найбільша вантажопідйомність, Н 2,2;

статичне зусилля в робочій точці оснащення, Н не більше 50;

напрацювання на відмову, год, не менше 100;

абсолютна похибка позиціонування, мм +0,1;

швидкість руху з максимальним навантаженням, м ​​/ с: - за вільною траєкторією не більше 1; - по прямолінійній траєкторії не більше 0,5;

робочий простір без оснащення сферичне з радіусом 0,92;

привід захоплюючого пристрою пневматичний;

вимоги техніки безпеки ГОСТ 12.1.017-88;

термін окупності 1 рік.

1.2.2 Опис конструкції і принцип роботи промислового робота РМ-01

Промисловий робот (ПР) РМ-01 використовується для виконання різноманітних операцій складання, монтажу, сортування, упакування, завантаження - розвантаження, дугового зварювання і т.д. Загальний вигляд робота представлений на малюнку 1.2.

Малюнок 1.2 - Промисловий робот РМ-01

Маніпулятор робота має шість ступенів рухливості. Ланки маніпулятора з'єднуються одна з одною за допомогою суглобів, які імітують ліктьової або плечовий суглоб людини. Кожна ланка маніпулятора приводиться в дію індивідуальним електродвигуном постійного струму через редуктор.

Електродвигуни оснащені електромагнітними гальмами, що дозволяє надійно загальмувати ланки маніпулятора при відключенні харчування. Це гарантує безпеку обслуговування робота, а також можливість переміщення його ланок у ручному режимі. ПР РМ-01 має позиційно-контурну систему управління, яка реалізована мікропроцесорною системою управління «СФЕРА-36», побудована за ієрархічним принципом.

«СФЕРА-36» має два рівні управління: верхній і нижній. На верхньому рівні вирішуються такі завдання:

- Розрахунок алгоритмів планування траєкторії руху захвату маніпулятора і підготовка програм руху кожного його ланки;

- Логічна обробка інформації про стан пристрою, з яких складається роботехнічних комплекс, і угода роботи в складі РТК;

- Обмін інформацією з ЕОМ більш високого рівня;

- Діалоговий режим роботи оператора за допомогою відеотермінала та клавіатури;

- Читання-запис, довгострокове збереження програм за допомогою НГМД;

- Ручний режим керування маніпулятором за допомогою пульта ручного керування;

- Діагностика роботи системи управління;

- Калібрування положення ланок маніпулятора.

На нижньому рівні управління вирішуються задачі обробки ланками маніпулятора заданих рухів, які формуються на верхньому рівні. Відпрацювання програмних положень здійснюється при заданих параметрах (швидкість, прискорення) за допомогою цифрових електромеханічних модулів, які приводять у рух ланки маніпулятора. Система управління складається з таких приладів: модуля центрального процесора (МЦП); ОЗУ; ПЗУ; модуля аналогового введення (МАВ), куди подаються сигнали від потенціометричних датчиків грубого обчислювального положення; модуля послідовного інтерфейсу (МПІ); модуля вводу-виводу (МВВ); модуля зв'язку (МС).

Обмін інформацією між модулями верхнього рівня виконується за допомогою системної магістралі.

Нижній рівень управління має:

- Модулі процесора приводу (МПП);

- Модулі управління приводом (МУП).

Кількість модулів МПП і МУП відповідає кількості ланок маніпулятора і дорівнює 6. МПП з'єднується з модулем зв'язку за допомогою системних магістралей. Керування електродвигунами ланок маніпулятора виконується за допомогою транзисторних широтно-імпульсних перетворювачів (ШИП), які входять до складу блоку живлення (БП). МЦП виконаний на базі мікропроцесора К1801 і має:

- Однокристальний процесор;

- Регістр початкового запуску;

- Системну ОЗУ, ємністю 3216 - розрядних слова; системну ПЗУ, ємністю 2х16 - розрядних слова;

- Резидентну ПЗУ, ємністю 4х16 - розрядних слова;

- Програмований таймер.

Швидкодія МЦП характеризується такими даними:

- Підсумовування при регістровому засобі адресації - 2.0 мкс;

- Підсумовування при посередньо-регістровому засобі адресації - 5.0 мкс;

- Множення з фіксованою комою - 65 мкс.

Панель оператора призначена для виконання операцій включення і відключення ПР, для вибору режимів його роботи.

Основними елементами панелі є:

перемикач живлення мережі (МЕРЕЖА);

кнопка аварійного відключення (. АВАРІЯ). Мережеве живлення вимикається при натисканні кнопки. Повернення кнопки в початкове положення здійснюється поворотом її за годинниковою стрілкою;

кнопка включення живлення системи управління (СК1);

кнопка відключення живлення системи управління (СК0);

- Кнопка включення живлення приводу (ПРИВІД 1). Натиском кнопки
включається харчування приводу, одночасно з цим розблокується електромагнітні гальма двигунів;

- Кнопка відключення живлення приводів (ПРИВІД 0);

- Перемикач вибору режиму. Має три положення РОБОТА, ЗУПИНКА, рестарт. У режимі РОБОТА система працює нормально. У режимі ЗУПИНКА виконання програми зупиниться наприкінці поточного кроку.

Переведення перемикача до режиму РОБОТА призведе до продовження виконання програми до початку наступного кроку. Режим Рестарт використовується для повторного запуску виконання програми користувача з першого її кроку;

- Кнопка автоматичного запуску (Автостарт). Натиснення кнопки приводить до запуску системи так, що робот починає виконувати програму без завдання команд з клавіатури. Натискання кнопки виконується після включення живлення СК. Активізація режиму здійснюється після включення ПРИВІД 1.

Пульт ручного управління використовується для позиціонування маніпулятора при навчанні і програмування. Пульт забезпечує 5 режимів роботи:

управління маніпулятором від ЕОМ (СОМР);

ручне управління в основній системі координат (WORLD);

ручне управління за ступенями рухливості (JOINT);

ручне управління в системі координат інструмента (ТОО L);

- Відключення приводів заходів рухливості (FREE).

Обраний режим ідентифікується сигнальною лампочкою.

Швидкість руху маніпулятора регулюється за допомогою кнопок «SPEED», «+», «-». Для стиснення і разжатия захоплюючого пристрою маніпулятора використовуються кнопки «CLOSE» і «Оре N».

Кнопка "S ТЕР" служить для запису координат точок при завданні траєкторії переміщення. Кнопка "Зупинка", розташована на торці пульта ручного управління, призначена для переривання виконання програми з відключенням живлення приводів. Використовується для зупинки руху в нормальній ситуації. Кнопка "Про FF" має аналогічне призначення, як і "Зупинка". Різниця полягає в тому, що харчування приводів маніпулятора не вимикається.

Переміщення суглобів маніпулятора за допомогою пульта ручного керування здійснюється у трьох режимах: JOINT, WORLD і ТОВ L.

У режимі JOINT (вибирається відповідною кнопкою на пульті управління) користувач може керувати безпосередньо переміщенням окремих ланок маніпулятора. Цим переміщенням відповідають пари кнопок «-» і «+» відповідно кожній ланці маніпулятора (тобто колона, плече, лікоть, і три рухів захвату).

У режимі WORLD здійснюється фактично фіксація щодо основної системи координат і переміщення в окремих напрямках цієї системи (відповідно Х, Y, Z).

Слід зазначити, що робота в режимі WORLD може здійснюватися на малих швидкостях, щоб виключити потрапляння в кордоні руки простору робота. Також зазначимо, що переміщення забезпечується автоматично за допомогою одночасно всіх ланок маніпулятора.

Режим ТОО L забезпечує переміщення в активній системі координат.

12-розрядний рядковий індикатор призначений для виведення інформації про режими роботи і помилки:

- N ОКІА АОХ - висвічується короткострокове при запуску;

- ARM PWR OFF - харчування приводів маніпулятора відключено;

- MANUAL MODE - дозволено управління роботом з пульта управління;

-СОМР МО D Е - маніпулятор керується від ЕОМ;

- L ІМІТ S ТОР - суглоб переміщений до крайнього положення;

-ТОО CLOSE - задана точка знаходиться дуже близько до маніпулятора;

-ТОО FAR - задана точка знаходиться поза робочою зоною робота;

-ТЕАСН МООЕ - активізований режим ТЕАСН, маніпулятор переміщається за довільними траєкторіями;

- S ТЕАСН МО D Е - активізований режим ТЕАСН-S, маніпулятор переміщається за прямолінійними траєкторіями;

- ERROR - на пульті ручного управління одночасно натиснуті кнопки, які утворюють неприпустиму операцію і т.п..

Крім того, індикатор обраної швидкості при такому кодуванні:

-1 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 1.9 мм / с;

-2 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 3.8 мм / с;

-3 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 7.5 мм / с;

-4 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 15.0 мм / с;

-5 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 30 мм / с;

-6 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 60 мм / с;

-7 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 120 мм / с;

-8 Засвічений елемент - швидкість інструменту ≈ 240 мм / с.

Нижче наведено приклад програми управління ПР РМ-01 для свердління отворів під поверхневий монтаж ЕРЕ:

G04 *

G04 File: SVETOR ~ 1.BOT, Thu Dec 01 21:35:19 2006 *

G04 Source: P-CAD 2000 PCB, Version 15.10.17, (C: \ DOCUME ~ 1 \ Овчарик \ РОБОЧИЙ ~ 1 \ SVETOR ~ 1.PCB) *

G04 Format: Gerber Format (RS-274-D), ASCII *

G04 *

G04 Format Options: Absolute Positioning *

G04 Leading-Zero Suppression *

G04 Scale Factor 1:1 *

G04 NO Circular Interpolation *

G04 Millimeter Units *

G04 Numeric Format: 4.4 (XXXX.XXXX) *

G04 G54 NOT Used for Aperture Change *

G04 *

G04 File Options: Offset = (0.000mm, 0.000mm) *

G04 Drill Symbol Size = 2.032mm *

G04 Pad / Via Holes *

G04 *

G04 File Contents: Pads *

G04 Vias *

G04 No Designators *

G04 No Types *

G04 No Values ​​*

G04 No Drill Symbols *

G04 Bottom *

G04 *

G04 *

G04 Aperture Descriptions *

G04 D010 EL X0.254mm Y0.254mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR *

G04 "Ellipse X10.0mil Y10.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Draw" *

G04 D011 EL X0.050mm Y0.050mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR *

G04 "Ellipse X2.0mil Y2.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Draw" *

G04 D012 EL X0.100mm Y0.100mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR *

G04 "Ellipse X3.9mil Y3.9mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Draw" *

G04 D013 EL X1.524mm Y1.524mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL *

G04 "Ellipse X60.0mil Y60.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Flash" *

G04 D014 EL X1.905mm Y1.905mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL *

G04 "Ellipse X75.0mil Y75.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Flash" *

G04 D015 SQ X1.524mm Y1.524mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL *

G04 "Rectangle X60.0mil Y60.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Flash" *

G04 D016 SQ X1.905mm Y1.905mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL *

G04 "Rectangle X75.0mil Y75.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil, 0.0mil) Flash" *

Виконавши свердління отворів в ПП, робот виконує установку ЕРЕ. Після установки ЕРЕ, плату відправляють на паяння хвилею припою.

2 МОДЕЛЮВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

Моделювання - це метод дослідження складних систем, який базується на тому, що розглянута система замінюється на модель і проводиться дослідження моделі з метою отримання інформації про досліджувану систему. Під моделлю досліджуваної системи розуміється деяка інша система, яка веде себе з точки зору цілей дослідження аналогічно поведінці системи. Зазвичай модель простішим і доступнішим для дослідження, ніж система, що дозволяє спростити її вивчення. Серед різних видів моделювання, що застосовуються для вивчення складних систем, велика роль відводиться імітаційного моделювання.

Імітаційне моделювання є потужним інженерним методом дослідження складних систем, що використовуються в тих випадках, коли інші методи виявляються малоефективними. Імітаційна модель являє собою систему, що відображає структуру і функціонування вихідного об'єкта у вигляді алгоритму, що зв'язує вхідні і вихідні змінні, прийняті в якості характеристик досліджуваного об'єкта. Імітаційні моделі реалізуються програмно з використанням різних мов. Одним з найбільш поширених мов, спеціально призначених для побудови імітаційних моделей, є GPSS.

Система GPSS (General Purpose System Simulator) призначена для написання імітаційних моделей систем з дискретними подіями. Найбільш зручно в системі GPSS описуються моделі систем масового обслуговування, для яких характерні відносно прості правила функціонування складових їх елементів.

У системі GPSS моделируемая система представляється за допомогою набору абстрактних елементів, званих об'єктами. Кожен об'єкт належить до одного з типів об'єктів.

Об'єкт кожного типу характеризується певним способом поведінки і набором атрибутів, які визначаються типом об'єкту. Наприклад, якщо розглянути роботу порту, що виконує навантаження і розвантаження прибуваючих суден, і роботу касира в кінотеатрі, що видає квитки відвідувачам, то можна помітити велику подібність у їх функціонуванні. В обох випадках є об'єкти, постійно присутні в системі (порт і касир), які обробляють надходять в систему об'єкти (кораблі і відвідувачі кінотеатру). У теорії масового обслуговування ці об'єкти називаються приладами та заявками. Коли обробка надходження об'єкта закінчується, він залишає систему. Якщо в момент надходження заявки прилад обслуговування зайнятий, то заявка стає в чергу, де і чекає до тих пір, поки прилад не звільниться. Черга також можна уявляти собі як об'єкт, функціонування якого полягає у зберіганні інших об'єктів.

Кожен об'єкт може характеризуватися поряд атрибутів, що відображають його властивості. Наприклад, прилад обслуговування має деяку продуктивність, що виражається числом заявок, оброблюваних їм в одиницю часу. Сама заявка може мати атрибути, що враховують час її перебування в системі, час очікування в черзі і т.д. Характерним атрибутом черзі є її поточна довжина, спостерігаючи за якою в ході роботи системи (або її імітаційної моделі), можна визначити її середню довжину за час роботи (або моделювання). У мові GPSS визначені класи об'єктів, за допомогою яких можна задавати прилади обслуговування, потоки заявок, черги і т.д., а також задавати для них конкретні значення атрибутів.

Динамічні об'єкти, звані в GPSS транзакта, служать для завдання заявок на обслуговування. Транзакти можуть породжуватися під час моделювання і знищуватися (залишати систему). Породження та знищення транзактов виконується спеціальними об'єктами (блоками) GENERATE і TERMINATE.

Повідомлення (транзакти) - це динамічні об'єкти GPSS / PC. Вони створюються в певних точках моделі, просуваються інтерпретатором через блоки, а потім знищуються. Повідомлення є аналогами одиниць потоків у реальній системі. Повідомлення можуть являти собою різні елементи навіть в одній системі.

Повідомлення рухаються від блоку до блоку так, як рухаються елементи, які вони представляють (програми в прикладі з ЕОМ).

Кожне просування вважається подією, яка повинна відбуватися в конкретний момент часу. Інтерпретатор GPSS / PC автоматично визначає моменти настання подій. У тих випадках, коли подія не може відбутися, хоча момент його настання підійшов (наприклад, при спробі зайняти пристрій, коли воно вже зайнято), повідомлення припиняє просування до зняття блокуючого умови.

Після того, як система описана, виходячи з операцій, які вона виконує, її потрібно описати на мові GPSS / PC, використовуючи блоки, які виконують відповідні операції в моделі.

Користувач може визначити спеціальні точки в моделі, в яких потрібно збирати статистику про черги. Тоді інтерпретатор GPSS / PC автоматично буде збирати статистику про черги (довжину черги, середній час перебування в черзі і т.д.). Число затриманих повідомлень і тривалість цих затримок визначається тільки в цих заданих точках. Інтерпретатор також автоматично підраховує у цих точках загальне число повідомлень, що надходять в чергу. Це робиться приблизно також, як для пристроїв і пам'ятей. У певних лічильниках підраховується число повідомлень, що затримуються в кожній черзі, тому що може представляти інтерес число повідомлень, які пройшли будь-яку точку моделі без затримки. Інтерпретатор підраховує середній час перебування повідомлення у черзі (для кожної черги), а також максимальне число повідомлень в черзі.

2.1 Розробка структурної схеми та алгоритму моделювання

Для моделювання систем масового обслуговування використовується общецелевое система моделювання - GPSS. Це необхідно через те, що в практиці дослідження і проектування складних систем нерідко зустрічаються системи, які потребують опрацювання великого потоку заявок, що проходять через обслуговуючі прилади.

Моделі на GPSS складаються з малої кількості операторів, в силу чого стають компактними і відповідно широко поширеними. Це пояснюється тим, що в GPSS вбудовано максимально можливе число логічних програм, необхідних для моделюючих систем. У нього також входять спеціальні засоби для опису динамічного поведінки систем, мінливих в часі, причому зміна станів відбувається в дискретні моменти часу. GPSS дуже зручний при програмуванні, оскільки інтерпретатор GPSS багато функцій виконує автоматично .. У мову включені і багато інші корисні елементи. Наприклад, GPSS обслуговує таймер модельного часу, планує події, які повинні відбутися пізніше протягом часу моделювання, викликає їх своєчасна поява і управляє черговістю надходження.

Для розробки структурної схеми проведемо аналіз технологічного процесу складання розроблюваного модуля.

Для даного технологічного процесу характерно послідовне виконання технологічних операцій. Тому структурна схема буде мати вигляд ланцюжка послідовно з'єднаних блоків, кожен з яких відповідає своїй технологічної операції і кожна з яких триває певний час. Сполучними ланками даних блоків є черги, утворені в результаті виконання кожної технологічної операції, і пояснюються різним часом виконання кожної з них. Дана структурна схема складена на основі схеми проектування техпроцесу складання проектованого модуля (рис. 1.2) і представлена ​​на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 - Структурна схема технологічного процесу

Відповідно до даної схемою складемо алгоритм моделі.

Даний алгоритм містить такі блоки:

- Створює транзакти через певний інтервали часу;

- Заняття черги транзактов;

- Звільнення черзі;

- Заняття приладу;

- Звільнення приладу;

- Затримка обробки транзакти.

Всі блоки записуються з першої позиції рядка, спочатку йде ім'я блоку, а потім, через кому, параметри. У запису параметрів не повинно бути пробілів. Якщо якийсь параметр у блоці відсутній (задається за замовчуванням), то відповідна йому кома залишається (якщо це не останній параметр). Якщо в першій позиції рядка стоїть символ *, то цей рядок з коментарем.

Опишемо параметри деяких блоків:

а). GENERATE A, B, C, D, E, F

Створює транзакти через певні інтервали часу.

A - середній інтервал часу між появами транзактов.

B - 1) якщо число, то це половина поля, в якому рівномірно розподілено значення інтервалу між появами транзактов [AB, A + B];

2) якщо функція, то для визначення інтервалу значення A множиться на значення функції.

C - момент часу появи першого транзакта.

D - гранична кількість транзактов.

E - величина пріоритету транзакта.

F - кількість параметрів у транзакта і їх тип (PB-байтовий цілий, PH-полусловний цілий, PF-полнословний цілий, PL-з плаваючою комою).

б). TERMINATE A

Знищує транзакти з моделі і зменшує значення лічильника завершення на A одиниць. Робота моделі завершиться, якщо лічильник завершення стане менше або дорівнює нулю. Якщо параметр A відсутній, то блок просто знищує транзакти.

в). SEIZE A

Якщо прилад з ім'ям A вільний, то транзакт займає його (переводить у стан "зайнято"), якщо немає, то ставиться в чергу до нього. Іменем приладу може бути числовий номер або послідовність від 3 до 5 символів.

г). RELEASE A

Транзакт звільняє прилад з ім'ям A, тобто переводить його в стан "вільно".

д). ADVANCE A, B

Затримує обробку транзакта даним процесом і планує час початку наступного етапу обробки.

A - середній час затримки.

B - має таке ж значення, що і для GENERATE.

е). QUEUE A

Збирає статистику про вхід транзакта в чергу з ім'ям A.

ж). DEPART A

Збирає статистику про вихід транзакта з черги з ім'ям A.

2.2 Розробка програми для моделювання технологічного процесу за допомогою мови GPSS.

Тепер завдання моделювання полягає у створенні машинної моделі на ЕОМ, яка дозволить вивчити поведінку системи протягом часу моделювання. Інакше кажучи, потрібно реалізувати побудовану блок-схему на ЕОМ, використовуючи блоки і оператори мови GPSS.

Тому що робота моделі пов'язана з послідовним виникненням подій, то цілком природно використовувати поняття "Таймер Модельного Часу" в якості одного з елементів моделі системи. Для цього вводять спеціальну змінну і використовують її для фіксації поточного часу роботи моделі.

Коли починається моделювання, таймер модельного часу зазвичай встановлюють на нульове значення. Розробник сам вирішує питання про те, яке значення реального часу взяти за точку відліку. Наприклад, початок відліку може відповідати 8 год ранку першого модельованого дня. Розробник також повинен вирішити питання про вибір величини одиниці часу. Одиницею часу може бути 1 с, 5 с, 1 хв, 20 хв або 1 ч. Коли одиниця часу обрана, всі значення часу, одержувані при моделюванні або входять в модель, повинні бути виражені через цю одиницю. На практиці значення модельного часу повинні бути досить малими в порівнянні з реальними проміжками часу, що протікають в моделюється системі. У даній системі зазвичай вибирають одиницю часу, яка дорівнює 1 хв.

Якщо при моделюванні деякої системи при поточному значенні модельного часу її стан змінився, то потрібно збільшити значення таймера. Щоб визначити, на яку величину має бути збільшене значення таймера, використовують один з двох методів:

1.Концепція фіксованого збільшення значень таймера.

При такому підході збільшують значення таймера рівно на одну одиницю часу.

Потім потрібно перевірити стану системи і визначити ті з запланованих подій, які повинні відбутися при новому значенні таймера. Якщо такі є, то необхідно виконати операції, що реалізують відповідні події, знову змінити значення таймера на одну одиницю часу і т.д. Якщо перевірка покаже, що для нового значення таймера не заплановано жодної події, то відбудеться пересування таймера безпосередньо до наступного значенням.

2.Концепція змінного збільшення значень таймера.

У цьому разі умовою, що викликає збільшення таймера, є настання часу "близького події". Близьке подія - це та подія, виникнення якого заплановано на момент часу, рівний наступного найближчого значенням таймера модельного часу. Коливання збільшення таймера від випадку до випадку пояснюють вираз "змінне збільшення часу".

Зазвичай після якогось моменту часу настає необхідність припинити моделювання. Наприклад, потрібно запобігти приходу нових заявок в систему, але обслуговування треба продовжувати до звільнення системи. Одним із способів є введення в модель основного псевдоподій, званого "завершенням моделювання". Тоді однією з функцій моделі буде планування цієї події. Момент часу, настання якого повинно викликати зупинку моделювання, задається зазвичай у вигляді числа. Тобто, в процесі моделювання потрібно перевіряти, чи є подія "завершення моделювання" наступним подією. Якщо "так", то в таймері встановлюється значення часу кінця моделювання, а управління передається процедурі, яка відпрацьовує завершення моделювання.

Вихідними даними для розробки програми є інтервали часу, через які ЕРЕ надходять на перший блок, час обробки на кожному блоці і час моделювання, протягом якого необхідно вивчити поведінку системи. Розроблена програма представлена ​​нижче.

simulate 1

generate 693,34.65

queue cher1

seize B1

depart cher1

advance 99.6,4.98

release B1

queue cher2

seize B2

depart cher2

advance 75,3.75

release B2

queue cher3

seize B3

depart cher3

advance 450,22.5

release B3

queue cher4

seize B4

depart cher4

advance 300,18

release B4

queue cher5

seize B5

depart cher5

advance 600,30

release B5

queue cher6

seize B6

depart cher6

advance 248.4,12.42

release B6

queue cher7

seize B7

depart cher7

advance 225,11.25

release B7

queue cher8

seize B8

depart cher8

advance 248.4,12.42

release B8

queue cher9

seize B9

depart cher9

advance 36,1.8

release B9

queue cher10

seize B10

depart cher10

advance 42,2.1

release B10

queue cher11

seize B11

depart cher11

advance 78,3.9

release B11

queue cher12

seize B12

depart cher12

advance 49.8,2.49

release B12

terminate

generate 7200

terminate 1

start 1,,, 1

Результат виконання програми представлений в додатку А.

З отриманих результатів бачимо, що за одну робочу зміну буде виготовлено 6 виробів. При цьому ні на одній з ділянок не створюється черга, але в той же час на п'яти дільницях не завершився технологічний процес виготовлення приладу. Отримані величини коефіцієнта завантаження обладнання і часу обробки на кожній ділянці при моделюванні з невеликими відхиленнями відповідають розрахованим в технологічній частині даного дипломного проекту.

Підводячи підсумки, робимо висновок, що технологічний процес розроблений правильно.

ВИСНОВКИ

У ході виконання дипломного проекту була розроблена конструкція підсилювача низької частоти. При цьому враховувалися всі вимоги технічного завдання та відповідних нормативних документів.

У першому розділі дипломного проекту було проаналізовано вихідні дані, обраний тип виробництва, стадію розробки технологічної документації, вид технологічного процесу з організації виробництва.

Вибрали типовий технологічний процес, на підставі якого сформували ТП складання ПП.

У другому розділі КП була розрахована і побудована схема моделі «жорсткий висновок - отвір друкованої плати». Розроблено захватне пристрій.

У третьому розділі була розроблена структурна схема та алгоритм моделювання, на підставі яких за допомогою мови GPSS змоделювали технологічний процес виготовлення пристрою.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 ГОСТ 3.1102-81 "Стадії розробки і види документів".

2 ГОСТ 3.1109-82 "Терміни та визначення основних понять".

3 Технологія і автоматизація виробництва РЕА: Підручник для вузів / Під ред. А.П.Достанко.-М.: Радіо і зв'язок, 2009.

4 Технологія виробництва ЕОМ - Достанко А.П. та ін: Учеб.-Мн.: Вища школа, 2004.

5 Технологічне оснащення виробництва єлектронних обчіслювальніх засобів: Навч. Посібник / М.С.Макурін.-Харків: ХТУРЕ, 1996.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
114.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Автоматизація технологічного процесу обробки деталі
Розробка технологічного процесу складання редуктора циліндричного і технологічного процесу
Розробка технологічного процесу складання пристосування для перевірки пружин і технологічного
Автоматизація процесу змішування
Автоматизація процесу обліку
Структура технологічного процесу
Автоматизація процесу підготовки шихти
Проектування технологічного процесу деталі
Вибір варіанту технологічного процесу
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru