Respuestas después de clase sobre sistemas de control informático
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 basada en 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
Si la salida del sistema de control de bucle abierto por computadora puede controlar el proceso de producción, pero el resultado del control --- el estado del proceso de producción no afecta el sistema controlado por computadora, computadora\controlador\producción proceso, etc. Si el enlace no forma un circuito cerrado, se denomina sistema de control de circuito abierto por computadora. Se puede ver en la figura que el estado del proceso de producción no se retroalimenta 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, permitiéndole ejercer el control.
(2) Control de circuito cerrado por computadora
Cuando el 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 los resultados de la detección del estado del proceso de producción. , 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 dicho sistema, el componente de control controla el equipo operativo de acuerdo con a la información de control 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 al ordenador de control como entrada; \componentes de control\proceso de producción\componentes de detección 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 de la producción. proceso 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 objeto controlado o el proceso de producción controlado, que puede ejercer control directo sin intervención manual, se denomina control informático de control en línea o sistema de control en línea.
(4) Control fuera de línea
El ordenador de control 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. operaciones manuales 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
Computadora de control. sistema de control en tiempo real 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 al ingresar al proceso. es 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
El ordenador de control sustituye al analógico convencional. regula los instrumentos y controla directamente el proceso de producción. Dado que la señal enviada por la computadora es una cantidad digital, se denomina 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.
Las computadoras pequeñas o microcomputadoras a menudo son utilizado 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. las principales formas de control en el sistema de control por computadora actual.
Las ventajas del control DDC son alta flexibilidad, alta confiabilidad centralizada y bajo precio. Puede utilizar operaciones digitales para realizar operaciones proporcionales --- integrales ---. el proceso de producción de varios bucles o incluso docenas de bucles. El control diferencial (PID) mantiene el estado de los objetos controlados industriales en un valor determinado con pequeñas desviaciones y estabilidad y se puede lograr un control más complejo cambiando el algoritmo de control y el programa de aplicación. 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 proceso de producción, en función de 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 mejor valor es probado automática o manualmente en la computadora de nivel de ejecución del DDC o en el instrumento regulador analógico. Ajustar o establecer el valor objetivo de control. El DDC o instrumento regulador controla cada punto del proceso de producción (equipo operativo). La característica del sistema SCC es que puede asegurar que el proceso de producción controlado esté siempre en su mejor momento. Opera en condiciones normales, obteniendo así los máximos beneficios. Lo primero que afecta directamente la efectividad del SCC es su modelo matemático. el modelo matemático debe mejorarse a menudo 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 la producción moderna empresas, no sólo es necesario resolver el problema del control en línea del proceso de producción, sino también resolver 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 a largo plazo. planificación, previsión de perspectivas de ventas, etc., han surgido sistemas de control multinivel.
El nivel DDC se utiliza principalmente para controlar directamente el proceso de producción y realizar PID o control anticipativo; el nivel SCC se utiliza principalmente; se utiliza para realizar cálculos de control óptimo o control adaptativo o control de autoaprendizaje, y dirige el control de nivel DDC e informa la situación al nivel MIS. El nivel DDC generalmente usa una microcomputadora, y el nivel SCC generalmente usa una computadora pequeña o una. microcomputadora de alta gama.
La función principal del MIS de gestión de 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 recopilada sobre el estado del proceso de producción, para lograr un control óptimo y para comandar la supervisión y el control a nivel de SCC.
La función principal de 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 función principal de la El MIS a nivel gerencial de la compañía es pronosticar y calcular la demanda del mercado, formular planes estratégicos de desarrollo a largo plazo y llevar a cabo una producción óptima en función de los contratos de pedidos, el suministro de materias primas y el estado de producción de la compañía. Comparar y seleccionar cálculos de planes, formular planes a largo plazo. (mes o diez días) planes de producción y planes de ventas para toda la empresa, y asignar tareas a cada nivel de gestión de fábrica.
La función principal del nivel MIS es realizar procesamiento de información en tiempo real, proporcionando información útil para los tomadores de decisiones en todos los niveles, realizando la planificación de la producción, la programación y los planes de gestión, de modo que la coordinación de la planificación y la gestión de las operaciones estén en un estado óptimo. Este nivel se puede dividir en varios niveles según el tamaño de la empresa y el tamaño de. el alcance de la gestión determina el tipo de computadora utilizada 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, el MIS a nivel de administración de fábrica usa computadoras de tamaño mediano. El MIS a nivel de gestión de la empresa utiliza computadoras grandes o computadoras súper grandes.
(4) Control distribuido o sistema de control descentralizado <.
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El control descentralizado 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 el rápido desarrollo de las microcomputadoras, con el fin de lograr la descentralización. control Proporcionando la base material y técnica, el control descentralizado se ha desarrollado inusualmente en los últimos años 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, denominados como sistema de control distribuido. Es un nuevo tipo de sistema de control informático que utiliza control local descentralizado.
3. está compuesto por computadoras que controlan el proceso de producción industrial. El sistema se puede dividir en los siguientes tipos:
(1) Control de programa
Si el sistema de control por computadora se controla de acuerdo con un. función de tiempo predeterminada, este tipo de control se llama control de programa. 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 una ejecución de programa. por la computadora.
(2) 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. determinado en el tiempo y los resultados del control antes de este momento, se llama sistema es el control de secuencia de la computadora.
(3) El control PID proporcional-integral-diferencial puede. El control PID completo también se puede lograr con un microordenador.
(4) Control anticipativo
En los sistemas de control de realimentación habituales, sólo cuando la interferencia tiene ciertas consecuencias se puede retroalimentar. para producir un efecto de control que suprima la interferencia, produciendo así las consecuencias indeseables del control de histéresis. Para superar este retraso, después de que la computadora recibe la señal de interferencia, se inserta una función de control anticipativo antes de que ocurran las consecuencias. puede compensar completamente el impacto de la interferencia en la variable de control en el punto de interferencia, por lo que también se le 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 sistema de control óptimo. Por ejemplo, usar un sistema de control por computadora consiste en seleccionar apropiadamente la ley de control (modelo matemático) bajo las condiciones limitadas existentes, de modo que el objeto controlado funcione en el mejor estado. Los indicadores operativos del objeto controlado están en el estado óptimo, como la producción máxima, el consumo máximo, la tasa de calificación de calidad más alta, la 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 control del objeto controlado está en el mejor estado. un 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 cambiar. 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 en función de la operación. resultados 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 denomina sistema de control de autoaprendizaje.
Como se mencionó anteriormente, control óptimo. , 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.