Рис.5. Алгоритм управління операціями електрогідроімпульсної обробки
При зникненні інформації про стан об’єкту під час виконання технологічних операцій (наприклад, у випадку різкого перепаду рельєфу деталі, що обробляється) включається метрологічний генератор імпульсів струму, за допомогою якого встановлюється величина необхідного переміщення технологічного електрода для продовження обробки без витрат енергії основного технологічного генератора імпульсів струму. Зроблено аналіз динаміки регулятора міжелектродного проміжку.
Розроблені типові алгоритми управління операціями руху джерела електророзряду і допоміжними операціями для створення КБУА.
Четвертий розділ присвячений викладу результатів використання розроблених моделей та алгоритмів для створення інструментальних засобів підтримки проектування АСУ виробництвами з ЕГП. Розроблено інтегроване середовище підтримки проектування – прикладний пакет EGPCAD, що дає змогу користувачам отримувати генероване ПЗ і відповідну документацію до розробляємого проекту АСУ. Розроблена спеціалізована мова циклограм для автоматизації програмування КСУ допоміжними операціями. Розроблена керована база управляючих алгоритмів. Наведені приклади розробки АСУ виробництвом з ЕГП очищення лиття.
В И С Н О В К И
У дисертації наведене нове вирішення наукового завдання, що виявляється в удосконаленні математичного та алгоритмічного забезпечення процесу проектування АСУ виробництвами з ЕГП шляхом розробки інформаційних моделей та алгоритмів управління такими виробництвами, шляхом розробки математичних моделей ЕГП як об’єкту управління і створення керованої бази управляючих алгоритмів, що дає змогу на основі сучасних інформаційних технологій розробити інструментальні засоби проектування, кодування, налагодження і супроводження ПЗ АСУ.
Найважливіші наукові й практичні результати одержані в дисертації:
1. На основі аналізу найбільш розповсюджених виробництв з ЕГП обгрунтовано клас таких виробництв, для яких доцільно застосовувати інформаційні технології проектування АСУ, що дає змогу розробити найсучасніші АСУ та підвищити конкурентоспроможність цих наукомістких виробництв.
2. Встановлена спільна математична та алгоритмічна основа класу виробництв з ЕГП, що дало змогу розробити спільні моделі та алгоритми управління і уніфікувати АСУ виробництвами з ЕГП очищення лиття і штампування.
3. Розроблена нова концепція автоматизованого управління виробництвом з ЕГП, яка передбачає два рівні – організаційне управління (підготовки, моніторингу та переналагодження виробництва) та безпосереднє управління ЕГП, що дає змогу раціонально організувати виробничі і технологічні процеси та включити їх у загальну інформаційну структуру підприємства.
4. Розроблена методологія створення АСУ виробництв з ЕГП, яка полягає в урахуванні не тільки потоків даних в організаційній системі управління виробництвом, а також в системах безпосереднього управління ЕГП, що дає змогу створити цілісну інформаційну систему управління на принципах технологічної, документаційної, програмної та інформаційної сумісності.
5. На основі DFD-діаграм Йодана розроблені інформаційні моделі та створено алгоритм автоматизованого управління виробництвом з ЕГП, які використовуються в інструментальних засобах для генерування ПЗ і відповідної документації та дають змогу більше уваги приділити початковим фазам спіральної моделі життєвого циклу АСУ.
6. На основі аналізу груп операцій запропоновано єдиний підхід до опису функціонування ЕГП як графа з трьома типами стійких станів – електрогідроімпульсної обробки, переміщення джерела електророзряду та допоміжних операцій, що дає змогу розробляти уніфіковані КСУ.
7. Розроблено математичні моделі електрогідроімпульсної обробки з урахуванням експериментальних даних опору плазми каналу електророзряду, руху джерела електророзрядів за розрахунковими траєкторіями обробки виробів, управління допоміжними операціями ЕГП, що дає змогу проводити верифікацію алгоритмів, створити КБУА.
8. На основі теорії розмірностей запропоновано метод та алгоритм управління ЕГП з використанням малопотужних (вимірювальних) електричних розрядів у рідині, що дає змогу оптимізувати енерговитрати.
9. Розроблена спеціалізована мова циклограм, що дає змогу автоматизувати процес розробки ПЗ КСУ допоміжними операціями.
10. Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводження АСУ виробництвами з ЕГП впроваджені в ІІПТ НАН України й використовуються в учбовому процесі УДМТУ і Південної академії підвищення кваліфікації Держкомітету Промполітики України.
Основні результати дисертації опубліковані
в наукових спеціалізованих виданнях:
- Вовк И.Т., Овчинникова Л.Е., Эстрин С.В. Автоматизация разработки и отладки управляющих программ систем автоматического управления электрогидроимпульсными установками // Теория, эксперимент, практика электроразрядных технологий. – К.: Наук. думка. – 1993. – № 1. – С. 101-103.
- Овчинникова Л.Е., Эстрин С.В. Инструментальный комплекс для автоматизации программирования микропроцессорних систем управления электрогидроимпульсными установками // Системы управления и генераторы импульсных токов электрогидроимпульсных установок. – К.: Наук. думка. – 1993. – С. 10-18.
- Вовк И.Т., Овчинникова Л.Е., Эстрин С.В. Обобщенная модель управления электрогидроимпульсным технологическим процессом // Теория, эксперимент, практика электроразрядных технологий. – К.: Наук. думка. – 1995. – № 2. – С. 104-107.
- Эстрин С.В. Обобщенная математическая модель управления электрогидроимпульсной установкой // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 1998. – № 10 . – С. 143-147.
- Овчинникова Л.Е., Назарова Н.С., Эстрин С.В. Анализ динамики систем автоматического управления режимом разряда в электрогидроимпульсных установках // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 1999. – № 5. – С. 121-129.
- Блинцов В.С., Эстрин С.В. Алгоритм управления электрогидроим-пульсной установкой по энергосберегающему критерию // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2000. – № 1. – С.141-145.
- Эстрин.С.В. Информационная технология проектирования систем управления электрогидроимпульсными процессами // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2000. – №. 2 .- С.135-139.
Публікації, в яких додатково викладено зміст дисертації
- Овчинникова Л.Е., Блинцов В.С., Эстрин С.В. Методика разработки и отладки управляющих программ систем автоматического управления электрогидроимпульсными установками. – Николаев: 1989. – № 10. – 41 с. (Препр./ ПКБЭ АН УССР).
- Блинцов В.С., Эстрин С.В., Волошин Д.А. Компьютерная технология проектирования управляющих программ // Тезисы 4-й науч.-техн. конф. “Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности”. – Ч.2. – Николаев: ПКБЭ АН УССР. – 1988. – С.32.
- Вовк И.Т., Овчинникова Л.Е., Блинцов В.С., Эстрин С.В. Информа-ционный комплекс для автоматизации проектирования САУ ЭГУ // Тезисы 5-й науч.-техн. конф. “Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности”. – Николаев: ИИПТ НАН Украины. – 1992. – С. 99.
- Эстрин С.В. Унифицированная система управления технологическими процессами обработки изделий в электрогидроимпульсных установках // Праці 4-ї Української конференції з автоматичного управління “Автоматика 97”. – Том 4. – Черкаси: ЧІТІ. – 1997. – С.121.
- Эстрин С.В. Автоматизация проектирования управляющих систем ЭГП // Тезисы 2-й междунар. конф. “Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении”. – Николаев: УГМТУ. – 1998. – С.107.
Естрін С.В. Моделі та алгоритми управління електрогідроімпульсними процесами. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Херсонський державний технічний університет, Херсон, 2000.
Дисертацію присвячено питанням створення математичного і алгоритмічного забезпечення завдань проектування АСУ виробництвами з електрогідроімпульсними процесами (ЕГП).
Сформовано на основі DFD (Data Flow Diagrams) діаграм потоків даних нотації Йодана інформаційні моделі управління автоматизованим виробництвом та розроблено і досліджено математичні моделі ЕГП як об’єкту управління, а також створено керовану базу управляючих алгоритмів.
Розроблені моделі та алгоритми дали можливість використати CASE (Computer Аided Software Engineering)- і CACSD (Computer Aided Control System Design)-технології для проектування та приділити більше уваги початковим фазам спіральної моделі життєвого циклу АСУ. Створено інструментальні засоби підтримки проектування АСУ, які дають змогу користувачам отримувати генероване програмне забезпечення і відповідну документацію до проекту. Отримані результати впроваджені в проектну практику Інституту імпульсних процесів та технологій НАН України.
Ключові слова: електрогідроімпульсні процеси, DFD діаграми потоків даних, математичні моделі, керована база управляючих алгоритмів, CASE і CACSD- технології.
Эстрин С.В. Модели и алгоритмы управления электрогидроимпульсными процессами. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. – Херсонский государственный технический университет, Херсон, 2000.
В диссертации приведено новое решение научной задачи - усовершенствовано математическое и алгоритмическое обеспечения задач проектирования АСУ производствами с электрогидроимпульсными процессами (ЭГП), что дало возможность использовать CASE (Computer Аided Software Engineering)- и CACSD (Computer Aided Control System Design)-технологии для проектирования и уделить больше внимания начальным фазам спиральной модели жизненного цикла АСУ.
На основе анализа наиболее распространенных производств с ЭГП обоснован класс таких производств, для которых целесообразно применять информационные технологии проектирования АСУ, что дает возможность разработать современные АСУ и повысить конкурентоспособность этих наукоемких производств.
Установлена общая математическая и алгоритмическая основа класса производств с ЭГП, что дало возможность разработать общие модели и алгоритмы управления и унифицировать АСУ производствами с ЭГП очистки литья и штамповки.
Разработана новая концепция автоматизированного управления производством с ЭГП, которая предусматривает два уровня - организационного управления (подготовки, мониторинга и перенастройки производства) и непосредственного управления ЭГП, что дает возможность рационально организовать производственные и технологические процессы и включить их в общую информационную структуру предприятия.
Разработана методология создания АСУ производствами с ЭГП, которая подразумевает учет не только потоков данных в организационной системе управления производством, а также в системах непосредственного управления ЭГП, что дает возможность создать целостную информационную систему управления на принципах технологической, документационной, программной и информационной совместимости.
На основе DFD-диаграмм Йодана разработаны информационные модели и создан алгоритм автоматизированного управления производством с ЭГП, которые используются в инструментальных средствах для генерирования ПО и соответствующей документации и дают возможность больше внимания уделить начальным фазам спиральной модели жизненного цикла АСУ.
На основе анализа групп операций предложен единый подход к описанию функционирования ЭГП как графа с тремя типами устойчивых состояний - электрогидроимпульсной обработки, перемещения источника электроразряда и вспомогательных операций, что дает возможность разрабатывать унифицированные компьютерные системы управления (КСУ).
Разработаны математические модели электрогидроимпульсной обработки с учетом экспериментальных данных сопротивления плазмы канала электроразряда, движения источника электроразряда по расчетным траекториям обработки изделий, вспомогательных операций, что дает возможность проводить верификацию алгоритмов и создать управляемую базу алгоритмов.
На основе теории размерностей предложен метод и алгоритм управления ЭГП с использованием маломощных (измерительных) электрических разрядов в жидкости, что дает возможность оптимизировать энергозатраты.
Разработан специализированный язык циклограмм, что дает возможность автоматизировать процесс разработки программного обеспечения КСУ вспомогательными операциями.
Разработанные инструментальные средства проектирования и сопровождения АСУ производствами с ЭГП внедрены в Институте импульсных процессов и технологий НАН Украины, а также используются в учебном процессе Украинского государственного морского технического университета и Южной академии повышения квалификации Госкомитета промполитики Украины.
Ключевые слова: электрогидроимпульсные процессы, DFD диаграммы потоков данных, математические модели, управляемая база алгоритмов управления, CASE- и CACSD-технологии.
Estrin S.V. Models and algorithms of electrohydroimpulse processes control. – Manuscript.
Thesis for a candidate’s of engineering science degree by specialty 05.13.06 – automated control systems and advanced information technologies. – Kherson state technical university, Kherson, 2000.
The dissertation is devoted to the development of the theoretical maintenance for designing the information control systems of industrial production using electrohydroimpulse technological processes (EHTP).
In the work the models of industrial production control based on DFD (Data Flow Diagrams) in Yourdon’s notation, mathematical models of EHTP and base of control algorithms are created.
The models and algorithms elaborated in this work enabled to use CASE (Computer Аided Software Engineering)- and CACSD (Computer Aided Control System Design) - technologies and concentrate on supporting the early phases of the spiral model of the life cycle. Designed tools aid a software engineer to maintain and develop software. They include automated code and documentation generators.
The results received in the dissertation have been implemented in the Institute of impulse processes and technologies of the National Ukrainian Academy of Science.
Key words: electrohydroimpulse technological processes, DFD, mathematical models, base of control algorithms, CASE- and CACSD-technologies.
| 
