Устройство для контроля и управления производственными процессами Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и .может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами в дискретном многономенклатурном производстве.

Известно устройство для контроля и регулирования -технологических процессов, содержащее датчики, коммутатор, блок выявления отклонений, регистр, процессор, дешифратор адреса, счетчик, блок сравнения, аналогоцифровой преобразователь, который через коммутатор соединен с датчиками, выход процессора подключен ко входу регистра адреса, выход которого соединен с блоком сравнения, счетчик через дешифратор подключен к блоку выявления отклонений Г1Д.

Данное устройство позволяет осуществлять регулирование непрерывных технологических процессов, однако с его помощью невозможно выполнение коррекции и оптимизации по критерию наиезольшего процента выхода годных изделий дискретных по времени технологических процессов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля производственного процесса, содержащее блоки контро.пя, вычислительный, памяти и управления таймер, счетчики, блок задания программы, коммутатор, датчики и индикатор, выход блока управления соединен со входом блока памяти/ выходы коммутатора подсоединены к вычислительному блоку и таймеру, вход блока сравнения подключен к датчикам, блок задания программы

10 через блок контроля и коммутатор соединен с вьачислительным блоком.

Известное устройство позволяет решать задачи оперативного контроля дискретного производства и регистра15цию его обеспеченности исходными материалами 2 . .

Однако известно э устройство имев ограниченную область применения ввиду того, что с его помощью невозмож20на опт1 мизация по объему и качеству выпускаемых изделий при ветвящихся технологических процессах. Кроме того, устройство не обеспечивает решения задачи целенаправленного управле25ния комплектованием потенциально возможных групп приборов по результатам их разбраковки на промежуточных стадиях изготовления.

Цель изобретения - расширение фун30кциональных возможностей устройства

и повьаиение качества контроля и управления производственного процесса,повышение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля и управления производственными процессами, содержащее блок датчиков, подключенный через распределитель к первому входу блока контроля, выход которого через блок памяти соединен со входом первого вычислительного блока, подключенного выходом ко входу Первого дешифратора, а также аналого-цифровой преобразователь и исполнительный механизм, введены блок элементов Запрет и последовательно соединенные регистр, второй дешифратор и второй вычислительный блок, втрой вход которого подключен через анлого-цифровой преобразователь к второму выходу распределителя, третий вход - к выходу блока памяти, четвертый вход и первый выход - соответственно к вторым выходу и входу первого вычислительного блока, второй выход через блок элементов Запрет ко входу исполнительного механизма, а третий выход - ко второму входу блока контроля, соединенного третьим входом с вторым выходом второго деширатора, выход первого дешифратора подключен ко второму входу блока элементов Запрет.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, функциональная схема.

Устройство содержит объект 1 контроля и управления, блок 2 датчиков, распределитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 контроля, блок б памяти, регистр 7, дешифраторы 8 и 9, вычислительные блоки 10 и 11, блок 12 элементов Запрет и исполнительный механизм 13.

Устройство работает следующим образом.

Технологический процесс производства, например полупроводниковых приборов, представляет собой объект 1 контроля и состоит из последовательности формирующих операций. После завершения отдельных операций с помощь блока 2 датчиков измеряются определякидие параметры процесса и изготав щивавмых приборов. Определяющими паранетрами являются различные тепло-, электро- и химико-физические характеристики (или их сочетания) производственнйх процессов и приборов.

В качестве датчиков используются типовые преобразовательные элементы, принципы действия которых основываются на известных методах измерений электрических и неэлектрических величин .

Сигналы с выхода блока 2 датчиков через цепи распределителя 3 поступают в анешого-цифровой преобразовател

4 и блок 5 контроля. Распределитель 3 состоит из универсальных коммутаторов , имеющих одну группу входов и две рруппы выходов, первая из которых предназначается для соединения датчиков, с помощью которых измеряются одномерные параметры производительных процессов с блоком 5 контроля, а вторая - для подключения датчиков, измеряющих комплексные показатели ил функциональные зависимости, например вольт-амперные характеристики полупроводниковых приборов, ко .входу аналого-цифрового преобразователя 4,

Информация об одномерных определяющих параметрах производственных процессов подается на вход блока 5, на другой вход которого из регистра 7 через дешифратор 8 поступают сигналы, представляющие собой технологически допустимые значения параметоов

Сведения о комплексных (многомерных) определяющих параметрах производственных процессов с выхода преобразователя 4 поступают на вход блока 11.Блок 5 содержит типовые схемы сравнения (компараторы), предназначенные для выполнения операций сравнения величин в цифровой форме.

Информация о соответствии или несоответствии действительных значений определяющих параметров производственых процессов допустимым по техническим условиям с выхода блока 5 поступает на вход блока б.

Блок 6 состоит из запоминающих ячеек с последовательным, циклическим или произвольным доступом и предназначается для хранения оперативной информации о состояниях производственных процессов. Блоки 10 и 11 служат для выполнения апифметическо-логических операций над цифровыми кодаNWt случайных изменений параметров состояний, измеряемых на установленных шагах дискретных производственных процессов.

С помощью блоков 10 и 11 вычисляются оптимально возможные характеристики управления номенклатурой ветвящихся процессов, т.е./таких, которые предусматривают изготовление приборов различных номенклатур из полуфабрикатов, на заданных шагах технологического процесса,проходящих разбраковку по ряду определяющих параметров.

Частичная или полная взаимозаменяемость блоков 10 и 11 позволяет сохранить эффективность устройства для контроля к управления производственными процессами. Введение блока 11 дает возможность реализовывать программы при неполной загрузке. Распараллеливание программ управления на два процессора позволяет минимизировать время реализации программ, и тем самым, повысить быстродействие устройства.; Кроме того, использование допол- нительных блоков и второго вычислительного блока обеспечивает структурную и временную избыточности устройства. Свободный на некотором интервале времени вычислительный блок по отношению к другому можно рассматривать как резервный (избыточность структур ная), а каждый интервал времени, в те чение КОТОРОГО этот блок свободен по отношению к интервалам занятости дан ного процессора следует рассматривать как временную избыточность. Надежность функционирования устрой ства в данном случае значительно повы шается. Если на вторых входах логических элементов Запоет запрешаюшие сигна лы отсутствуют, то с выхода блока 12 на вход исполнительных элементов бло ка 13 подаются включающие команды. При их поступлении выбирается оптимальная траектория ветвящегося про изводственного процесса. Критерием оптимальности служат показатели качества и процент выхода годных прибо ров. Введение исполнительных блоков в устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей, которые заключаются в оптимизации по объему и качеству Выпускаемых изделий при ветвящихся производственных процессах. Кроме того, с его помощью в 2-3 раза повышаются показатели быстродей ствия и надежности контроля и управл ния производственными процессами. Формула изобретения Устройство для контроля и управления производственными процессами, содержащее блок датчиков, подключенный через распределитель к первому входу блока контроля, выход которого через блок памяти соединен со входом первого вычислительного блока, подключенного выходом ко входу первого дешифратора, а также аналого-цифровой преобразователь и исполнительный механизм, отличающееся .тем, что, с целью расширения функциЬнальных возможностей и повышения надежности устройства, в него введены блок элементов Запрет и последовательно соединенные регистр, второй дешифратор и ВТОРОЙ вы 1ислительный блок.второй вход которого подключен через аналого-цифровой преобразователь к второму выходу распределителя, третий вход - к выходу блока памяти, четвертый вход и первый выход - соответственно к вторым выходу и входу перваго вычислительного блока, второй выход через блок элементов Запрет - ко входу исполнительного механизма, а третий выход - ко второму входу блока контроля, соединенного третьим входом с вторым выходом второго дешифратора, выход первого дешифратора подключен ко второму входу блока элементов Запрет. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 611214, кл..С Об F 15/46, 1977. 2.Авторское свидетельство-СССР № 642717, кл.. G 06 F 16/46, 1976 (прототип).