Устройство для контроля и учета работы оборудования Советский патент 1983 года по МПК G07C3/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

1

Изобретение относится к устройст (вам контроля и учета работы оборудо вания и может быть применено преимущественно в системах управления технологическими процессами, в т.ч. при автоматизированном управлении производством для контроля и задания производственного ритма отдельных уме1стков.

Известно устройство для контроля и учета работы оборудования, соДерх{ащее блок контроля отклонения фактического выпуска продукции от планового, блок регистрации производительности, блок индикации, програминый j блок, блок учета и сигнализации о простоях обору цования, блок контроля состояния оборудования, генератор импульсов, блок срабатывания и анализа, блок контроля за ритмом, приемный 20 блок, задающий блок, блок упраиления ритмом, блок регистрации ритма 1.

Однако это устройство не оСпспёчивает проведение постоянного комплексного контроля функционй вания техно логической линии, так как не позволяет прогнозировать выполнение плана при продолжении работы с прежней производитёльностью, прогнозировать остановки участков линии, в процессе функционирования-устройства не учитывайтся текущие значения производитель ности оборудования на отдельных, технологически связанных, участках технологического процесса и допусти (ше, экономически целесообразные величины запаса произведенной продукции, хранимой на участках технологичнее мой линии. Все зто затрудняет вырс|ботку объективных управляющих решений по обеспечению сбалансированного функци онирования технологической линии и снижает точность устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последоиательно соединенные каскады, каждый иЗ которых за исклочением последнего, включает в себя датМик производитель ности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычи- ния, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму выходу датчика производительности оборудования, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого под ключен к третьему входу блока индикар ции, четвертый вход которого соединен с первым выходом второго ариф/1етического блока, второй и -третий выходы блока суммирования подключены соотвёт ственно к пятому входу блока индикации и к первому входу блока cpeiBHeния, -последний каскад вклочает в себя датчик производительности оборудования и блок индикации,, первый и второй входы которого соединены соответствен но с первыми выходами первого блока вычитания и арифметического блока t2 Недостатком известного устройства1является то,что оно не дает возможнос ти автоматически определять отклоненйё фактического выпуска продукции от планового .на текущий момент времени, т.е. при работе технологического участка с плановой производительностью. .Кроме того, при вычислении устройством требуемой для быполнения планового задания производительности не учитывается целесообразность работы техно .логической линии с оптимальной текущей плановой производительностью, и уменьшение, по мере приближения к окончанию планового периода, области устойчивости системы управления произ водством, т.е. способности систе г ликвидировать отстаивание по объему произведенного продукта, что приводит к увеличению риска невыполнения плана при действии на производство случайны возмущений. При расчете устройством требуемой производительности участков выполняется условие полного расхода продукции из промежуточных хранилищ к окончанию планового периода, что ухудшает ритмичность производства. Кроме того, несогласованность действий операторов участков при установке требуемой производительности может привести к большим ошибкам управления производством. Все это снижает точность контроля функционирования технологической линии. Целью изобретения является повышение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последовательно соединенные каскады, каждый из которых, за исключением последнего, включает в себя датчик производительности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычитания, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму выходу Датчика производительносг ти оборудования, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого подключен к третьему входу блока индикации, четвертый вход которого соединен с первым выходом второго арифметического блока, второй и третий выходы блока суммирования подключены соответственно к пятому входу блока индикации и к первому входу лока сравнения,последний каскад включает в себя датчик производительности оборудования и б;юк индикации, первый, и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого блока вычитания и первого арифметического (5лока, введены в последний каскад второй 6.ЛОК вычитания, второй арифметический блок, первый и второй блоки суммирования и блок деления, выходы которого соединены с третьим входом блока индикации и с входом первого блока суммирования, выходы которого подключены к четвертому входу блока индикации и к первому входу второго (шока вычитания, выходы которого соединены с пятым входом блока индикации и первым входом второго арифметического блока, выход которого подключен к ш естому входу блока индикации, выходы датчика производительности оборудования соединены с седьмым входом блока индикации, с вторым входом второго арифметического блока, с первым входом первого арифметического блока и сг1первым входом второго блока сумии599рования выходы которого подключены к восьмому входу блока индикации, к второму входу второго блока вычитания, к второму входу первого арифмети ческого блока и к входу первого блока вычитания, второй выход которого соединен с третьим входом второго ариОметического блока, во всех каскадах, кроме последнего, третий выход датчика производительности оборудования со единен с вторым входом первого арифметического блока, третий вход которого подключен к второму выходу блока вычитания, четвертыйвыход блока суммирования соединен с входом второго арифметического блока, второй вход которого подключен к четвертому выходу датчика производительности оборудования, пятый выход датчика про изводительности оборудования каждого каскада соединен с третьим входом вто рого арифметического блока предыдущего каскада, пятый выход блока суммирования каждого каскада, кроне последнего, подключен к четвертому входу второго арифметического блока и к второму входу блока сравнения предыду щего каскада, второй выход втр|юго арифметического блока каждого каскада, кроме последнего соединеНч.с шеетым входом бл-ка индикации последующего каскада, и с девятым входом блока индикации последнего каскада, пятый и шестой выходы второго ()лЬка суммирования последнего каскада соединены соответственно с вторым вхог дом блока сравнения и с четвертым входом второго арифметического блока предыдущего каскада. На чертеже представлена блок-схем yctpoйcтвa для контроля и учета работы оборудования. Устройство содержитш одинаковых каскадов, где ги - числоотдельных участков технологической линии. Каждый i -и из Уи каскадов, за исключение последнего, содержит блок 1 српвне-. ния, первый арифметический блок 2, блок 3 вычитания, блок Л сумми|Х)вания, датчик 5 производительности обо рудования, второй арифметический блок 6 и блок7 индикации. Последний каскад содержит блок 8 деления, первый блок 9 суммирования,. второй блок вычитания 10, второй арифметический блок 11, первый блок вычитания 12, второй блок 13 суммирования, датчик I производительности оборудов 5 НИЯ, первый арифметический 1блок 15 и блок 16 индикации. В процессе функционирования датчи ком производительности обору/ аания производится подсчет количества выпускаемой продукции М Vj за равные промежутки времени Д-tj , определяемые ;Требуемой точностью контроля и учета. С выхода датчика производительности оборудования сигналы, пропорциональные , поступают на входы блока суммирования и блока 7 индикации. В блоке суммирования сигналы суммируютсяN;.H 1 J и с его выхода поступают на входы блока 1 сравнения и блока 3 вычитания. л .- . В блоке 3 вычитания, куда внодятся также данные о начальномНиу и ррпустимомМдрпЗначении количества продукции в емкости, а также задание по количеству выпускаемой продукции данного i -го участка , выходные сигналы прзобразуются согласно зависимости,„-N-,,-N4 и сигнал, пропорциональный отклонению , подается на вход 7 индикации данного i -го каскада со знаком отклон-зния. Одновременно сиг(мал подается на вход первого арифметического блока 2. Сигналы, пропорциональные фактическому количеству выпущенной продукции N- данного участка, а также вводимые данные о началь()ц и допустимом Ы значении количества продукции в выходной емкости i-ro каскада, контролируются в блоке 1 сравнения по условию .оп -N-iHOM- -i-t - . в случае невыполнения этого условия сигнал, пропорциональный величине U., поступает на вход первого арифметического блока 2, куда перед началом работы вводятся также постоянные коэффициенты пропорциональности К и К2. В этом блоке сигналы преобразовываются согласно зависимости,.к,, 7 и выходной сигнал, пропорциональный произво(йтельностии1тр, требуемой для этого участка, поступает на вхо блока 7 индикации данного участка. С выходов датчика 5 производител ности оборудования и блок k суммироваНия сигналы, пропорциональные соответственно производительности участка и фактическому выпуску продукции М , лоступают на выходы второго арифметического;блока 6, на другие входы которого поступают сиг налы с аналогичных блоков последуй; щёго ()-ro каскада. Кроме того во второй арифметический блок 6 вво дятся данные о начальном макси мально ,допустимом ); количестве маi териала .в выходной емкости каскада. Выходные сигналы в этом (5локе преобразуются согласно зависимости . N-i4aM- N--Ni44 ост л ,Niw ax- iHavi N -N,,) VI; .1 При выполнении неравенства . 14 7 И,сигнал, пропорциональныихост ц., f° ступает на блок 7 индикации данного и последующего 1.4-1)-го каскада ..сигнализируя о возможной остановке (й+1)-го участка вследствие расхода запаса на складе i-ro участка. При выполнении неравенства л- сигнал, пропорциональный п;т.,-. посту пает на блок 7 индикации данного i-ro каскада, сигнализируя о возможной остановке I-ro участка вследстви переполнения его выходной емкости. Все каскады участка, за исключе нием последнего, одинаковы по своей структуре и выполняемым функциями. В каскад последнего участка в блок 8 деления вводятся и данные о плспновом задании плановом времени работы Tj. В блоке 8 деления входные сиг налы преобразуются согласно записимости с. , Vlv, No,|T3 58 : в сигнал, пропорциональный плановой производительности, который поступает на вход первого блока 9 суммирсшания, где суммируется а текущий момент времени . vr и в виде сигнала, пропорционального текущему плановому выпуску на данный момент времени/N , выдается на выход второго блока 10 вычитания. На этот же блок поступает сигнал с второго блока 13 суммирования,,который функционально аналогичен блоку суммирования предыдущих VH-I каскадов. Во втором блоке 10 вычижанин входные сигналы Нии вычитаются - «n-Nn- w, и результирующий сигнал,лNH пропорциональный отклонению фактического выпуска продукции от планового, 1юступает на второй арифметический блок 11, структурно и функционально аналогичный блоку 2 предыдущих каскадов. На вход, второго арифметического блока 11 поступают сигналы, пропорциональные текущей.производительности датчика И производительности оборудования, структурно и функционально аналогичного датчику 5 предыду1чих каскадов и сигналы, пропорциональные Ътклонению фактического выпуска продукции от заданного N, с первого блока 12 вычитания, в котором находится разность между сигналом, поступающим с второго блока 13 суммирования, и сигналом, пропорциональным плановому заданию, вводимому в блок перед началом работы AN,,N,,-Nyy, В первом арифметическом бло1се 15 сигналы, поступающие с второго блока 13 суммирования, датчика И производительности продукции, и вводимые данные-t-, N4 и текущее время преобразуются согласно зависимостям .-т 4, Ц- -ЬM-t7 -T T У, uN--Cn,,(t3-tT), и выдаются на блок 16 индикации данного участка, сигнализируя об отклонении во времени выполнения плана ЛТ и отклонении по объему выпуска продукции за данное время при продолжении работы с производительностью, равной производительности в данный момент времени. . Таким образом, в результате Оункцибнирования предлагаемого устройств на блоки 7 индикации каждого участка поступают данные о текущем значении производительности участка, фактицеском количестве произведенной с на чала работы продукции, отклонение фактического выпуска от текущего пла нового значения, необходимости измененеия режима работы для предотвра щения остановки участка из-за переполнения выходной емкости или отсутствия продукции .предьщущего участка и время, оставшееся до остановки, необходимой производительности участ ка для сбалансированного функционирования технологической линии, откло нении фактического выпуска от планового на текущий момент времени, определяемого, сбалансированными режима ми работы смежных участков, степенью отклонения от текущего планового задания и от плана на период функционирования технологической линии. Кроме того на блок 16 индикации последнего участка поступают дг)нные Q плановой производительности и выпуске продукции.линий и отклонении о общего плана, а также прогнозируемое значение дефицита выпуска продукции uN и времени, необходимого для его покрытия ЛТ. Устройство для контроля и учета рабрты оборудования может быть применено для контроля и операт.ивного управления производством непосредственно на участках, где выполняется часть операций технологического процесса или отдельные процессы пере работки продукции. В этих случаях выходные данные используются операторами участков для обеспечения сбалансированного по производительности функционирования технологической линии и сооевременного принятия решений по обеспечению планового задания. Применение устройства позволит существенно увеличить время работы технологических участков на оптималь ной плановой производительности, опе ративно и обоснованно выбирать производительность участков по мере при ближения к окончанию планового периода и тем самым снизить долю риска невыполнения плана, повысить равно-, мерность и ритмичность производства. Моделирование процесса функционирова ния технологической линии (на примере углеобогатительной фабрики) с предлагаемым устройством контроля и учёта работы оборудования показало, что при этом ритмичность работы технологической линии значительно повышается. Формула изобретения Устройство для контроля и учета работы оборудования, содержащее последовательно соединенные каскады, каждый из которых, за исклочением последнего, включает в себя датчик производительности оборудования, первый выход которого соединен с входом блока суммирования, первый выход которого подключен к входу блока вычитания, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к второму выходу датчика производительности оборудования, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого арифметического блока, выход которого подключен к третьему входу блока индикации, четвертый вход которого соединен с первым выходом второго арифметического блока, второй и третий выходы блока суммирования подключены соответственно к пятому входу блока индикации и к первому входу блока сравнения, последний каскад включает в себя датчик производительности оборудования и блок индикации, первый и второй входы которого соединены со- . ответственно с первыми выходами первого блока вычитания и первого арифметического блока, о тл и ч ающ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены в последний каскад второй блок вычитания, второй арифметический блок, первый и второй блоки суммирования и блок деления, выходы которого соединены с третьим входом блока индикации и с входом первого блока суммирования , выходы которого подключены к четвертому входу блока индикации и к первому входу второго блока вычитания, выходы которого соединен- с пятим входом блока индикации и первым вхо дом второго арифметического бж)ка, .виход которого подключен к шестому входу блока индикации, выходы датчика производительности оборудования соединены с седьмым входом блока индикации, с вторым входом второго арифмети-1 ческого блока, с первым входом первого арифметического блока и с первым входом второго блока суммирования, выходы-которого подключены к восьмому 5 входу блока индикации, к второму входу второго блока вычитания, к jJTopoMy входу первого арифметическогоблока и к входу первого блока вычитания, вто рой выход которого соединен с третьикО входом второго арифметического блока, во всех каскадах, кроме последнего, третий выход датчика производительности оборудования соединен с иторым входом первого арифметического блока,15 третий вход которого подключен к второму выходу блока вычитания, четвертый выход блока суммирования соединен с входом второго арифметического блока, второй вход которого подклю- 20 чем к четвертому выходу датчика производительности оборудования, пятый выход датчика производительности оборудования каждого каскада соединен с третьим входом второго арифмети- 25 ческЬго блока предыдущего каскада,

пятый выход блока суммирования каждого каскада, кроме последнего, подключен к четвертому входу второго арифметического блока и к второму вхду блока сравнения предыдущего каскада, второй выход второго арифме- . :ческого блока каждого каскада, кроме последнего, соединен с шестым входом блока индикации последующего каскада И с девятым входом блока индикации последнего каскада, пятый и шестой выходы второго блока суммирования последнего каскада соединены соответственно с вторым входом блока сравнения и с четвертым входом второго арифметического блока предыдущего каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип) .