Мониторинг оборудования с автоматическим циклом

Обследования показывают, что фактическая производительность ряда автоматических линий часто оказывается ниже проектной. Рациональная организация эксплуатации автоматических линий может оказаться весьма эффективной для устранения этого недостатка. В таком случае, как говорят, осуществляется наблюдение за работой (мониторинг) автоматической линии. Управление самой работой автоматической линии осуществляется одним из известных способов, например, релейно-контактным устройством или программируемым логическим контроллером. Мониторинг осуществляется специальной системой. Эта система называется также автоматизированной системой управления эксплуатацией автоматической линии. Она реализуется различными средствами, в том числе с использованием ПЛК, или универсальных компьютеров, или компьютерных сетей.

Структура функций системы мониторинга работы автоматической линии приведена на рис. 16.5.

Эта система должна обеспечивать поддержание работоспособности комплекса оборудования автоматической линии в течение всего срока ее службы, т. е. предотвращать или сводить к минимуму простои оборудования.

Для этого необходимо:

• • устранять отказы комплекса оборудования своевременной заменой или восстановлением отдельных элементов (деталей, блоков, узлов, агрегатов), что является функцией системы ремонта;
• • своевременно выявлять и предупреждать неисправности, повышать долговечность оборудования путем уменьшения интен-

Рис. 16.5. Структура функций системы мониторинга комплекса автоматического оборудования сивности его износа и проведения диагностических проверок, а также снабжать линию соответствующими и качественными заготовками, оснасткой, маслами, смазывающе-охлаждающими жидкостями и т. д., что определяет задачи системы обслуживания.

Система мониторинга работы такого сложного объекта циклического действия, каким является автоматическая линия, решает следующие задачи:

• • количественный учет движения единиц продукции по технологическим и транспортным операциям, по складам и по постам ОТК;
• • выдача информации по рабочим местам для проверки соответствия фактического и запланированного хода производства;
• • определение необходимости производства переналадок или подналадок в связи с окончанием обработки партии деталей или в связи с аварийным отставанием фактического выпуска деталей от запланированного;
• • определение очередности запуска в обработку партий деталей;
• • определение размера партии при запуске в обработку детали очередного наименования;
• • определение приоритетов в снабжении и обслуживании рабочих мест;
• • определение необходимости привлечения руководителей и других лиц, принимающих решения (ЛПР), для использования имеющихся резервов производства;
• • определение необходимости и момента начала регламентных работ по контролю оборудования, смене инструмента и т. д.;
• • вызов персонала служб обслуживания (электриков, электроников, гидравликов, ремонтников-механиков и др.) на рабочие места и осуществление оперативной связи с ними и руководства ими;
• • передача и регистрация запросов и распоряжений;
• • проверка наличия средств обеспечения и уровня запасов на складах;
• • осуществление оперативной связи с обслуживающим персоналом и с персоналом складов.

Автоматическое решение этих многочисленных задач основано на сравнении фактических данных по ходу производственного процесса с нормативами, определении их отклонений, оценке этих отклонений и принятии соответствующих управляющих решений. Отклонения от внутрисменного графика производства обычно индицируются непосредственно на рабочих местах, где автоматизируется первичный учет путем установки датчиков, работающих на локальные счетчики.

Организация рациональной эксплуатации комплекса автоматического оборудования на основе мониторинга сводится к осуществлению связей, координирующих управление материальными и информационными потоками, причем каждый из этих потоков должен иметь свою качественную и количественную характеристики.

Условия ведения производства на комплексе автоматического оборудования и учет влияния окружающей среды (отказы и изменения в состоянии оборудования, изменение материальных потоков по качеству и количеству и т. д.) являются вероятностными. Поэтому для управления работой такого комплекса оборудования необходимо также организовать информационные потоки, отражающие количественные характеристики рабочих параметров всего производственного процесса и текущего обслуживания. Подобные информационные потоки должны также содержать данные, например, о температуре воздуха в цехе, поскольку ее повышение приводит к нарушениям работы гидравлических и смазочных систем, повышенному нагреву эталонов измерительных устройств и т. д. Источниками этой информации являются датчики, установленные на оборудовании, а также датчики состояния окружающей среды.

В качестве датчиков состояния оборудования могут быть использованы элементы управления работой и осуществления элементов рабочего цикла оборудования, а именно различного рода концевые выключатели, органы оперативного управления, блок-контакты пускателей электродвигателей и др.

Вся информация, вырабатываемая системой мониторинга, делится на три группы:

• • периодическая информация, выдаваемая на печать или визуализируемая каким-либо другим способом в заранее установленные периоды времени, например в конце каждой смены; эта информация составляется не только на основании показаний датчиков, но и на основании устройств ручного ввода данных по отчетам службы механика, электрика, бюро инструментального хозяйства и др.;
• • оперативная информация (например, сигнализация о факте возникновения отказа и о месте его возникновения), выдаваемая на печать или визуализируемая каким-либо другим способом по мере ее выработки, а не в заранее установленные моменты времени; места визуализации оперативной информации (табло, дисплеи и др.) должны быть максимально приближены к тому оборудованию, которое является источником подобной информации;
• • информация, поступающая по требованию, а не в заранее установленные моменты времени и независимо от факта ее изменения, например справка о браке или о числе произведенных годных деталей того или иного наименования.

Для осуществления эффективного мониторинга в информации, выдаваемой соответствующей системой, должны содержаться следующие сведения:

• • о производительности всего комплекса оборудования и его отдельных единиц;
• • об уровне имеющихся запасов по заготовкам, полуфабрикатам и готовым изделиям;
• • о величине межоперационных заделов в промежуточных емкостях и в транспортных устройствах;
• • о фонде времени работы и простоев оборудования, включая данные о календарном и рабочем времени отдельных единиц оборудования, времени их простоя и коэффициенте использования;
• • о длительности цикла работы оборудования и о выполнения отдельных элементов цикла с фиксацией и анализом отклонений от нормы;
• • об отказах с дифференциацией простоев отдельных единиц оборудования, причем указываются следующие возможные состояния отдельных элементов: элемент работает, элемент не включился, элемент не отключился, короткое замыкание элемента на землю, время работы элемента отклоняется от нормы (завышено или занижено);
• • о наладке оборудования, например, время, затраченное на наладку оборудования;
• • об объеме годной продукции и брака, о подсчете заготовок, о подсчете годных деталей того или иного качества, о подсчете бракованных деталей применительно к видам дефектов;
• • о техническом состоянии оборудования, включая отклонения от норм нагрева отдельных компонентов, например подшипниковых узлов, масла в гидросистеме и в системе смазки, о давлении, вибрациях и т. д.;
• • о фактическом состоянии режущего и вспомогательного инструмента и о необходимости его замены;
• • о ресурсе (заданном, израсходованном и оставшемся) режущего и вспомогательного инструмента и о моментах принудительной замены того или иного инструмента.