Задачи анализа систем контроля и управления технологическим процессом
Анализ систем управления технологическими процессами – это совокупность исследований, главная цель которых - модернизация производства и замена физического труда, тратящегося на управление механизмами и машинами, специальными устройствами, обеспечивающими это управление.
Благодаря высокой экономической эффективности, технологической целесообразности, а также в некоторых случаях эксплуатационной необходимости, системы автоматизации получили широкое распространение на транспорте, в промышленности, в торговле, в технике связи и т. п. Основные предпосылки внедрения систем автоматизации:
- Более эффективное использование экономических ресурсов, к которым относятся энергия, сырье, оборудование, рабочая сила и капиталовложения.
- Улучшение качества готовой продукции.
- Обеспечение однородности готовой продукции.
- Увеличение уровня надежности эксплуатации установок, сооружений и технологического оборудования.
Автоматизация производства - процесс в развитии машинного производства, при котором функции контроля и управления, выполнявшиеся ранее человеком, передаются автоматическим устройствам и приборам.
Инженерный анализ систем автоматического контроля и управления технологическим процессом
Инженерный анализ систем автоматизации - совокупность исследований, которые предназначены для проверки работоспособности системы, определенных эксплуатационных характеристик составляющих системы, а также конструкций и технологического оборудования при заданных условиях.
Для инженерного анализа систем автоматизации могут использоваться различные средства, одними из самых распространенных являются CAE-системы, которые представляют собой программное обеспечение, предназначенное для расчета, анализа и симуляции физических процессов при решений инженерных задач. Такие системы широко применяются в современных машиностроении, энергетике, авиастроении, строительстве и индустрии новых материалов. Они позволяют моделировать поведение оборудования в реальных условиях при эксплуатации при помощи расчетных методов. CAE-системы делятся на:
- Системы полнофункционального инженерного анализа, которые обладают мощными средствами, большими хранилищами для сеток конечных элементов, а также разнообразных физических процессов. В данных системах предусмотрены собственные средства моделирования геометрии. Помимо этого, имеется возможность импорта через промышленные стандарты Parasolid, ACIS. Самыми известными системами полнофункционального инженерного анализа являются ANSYS/Multiphysics, AINASTRAN и MSC.NASTRAN.
- Системы инженерного анализа, которые встраиваются в тяжелые системы автоматического проектирования. Данные системы обладают значительно менее мощными средствами инженерного анализа, но при этом они ассоциативны с геометрией, то есть могут отслеживать изменения модели. Расчетные данные в них структурированы и интегрированы в общую систему проектирования тяжелой системы автоматического проектирования. К таким системам относятся Pro/MECHANICA для Pro/ENGINEER, Unigraphics NX CAE для Unigraphics NX, Extensive Digital Validation (CAE) для I-deas, Catia CAE для CATIA;
- Системы инженерного анализа среднего уровня, которые не обладают мощными расчетными возможностями, хранят данные в собственных форматах. Некоторые из них могут быть включены в состав интерфейса в CAD-системе, другие способны считывать геометрию из CAD. К первому типу относятся COSMOS/Works, COSMOS/Motion, COSMOS/FloWorks для SolidWorks Трехмерная проектная среда, а ко второму visualNastran, Procision.
При помощи CAE-системы можно осуществлять гидродинамический и термический анализ, прочностной анализ компонентов и узлов, кинематические исследования, оптимизацию управления и контроля технологическим процессом, моделирование процессов. Процесс работы с CAE-системой делится на три этапа: предварительная обработка, при которой определяются характеристики модели и факторы внешней среды; анализ и принятие решений; обработка результатов.
