Введение к работе
Актуальность проблемы, В настоящее время резко возрос спрос на стальные трубы большого и сверхбольшого диаметра в диапазоне от 1020 мм до 1420 мм и выше. Это объясняется строительством новых магистральных нефте- и газопроводов, а также нефтепродуктопроводов, реконструкцией действующих магистральных нефтегазопроводов и расширением ремонтно-восстановительных работ на действующих трубопроводах.
Между тем производство такого рода труб до последнего времени на отечественных предприятиях отсутствовало, и такие трубы было необходимо приобретать за рубежом, по ценам, устанавливаемым в условиях монополии.
Большая потребность в такого рода трубах ведет к необходимости создания соответствующих производств. Подобные производства должны быть типовыми, но не с точки зрения их распространенности (производства такого рода носят достаточно уникальный характер), а с точки зрения безальтернативное применяемого технологического процесса. Создаваемое производство должно обладать способностью переналадки на выпуск труб такого же класса (то есть большого и сверхбольшого диаметра), но различных марок, отличающихся используемыми исходными листами и сочетанием длины трубы, ее наружного диаметра и толщины стенок,
Система автоматизации создаваемого типового и в то же время уникального производства труб большого и сверхбольшого диаметра, помимо функций обеспечения выполнения такого рода автоматического цикла, осуществления взаимосвязей с окружающей производственной и экономической средой и, в случае необходимости, переналадки, должна обеспечивать высокую степень структурной и технической надежности этого производства, простоту и быстроту его переналадки, а также поведение в аварийных, заранее неописанных ситуациях, не приводящее к дополнительным поломкам дорогостоящего уникального технологического оборудования.
Цель исследования: Разработать методы построения систем управления, обеспечивающих выполнение требований по качеству продукции и переналажи-ваемости оборудования.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели использовались основные положения теории конечных автоматов, эвристические методы теории исследования операций, методы диспетчирования и организации взаимосвязей производственных комплексов с окружающей средой, а также средства современной техники управления и компьютеризации. Научная новизна:
произведен анализ методов и технических средств построения автоматизированных технологических процессов получения металлических труб большого и сверхбольшого диаметра и предложены двухуровневая иерархическая система управления, обеспечивающая повышение живучести производственного
комплекса, и использующая целочисленное линейное программирование методика распределения функций управления по уровням иерархии, предложена структура универсальной программы для ПЛК, соответствующая принципам «чистой процедуры», что существенно (в 2,5...3,0 раза) снижает время «привязки» программируемого логического контроллера к конкретному производству такого рода.
предложены эвристические алгоритмы планирования и диспетчирования типовых производств такого рода, а также алгоритм оптимизации соотношения между периодичностью планово-профилактических работ и их длительностью, значительно (в 1,5 ... 2,0 раза и более) повышающие эффективность эксплуатации такого рода производств.
построены имеющие общее значение номограммы, позволяющие дать количественные оценки повышению безотказности двухпроцессорных ПЛК по сравнению с однопроцессорными.
для производств такого типа предложена методика формирования аварийных сигналов в нештатных ситуациях.
Практическая ценность работы. Созданные система управления и методика ее использования позволяют автоматизировать производственные процессы изготовления труб большого и сверхбольшого диаметра, что было практически использовано на трубопрокатном заводе.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» инженерного факультета Российского университета дружбы народов в 2002 - 2004 гг., а также на научно-технических конференциях Российского университета дружбы народов в 2002 - 2004 гг. и на IX международной научно-технической конференции, Пенза, Россия, 27-28 мая 2004г.
Публикации. По результатам проведенных исследований и разработок опубликовано 3 работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и рекомендаций, общих выводов, списка использованной литературы (111 наименований) и 1 приложения. Работа содержит 146 страниц машинописного текста, 20 рисунков, 3 таблицы.
