Конструирование и САПР
Различных сферах деятельности человека
Тема. 5.4 Информационные технологии в
Важным направлением развитая различных отраслей промышленности является автоматизированное проектирование. В настоящее время для создания новых объектов в машиностроении, химической, энергетической, строительной деятельности широко применяются различные САПР (система автоматизированного проектирования).
В соответствии с направлением и типами объектов проектирования САПР разделяют на САПР изделий машиностроения, приборостроения, объектов строительства, технологических процессов.
В какой бы технической сфере не применялись автоматизированные средства проектирования, они включают в себя такие элементы как работа с чертежами, двух- или трехмерное моделирование объектов, прочностные расчеты необходимых конструкций ,компоновку и формирование чертежной документации в соответствии со стандартами.
Ниодин новый самолет, электровоз, станок или автомобиль может быть сделан без конструкторской и технологической документации. Разработка конструкторских решений ведется на основе применения конструкторских систем автоматизированного проектирования, такие системы называются CAD-системами (Computer Aided Design). Здесь значительную роль играет графическая часть — электронные системы черчения, — которая позволяют создавать чертежи деталей, сборочных единиц и изделий в строгом соответствии со стандартами конструкторской документации.
Создание технологического процесса производства этого объекта вводится с помощью систем автоматизированного проектирования технологических процессов — САМ-систем (Computer Aided Manufacturing). Эти системы позволяют рассчитать что, в какой последовательности и с помощью каких инструментов делать, чтобы реально сделать этот объект наиболее эффективным образом и в соответствии со стандартами изготовления.
В соответствии с существующей в России системой стандартов САПР делятся на группы по типу объектов проектирования (машиностроение, приборостроение, строительство и т.п.), по сложностиобъекта проектирования (простые объекты, средней сложности, сложные и т.д.), по уровню автоматизации проектирования, комплексности автоматизации проектирования, некоторым другим показателям. Одной из наиболее известных отечественных систем автоматизации проектирования, применяемой в машиностроении, является САПР «КОМПАС» фирмы «Аскон», включающая в себя все необходимые компоненты CAD/САМ систем.
2 Управление технологическими процессами
Естественно, что в современном производстве широко применяются автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП).
В настоящее время широко применяются многоуровневые системы АСУТП. На нижнем уровне управления, непосредственно на технологических линиях и производственном оборудовании, устанавливаются датчики, собирающие сведения о параметрах технологического процесса и исполнительные механизмы, осуществляющие воздействия на управляемые параметры. Эти датчики передают сигналы в специальные промышленные контроллеры, которые формируют управляющие команды и передают их исполнительным механизмам. Промышленные контроллеры — это специализированные компьютеры, предназначенные для сбора и анализа данных от датчиков, формирования управляющих команд для исполнительных механизмов, передачи собранной информации в общую систему управления. Эти компьютеры специально изготовляются для работы в тяжелых производственных условиях, успешно функционируют во влажных, запыленных и загрязненных помещениях, не боятся перепадов температур, вибрации и других вредных условий. При работе контроллеров не используется обычная клавиатура и, тем более мышь, у них нет мониторов и средств мультимедиа. В простых штатных ситуациях контроллер сам управляет технологическим процессом, только сообщая «наверх» данные о ходе процесса. Но в случае возникновения нештатных ситуаций вмешивается более мощная управляющая система верхнего уровня, указывая контроллеру, а через него и технологическому процессу, что и как делать.
На верхнем уровне в качестве рабочих станций используются уже привычные персональные компьютеры, на мониторах которых отображаются необходимые данные о ходе технологического процесса. Специальные системы диспетчеризации технологических процессов SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) позволяют достичь высокого уровня автоматизации в решении задач управления технологическими процессами, включая сбор, обработку, передачу, хранение и отображение информации. Когда мы по телевизору видим залы диспетчерского управления электростанциями, прокатными станами или другими производствами, то мы как раз видим верхний (диспетчерский) уровень управления технологическими процессами.