CC BY
7Неорганическая часть состоит из: оксидов кремния и железа (песок и продукты коррозии), а также небольшие количества (менее 1%), соединения натрия, алюминия, цинка и других металлов.
Исследования, представленные в таблице Зпока-зали, что содержание органической части отложений АСПО парафиноцерезиновых компонентов с температурой плавления 70-80° С составляет 30-75 % (масс), в то время как в самой нефти содержание высокоплавких углеводородов не превышает нескольких процентов, что позволяет использовать АСПО, что свидетельствуют о перспективности использования АСПО
Исследование состава и свойств АСПО разных месторождений также показало значительное различие характеристик, и следовательно, необходимость выбора варианта переработки, а именно, для получения парафиноцерезиновых композиций и битумов.
Решение проблемы использования АСПО включает:
- извлечение твердых нефтешламов из амбаров;
- первичная очистка АСПО от воды и механических примесей с выделением органической части;
- выделение органической части в зависимости от выбранного варианта переработки. Организация извлечения и переработки АСПО позволяет расширить ресурсы сырья для производства пластичных смазок изоляционных материалов и других товаров народного потребления, с то же время, значительно улучшить экологическую обстановку в нефтяных регионах
Литература
1. К.М.Бадыштова, Т.Н.Шабалина, О.М. Елашева. и др Альтернативное сырье для производства парафи-ноцерезиновой композиции. «Химия и технология топлив и масел»,№3,1996г.с 35-37
2. Елашева О.М. Мониторинг сырья - основа эффективной технологии его переработки/О,М.Елашева, Т.А.Устинова и др. Химия и технология топлив и ма-сел.-2003, №3-с.9-11.
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ ГИБКИХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Ермаков Александр Станиславович
кандидат техн. наук, доцент, Российский Государственный Университет туризма и сервиса, г. Москва
REQUIREMENTS TECHNOLOGICAL EQUIPMENT FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEMS
Ermakov Alexander S., Сandidate of Sciences, associate Professor Russian State University of Tourism and Service, Moscow
АННОТАЦИЯ
Построение эффективного процесса для выпуска различных по характеристикам и параметрам продукции требует создания гибких технологических систем. Системный анализ и функционального моделирования позволило установить требования к оборудованию, используемому в гибких технологических системах швейных процессов. Установлено, что структурное построение технологического оборудования наиболее рационально сформировать на основе построения структурных единиц: гибких швейных технологических систем. К тому же предложено рабочий процесс гибких швейных технологических систем вести с применением гибкой технологии машинного стежка. Полученные результаты могут быть использованы при создании гибких технологических систем и, в частности, при разработке гибких швейных технологических производств для индивидуального пошива изделий, малой и средней мощности.
ABSTRACT
Building an effective process for the production of different characteristics and parameters of production requires the creation of flexible manufacturing systems. Systems analysis and functional modeling has allowed to establish requirements for the equipment used in flexible techno-logical systems sewing processes. It was found that the structural construction of process equipment in the most rational form based on the construction of structural units: flexible sewing technology systems. In addition, the suggested workflow flexible sewing technology systems lead to the use of flexible technology machine stitch. The results can be used to create flexible manufacturing systems and, in particular, the development of flexible sewing technology industries for tailoring products, low and medium power
Ключевые слова: гибкие производства, технологические возможности, швейные машины.
Keywords: flexible production, technological capabilities, sewing machines.
Для повышения эффективности использования технологического оборудования в производстве изделий, как существующего оборудования, так и проектируемого - необходимо точно знать требования к его характеристикам и показателям. Наиболее рациональным способом организации производства отвечающего сменяемости конструктивно-технологических характеристик производимых изделий является гибкие технологические системы (ГТС). Однако существующее в литературе требования [2,
4, 7, 8] к технологическому оборудованию для ГТС отражают лишь отдельные его параметры и не учитывают возможного всего его разнообразия.
В данной статье выполнен системный анализ требований к различным составляющим технологического оборудования для обеспечения функциональной его гибкости.
Объектом исследования являлось функционирование швейных машин в гибких технологических системах,
их структурный состав и факторы, влияющие на качество и надежность их рабочих процессов.
При этом методами исследования являлись системный анализ, теория распознавания, классификации и моделирования процессов.
При формировании концепции построения технического оснащения гибкой технологии изготовления швейных изделий предполагает прежде всего рассмотрение характерных черт и признаков, критериев гибкости технологии, их существа и прикладного значения. Понятие «гибкость» в приложении к гибким производственным системам соотносится с их быстрой приспособляемостью, адаптивностью, легкой переналаживаемостью, относительно простой сочетаемостью с другими системами и встраиваемостью в них, с их универсальностью и разносторонностью. Понятие «гибкость» следует рассматривать как возможность получения многовариантных решений в техническом оснащении процесса с сохранением их высокой эффективности без изменений принципов технологии. Обобщенно существо гибкой технологии изготовлении швейных изделий заключается в диалектическом единстве ее унифицированности и многовариантности.
Главным в качественных критериях гибкости является применимость технологии с ее сохраняющимися неизменными основными признаками к разным начальным условиям и выдвигаемым требованиям.
В отношении технологии изготовления швейных изделий на швейных предприятиях бытового обслуживания, можно говорить о следующих неизменных основных ее признаках:
- характерный состав и наличие общих организационно-технологических единиц (технологических систем) в технологических процессах, реализующих единую последовательность и совокупность этапов изготовления изделий из исходного сырья, включающая раскрой, начальную обработку, по-узловую обработку, сборочно-монтажные временные, примерку, сборочно-монтажные постоянные и влажно-тепловую обработку;
- наличие в технологическом процессе технологических операций, использующих машинные стежки, присутствие во всех организационно-технологических единицах технологических процессов (технологических системах), а именно - предметов труда, исполнителя, технических средств, выполняющих регламентированные технологические действия;
- единая совокупность структуры применяемых аппаратов и оборудования для реализации этапов технологии и ее процессов;
- единое структурное решение машин, выполняющих соединения швейных изделий через выполнения машинных стежков;
- при возможном разнообразии парка швейных машин, определяющим фактором технологических и технических характеристик их функционирования, являются рабочие процессы выполнения ими машинных стежков.
Наиболее эффективный ее способ реализации - это построение в виде ГТС. Для использования технологического оборудования в ГТС оно должно соответствовать ряду критериев. и в соответствии с ними - быть наиболее
эффективно адаптирован к данным признакам технологии.
Для адаптации технологических возможностей швейных машин к данной технологии они должны иметь высокое значение критерия технологической гибкости. Критерием технологической гибкости швейной машины является зависимость от количество технологических функций выполняемых швейной машиной и ее отношение к затратам на их исполнение. Машины с высоким критерием технологической гибкости имеют значительную долю технологических операций, выполняемых ими, в общем количестве технологических операций процесса изготовления швейных изделий в технологической системе производства с возможностью обратимости (восстановления в исходное состояние) и адаптации к изменениям условиям функционирования.
Также принятые в гибкой технологии и другие критерии оценки гибкости оборудования:
- коэффициент загрузки машины в процессе, как соотношение трудоемкости операций, выполняемых в процессе машиной к общей трудоемкости изготовления процесса;
- гибкость - количественное изменение технологических характеристик (параметров) швейной машины (технологической системы) к общему количеству технологических параметров процесса;
- обратимость - затраты на переход, наладку, управление машиной с одной технологической операции на другую;
- адаптация - степень приспособления к условиям эксплуатации и др.
Но не один из рассмотренных критериев не указывает на количественные их параметры для проектируемых процессов. Исследование необходимого уровня гибкости технологического оборудования в реализации ГТС швейных изделий необходимо вести, с учетом возможной: разновидности обрабатываемых материалов, разнообразия ассортимента изделий, расширения областей применения материалов и изделий, многовариантной реализации технологии при ремонте изделий из различных по качеству и составу материалов. При этом гибкость реализации технологии рассматривает многовариантность компоновочных решений технологических процессов, масштаб и мощность технологических линий, возможность встраивания технологии в инфраструктуру предприятий других отраслей, а также создания индивидуальных технологических систем, используемых в быту.
Структура и состав технологических систем определяют технологию выполнения начальной обработки, по-узловой обработки и сборочно-монтажных операций до и после примерки. Технология изготовления изделий определяется свойствами обрабатываемого материала и его конструктивно-технологическим решением, что влияет на вид машинного стежка.
Гибкость номенклатуры обрабатываемых материалов при условии обеспечения качества достигается автоматизацией (рис. 1) подбора (САМ) рационального параметров соединений и технологией их выполнения, в том числе зависит и от действий оператора и состояния технических средств.
Работа с клиентами (CRM)
Планирование и учет предприятия (ERP)
САПР+АСТПП
АРМ -
конструктора
(CAD) *
АРМ -
технолога
(CAM)
Ф
АРМ -
программного обеспечения
(CAE)
Рис. Общая структура применения технологий CALS в гибкой технологии швейных изделий
Гибкость конструктивно-технологических решений изготавливаемых изделий обеспечивается автоматизированным проектированием его конструкции (CAD) через многовариантность наличия конструктивно-отделочных элементов в изделиях при унификации отдельных технологических параметров и программного управления выполнением разнообразных геометрических их параметров, состава и сочетания в изделиях и другое.
Гибкость организационной структуры технологического процесса устанавливается за счет использование гибкой компьютеризированной системы управления (SCADA) связями между организационно-технологическими единицами, группирования технологических операций по свойствам обрабатываемых материалов и формированием для технологического процесса состава технологических систем с разнообразными технологическими возможностями, транспортными средствами и организационной оснасткой, мобильным кадровым обеспечением и др.
Гибкость технологии на каждом этапе изготовления швейного изделия может быть обеспечена за счет автоматизации ее проектирования (САМ) и определения структуры и состава технологических операций, управления технологическими режимами в которых производится через использование швейных машинах с электронным управлением (CNC), автоматизировано функционирующих и управляющих приемами выполнения операции (действий вспомогательных, основных и заключительных) по разработанному программному обеспечению (CAE). Технологические связи между операциями в процессе осуществляются с использованием системы управления технологическим процессом (SCADA).
Таким образом, ГТС швейных изделий требует применения разнообразного состава структурных ее элементов - гибких швейных технологических систем. Под гибкой швейной технологической системой (ГШТС) понимаем совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства (обрабатываемый материал и сырье) и исполнителей для выполнения в регламентируемой гибкой технологией выполнения операций с возможностью быстрой их сменяемости, восстанавливаемости и адаптируемости к обрабатываемым материалам, параметрам операции и процессу.
Понятие ГШТС позволяет рассматривать с единых позиций функционирование швейной машины в этой технологической системе при реализации организационной, структурной и технологической видов ее гибкости.
Основа гибкости ГШТС и определяется при формировании ее технологических возможностей (рис. 2).
Параметры функционирования ГШТС устанавливаются из требований потребителя, принятой системе и технологии оказания. Во многом гибкость ГШТС устанавливается возможностями ее технологических средств, т.е. технологическими возможностями рабочих процессов швейных машин.
Параметры функционирования швейной машины в гибкой швейной технологической системе устанавливаются из требований технологии выполнения швейных операций при пошиве изделий. При выполнении швейных операций образованием цепных стежков на ГШТС возможно изменение следующих ее характеристик:
- технологических (параметры операции, шва, строчки, стежка на полуфабрикате, нитки, материал);
- технических (частота вращения главного вала, мощность, уровень шума, вес, габариты, дополнительные устройства, инструменты);
- эксплуатационных (система управления и степень автоматизации, самовосстановления, квалификация оператора и др.);
- сервисных (система диагностики, виды обеспечений) и др.
Оператор, эксплуатирующий ГШТС, должен иметь выполнять, совершенствовать и моделировать разнообразные технологические решения изделия. Это возможно если переход с одной технологической операций на другую происходит с минимальными усилиями и затратами как временными, физическими так и интеллектуальными. При таком решении данной проблемы требует создания ГШТС с применением интеллектуальной гибкой швейной машины, реализующим гибкую технологию машинного стежка. Под гибкой технологией машинного стежка (ГТМС) представляем технологию взаимодействия рабочих инструментов с нитками(ой) и обрабатываемым материалом при образовании машинных стежков с различными технологическими параметрами и режимами с возможностью, автоматизированной их переналадки, управления, самодиагностики и самоорганизации. Основными требованиями к ГТМС:
• адаптируемость к изменениям: пакета материала; моделей изделий, т.е. способность простого и
быстрого переключения с одного параметра обработки на другой; • надежность рабочих процессов: устойчивость к возмущениям, к изменениям режимов обработки; стабильность; восстанавливаемость.
• простата в эксплуатации и управлении и др.; Таким образом, ГШТС должна отвечать требованиям, представленным на рис. 3.
Условия производства (мощность, площадь, средства)
Ч
41
ь
В
и;
41
£
с:
С
Изделие
1. Вид и фасон
2. Кол-во трудоемкость и режимы выполнения операций
3. Длина и конфигурация швов
4. Волокнистый состав, толщина и цвет обрабатываемого материала ....
Режимы ТНО Смена ниток
Смена рабочего инструмента Регулировка натяжения Регулировка параметров строчки Смена СММ Смена оргоснастки Смена типа стежка.....
Организационная
операция Наименование Вид
Режимы
Инструменты
Очередность
Обработка изделия
Т~~г
Квалификация оператора
ШГТС
Й
5 Н
К [—
Э I
§ Ё
5 1
« Е
и *
В с
я I« с
а «
К >С
К Б
св I-
§ §
* I
СО &
К й Л £
"С
Рисунок 2. Факторы, влияющие на параметры гибкой швейной технологической системы
Требования к характеристикам гибкой швейной технологической системе (ГШТС)
Общие экономические
о К К о
N
о Л
Л
гу
См
о я н о
о ^
й и
о о и о о
Я га
я о ч й к
Л о н й
н к
о
К н Л о о о
й «
К И
о &
гу я н о
о ^
й и о К
к й Я О
ю о Л н о К Я
н о н о я н о о О
Й Л
н й
СО
X
Я к л
ч й
Ё К й И
я
й
я
й
й «
Л н
Л
н о о к
Л
ч
о
Ё
«
о я со К о Л
С
к й Я
о «
Л
о ю о й и
СО
о и ю к и
Л
н о о
и Й я к ч я й к й н о о о
га
гу &
Ё
й <
Технологические
К техническому оснащению
к рабочим процессам
Рисунок 3. Структура требован ий к характеристикам швейной технологическо й системы
Таким образом, обеспечение ГТС может быть достигнуто за счет использования комплекса различных видов обеспечений (рис. 4).
Гибкость технологической системы определяется теми возможностями, когда в ней, с учетом спроектированных параметров конструктивно-технологического ре-
шения по обработке изделия, могут изменяться ее характеристики с обеспечением ее высокой производительности и качества работы в процессе.
В ГШТС реализуются технологические способы обеспечения гибкости через каждую ее структурную составляющую от сырья, предметов труда до оператора (см. фрагмент табл. 2).
ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГТС
Методическое Программное
1
Инфо ионн эмац ое
0
-е-
1
0
1
т о т га с^ с О
с!
Ш
Рисунок 4. Виды обеспечений гибких технологических систем (ГТС)
В швейных гибких технологических системах используются технические средства (швейные машины) с гибкой системой управления ее рабочими процессами с быстросменными или многопозиционными рабочими инструментами (табл. 1), средствами технологической оснастки с учетом свойств обрабатываемых матери-ало в и п рименяемых ниток, использование которых в операции и действия оператора (если предусматривается его
участие) осуществляется по программе, разработанной в системе автоматизированного проектирования технологии (САМ) и другое.
Обеспечение функциональной гибкости швейной машины достигается прежде изменением параметров ее рабочих процессов с помощью средств (рис.5), участвующих в образовании машинного стежка.
Таблица 1
Технические средства обеспечения функц иональной гибкости тех н ических средств технологической системы
Уро- I II III IV
вень
Объ Рабочий инструмент Механизм Машина Установка
ект
Споиоб обоипочония гибкости объекта Быитроиъемный Многопозиционная установка Переключение из одной позиции в другую Установка дополнительных деталей на нем Комбинирование способов а> К (н ^У а ЧД С переналаживаемым конструктивным решением В съемном модуле, агрегатном устройстве или приставке Подключаемый к - или отключаемый от образования стежка С управляемыми по программе параметрами С многопозиционной установкой Комбинирование способов а> К (н £ Многофункциональные возможности механизмов Дополнительный набор механизмов и устройств Управление параметрами механизмов по сменяемому Управление параметрами механизмов через ЧПУ Комбинирование способов к (н а Д Смена машин на рабочем месте по программе Изменяемая комбинация машин в установке Поворотный стол Роботизированный комплекс Система транспортных связей между машинами Комбинирование способов к (н а Д
лизации данного требования необходимо совершенствование систем управления и диагностирования [1, 3, 5]. А для эксплуатации данного оборудования необходимо особая подготовка кадрового обеспечения производства [6]. Организационная гибкость ГШТС при построении различного организационно-технологического решения процесса достигается за счет возможности изменения (адаптации) ее технологических возможностей к конструктивно-технологическим решениям изготовления швейных изделий.
Таблица 2
Технологические способы обеспечен ия ГШТС
№ 1
2
Применение автоматизированного управления параметрами (CNC) технологической операции, применения технических средств с требуемыми характеристиками (см. табл.1), а также управлением транспортно-технологиче-скими связями между операциями в одной системе или с другими (CAE) и другое позволяет расширить диапазон характеристик (технологических, технических, эксплуатационных, сервисных и др.) и достигнуть необходимой гибкости технических средств (швейных машин) ГШТС. Для реа-
Объект
Параметр
Результат
Пример
Натяжение нитки:
Соотношение натяжения ниток
Адаптация под изменение технологических условий
Структура
переплетения ниток в стежке
Максимальное натяжение нитки
Свойства переплетения
Не превышает натяжение нитки рациональное состояние
504 - 505 401 -
Функции ПО:
Унификация
Замена одного ПО другим
Изменение траектории движения
Типизация функций
Изменение формы и
функциональности
лезвия
Оптимальные условия выполнение своих функций
Рациональные свойства Изменение типа стежка
Оптимизация
функциональных
характеристик
Оптимизация параметров Ширитель -петлитель
Образование игольной петли в Зингер Замена лапки на спец лапку,
Рис. 5 Средства обеспечения гибкости процесса образования машинного стежка
Таким образом, установлены средства и принципы обеспечения функциональной гибкости технических средств ГТС и прежде всего ее технического, технологического, методического, информационного и других видов обеспечений.
Полученные результаты могут быть использованы при создании гибких технологических систем и, в частности, при разработке гибких швейных технологических производств для индивидуального пошива изделий, малой и средней мощности.
Список литературы
1. Диагностирование швейных технологических систем: монография // Ермаков А.С., Писаренко И.В. -М.: РГУТиС, 2013 - 232 с.
2. Кулу-Заде Р.А. Основы механизации производства одежды по индивидуальным заказам. - М.: МТИ, 1978 - 74 с.
3. Математическая модель рабочего процесса образования стежка на швейной машине/ Ермаков А.С.
- журнал «Вестник Ассоциации вузов туризма и сервиса» №4, М.: РГУТиС, 2008 - с. 71-75
4. Оборудование швейных предприятий: учебное пособие для студентов среднего профессионального образования, 2-е издание, стереотипное // Ермаков А.С. - М.: Издательский центр "Академия", 2004
- 432 с.
5. Проектирование механизмов краеобметочных машин предприятий сервиса: монография// Ермаков А.С. - М.: РГУТиС, 2008- 258 с.
6. Стельмашенко В.И. Направления совершенствования профессиональных квалификаций работников в области сервиса // Стельмашенко В.И., Сюткин
Г.Н., Зворыкина Т.И., Ермаков А.С. - научн. журнал Вестник Ассоциации ВУЗов туризма и сервиса. 2012. № 2. С. 29-35.
7. Сторожев В.В. Системотехника и мехатроника технологических машин и оборудования: монография / В. В. Сторожев, Н. А. Феоктистов. — Москва: Дашков и К, 2015. — 412 с.: ил.
8. Сучилин В.А. Основы структурно-конструктивной адаптации швейного оборудования к условиям функционирования/ диссертация на соиск.учен. ст. доктора техн. наук по спец. 05.02.13 «Машины и агрегаты» (легкая промышленность) - М.: МГУС, 2000.
О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ СЕТЕВОГО МОДУЛЯ SCADA СИСТЕМЫ
Евстропов Василий Александрович
Аспирант, Хакасский Государственный Университет им. Н.Ф. Катанова, г.Абакан
Швец Сергей Викторович
Кандидат технических наук, профессор, Хакасский Государственный Университет им. Н.Ф. Катанова, г.Абакан SOME ASPECTS OF THE NETWORK MODULE OF THE SCADA SYSTEM
Evstropov Vasily Alexandrovich, graduate student, Katanov Khakass State University, Abakan Shvets Sergey Viktorovich, Candidate of Science, Professor, Katanov Khakass State University АННОТАЦИЯ
Статья посвящена исследованию сетевых протоколов современных гетерогенных технологических сетей. Рассмотрены аспекты сетей реального времени. Описаны основные функциональные возможности сетевого модуля SCADA системы. Представлены результаты тестирования. ABSTRACT
The article dedicated to the research of modern heterogeneous technological networks' protocols. Were considered aspects of real-time networks. Was describe the basic functionality of the network module of the SCADA-system. Were presented results of testing.
Ключевые слова: SCADA системы, сетевые протоколы, сетевой модуль. Keywords: SCADA-system, network protocols, network module.
Введение
SCADA системы имеют большую практическую значимость для предприятий, работа которых относится к производственной деятельности. Создание подобного программного продукта поможет решить проблемы, связанные с работой оператора технологического процесса. Кроме того, данный продукт позволит отображать технологические цепочки различной сложности. Начальные требования к программному продукту были определены ранее [1]. В данной статье будут рассмотрены некоторые аспекты сетевой передачи данных в среде Borland C++.
Обязательным требованием АСУ является гибкость системы. Отказы отдельных компонентов должны устраняться в краткие сроки, при этом, не оказывая влияния на работу системы в целом. Данное утверждение справедливо, в первую очередь, к нижнему уровню АСУ, а именно к процессу сбора и обработки информации.
Особое внимание необходимо уделить промышленной сети предприятия и применяемым в этой сети протоколам. Для SCADA характерна универсальность, следовательно, модуль сетевого обмена данными должен иметь возможность работать с большим количеством протоколов. Для уменьшения времени доставки данных в диспетчерский пункт принято перекладывать функции
сбора информации на программируемые логические контроллеры. Однако это не освобождает модуль от необходимости приема данных по различным интерфейсам.
Принято различать два режима работы сети: сети мягкого реального времени (SRT - Soft-Real-Time), и сети жесткого (изохронного) реального времени (IRT -Isochronous Real-Time). В сетях SRT допускаются задержки до нескольких минут. Как правило, подобные сети используются для мониторинга систем безопасного производства, например учет электроэнергии в многоквартирных домах, состояние захвата принимающим устройством сигнала, расход трафика, и т.п. Сети IRT используют на наиболее чувствительных к задержкам производственных участках, где максимально допустимые задержки пакетов данных составляют 2-3 секунды.
Протоколы и интерфейсы технологических сетей
Рассмотрим основные протоколы и интерфейсы технологических сетей.
Industrial Ethernet
Под Ethernet подразумевают семейство продуктов для локальных вычислительных сетей, в соответствии со стандартом IEEE 802.3. Использованию в качестве промышленной связи препятствовал метод случайного доступа к сети. В настоящее время проблема решена исполь-
