基于離散事件仿真機(jī)理的生產(chǎn)自動(dòng)化控制

呂有忠

摘要：在機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究中，先對(duì)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制做出探究性分析，使用工具箱Simevents的仿真機(jī)制，并采用實(shí)例對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，生成復(fù)雜混雜邏輯行為機(jī)制的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)仿真機(jī)制在生產(chǎn)系統(tǒng)尤其在分布式智能控制中有很好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：仿真；離散事件；生產(chǎn)控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）05-0010-01

1 引言

Simevents是一類(lèi)工具箱之一，由Matlab提供，其功能是十分強(qiáng)大的，其主要功能為設(shè)計(jì)與分析，而在分析與設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了基于事件驅(qū)動(dòng)的仿真系統(tǒng)，由于符合自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理，為此，該工具更適宜在生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用[1]。本次研究使用的分析工具為Simevents，對(duì)機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的控制問(wèn)題，做出了分析。

2 基于離散事件的自動(dòng)化控制機(jī)理

自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)控制中，仿真工作的應(yīng)用機(jī)理主要表現(xiàn)為事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制。以各類(lèi)規(guī)則為依據(jù)，生成了事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)核心元素實(shí)體，結(jié)合實(shí)際情況，在屬性當(dāng)中，實(shí)體涵蓋的對(duì)應(yīng)信息是包含在內(nèi)的。仿真功能多涵蓋下述幾種：實(shí)體與屬性與simulink等。在控制流程中，機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)呈現(xiàn)鮮明的事件驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)，以生產(chǎn)訂單為中心，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行制定與驅(qū)動(dòng)。

訂單中一部分內(nèi)容為加工零件，或者將其視作仿真系統(tǒng)中的實(shí)體，為零件制定生產(chǎn)工藝流程，同時(shí)分解生產(chǎn)單元級(jí)別，對(duì)系統(tǒng)中零件的流動(dòng)流程進(jìn)行控制。加工設(shè)備生產(chǎn)單元用作服務(wù)器，以此處置零件，一些功能模塊規(guī)劃加工路徑，如實(shí)體功能模塊與排隊(duì)功能模塊，可及時(shí)提供的信息有設(shè)備的利用率與零件的排隊(duì)等，此外，通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)功能，可分析生產(chǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)，評(píng)估產(chǎn)量等。

3 基于離散事件仿真的自動(dòng)化系統(tǒng)

Simevents的機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)的構(gòu)成部分主要包括三部分。第一部分為生產(chǎn)制作信息處理，還涵蓋了生產(chǎn)訂單的處理，產(chǎn)品族工藝規(guī)程制定也是其中相關(guān)工作。第二部分是決策，負(fù)責(zé)的工作包括決策工藝流程及執(zhí)行工序。第三部分為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，并對(duì)性能做出分析。此處僅對(duì)以上兩部分做出說(shuō)明。

（1）生成零件工藝規(guī)程描述與生產(chǎn)計(jì)劃。其涵蓋了兩方面的內(nèi)容：一項(xiàng)內(nèi)容是，描述各零件族在生產(chǎn)系統(tǒng)中的工藝規(guī)劃，接著形成訂單，對(duì)生產(chǎn)順序做出安排。系統(tǒng)以訂單內(nèi)涵蓋的零件族類(lèi)型和生產(chǎn)數(shù)目為依據(jù)，形成運(yùn)行實(shí)體，應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)離散生產(chǎn)系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)體，給予其屬性，先描述詳細(xì)加工零件的生產(chǎn)制造信息，信息中涵蓋了工藝流程與工序計(jì)劃，其中，工藝規(guī)程針對(duì)的是各零件，工序計(jì)劃針對(duì)的是各生產(chǎn)單元。要完成這部分的工作，需要借助仿真工具箱的實(shí)體生成與屬性功能。

（2）執(zhí)行加工路徑?jīng)Q策與生產(chǎn)單元生產(chǎn)過(guò)程。路徑?jīng)Q策堅(jiān)持的原則：a.特征和所對(duì)應(yīng)的工序是保持獨(dú)立的，然而，當(dāng)保持條件特定下，可與其余工序合并起來(lái)，只用作工序內(nèi)的工步；b.特征內(nèi)與特征間的所有加工具有不同的加工精度要熱處理要求，產(chǎn)生的工序也有所不同；c.基準(zhǔn)具有基本特征，在零件設(shè)計(jì)于加工作為基準(zhǔn)，和附加特征的基準(zhǔn)間產(chǎn)生關(guān)系，很大程度上影響了工序。加工單元是一部分，物料加工單元是另外一部分。事實(shí)上，物料運(yùn)輸單元以零件工藝規(guī)程為依據(jù)，對(duì)各單元零件的加工路徑進(jìn)行調(diào)度，該系統(tǒng)的完成采用了嵌入式Matlab函數(shù)，其中，在具體應(yīng)用過(guò)程中還使用到了實(shí)體路徑規(guī)劃功能塊，自定義的嵌入式函數(shù)在零件于加工單元完成后，升級(jí)零件工藝，借助上述功能模塊，傳輸更新的模塊，經(jīng)由輸送線，交由接下來(lái)一個(gè)工作單元，由輸送線負(fù)責(zé)整體輸送流程的工作[2]。

4 引入實(shí)例，探析生產(chǎn)自動(dòng)化控制

在自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)控制的研究中，我們引入生產(chǎn)線通控制實(shí)例，該實(shí)例物理構(gòu)成包括兩部分，一部分物料存儲(chǔ)系統(tǒng)，另一部分是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。其中，物料存儲(chǔ)系統(tǒng)由堆垛機(jī)構(gòu)成，在物料運(yùn)送方面，使用了混合連接運(yùn)送線，這種送線方式構(gòu)成包括皮帶式輸送機(jī)與轉(zhuǎn)角平移機(jī)等，原系統(tǒng)的構(gòu)成包括內(nèi)雕工作單元保留，其中，內(nèi)雕機(jī)是內(nèi)雕工作單元保留的一部分，該工作單元1用作本例系統(tǒng)，此外，又將2個(gè)工作單元添加至其中，也就是外雕單元、數(shù)控加工單元，其中，外雕單元有2個(gè)工作單元，其構(gòu)成為三自由度外雕機(jī)，數(shù)控加工單元有3個(gè)工作單元，其構(gòu)成為XY工作平臺(tái)。系統(tǒng)控制將研祥工控機(jī)IPC作為硬件方案，以此為核心開(kāi)展工作，PLC+交流變頻控制物料運(yùn)送線，生產(chǎn)單元使用了PC，參照個(gè)人電腦控制系統(tǒng)，在整體生產(chǎn)線上，采用總線技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)連接，以現(xiàn)場(chǎng)總線為前提條件，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化控制工作。

5 結(jié)語(yǔ)

事件工具箱通過(guò)仿真對(duì)離散制造運(yùn)行機(jī)制是否合理做出判定，為其余工具箱在在綜合環(huán)境中提供強(qiáng)有力的輔助支撐，這類(lèi)工具應(yīng)用在機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)中，是比較適宜的。從研究能夠看出，在制造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，仿真系統(tǒng)發(fā)揮了自身能力，有一定的優(yōu)勢(shì)。基于這種軟件控制系統(tǒng)，讓多項(xiàng)不易實(shí)現(xiàn)的工作變成可能，如邏輯設(shè)計(jì)與實(shí)施與加工設(shè)備制造信息的融合等，該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在最后階段形成，實(shí)施混雜邏輯行為，基于事件機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)智能分布式控制。

參考文獻(xiàn)

[1]孫曉峰，王中杰.基于Matlab/Simevents的網(wǎng)絡(luò)仿真研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2007，4（12）：1254-1257.

[2]黃雪梅.基于Simevents的機(jī)電自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)控制[J].航空制造技術(shù)，2015，（20）：83-85.endprint