Детальная информация

Данная работа посвящена построению цифровой модели автоматизированной установки FESTO MPS-500. В процессе работы был реализация на языке Python, отражающее поведение и взаимодействие шести распределенных станций, тележек, а также физику перемещений и событийную логику управления. Целью работы является разработка, программная реализация и тестирование цифровой модели интегрированной системы управления установки, а также анализ её функционирования при различных условиях. Реализация моделей через систему взаимодействующих классов и структур в Python. Для учета времени применены расчетные формулы с учетом давления, массы изделий, потерь воздуха и напряжения. По результатам работы реализованы две модели. Первая – отражающая базовую работу с одной шайбой. Вторая – усовершенствованная, с нагрузкой четырех шайб на тележку, многоступенчатой фрезеровкой и распределенной логикой возврата изделий. Был проведен сравнительный анализ: новая модель позволяет сократить время производственного цикла более чем на 30% и значительно повысить загрузку тележек. Полученные результаты могут быть использованы в учебных симуляторах, а также при обучении специалистов по автоматизации и моделированию. Цифровая модель FESTO MPS-500 позволила выявить слабые места в логике работы установки и обосновать необходимость перехода к более эффективной архитектуре взаимодействия станций между собой.

This work is devoted to the construction of a digital model of the automated FESTO MPS-500 installation. In the process, there was a Python implementation reflecting the behavior and interaction of six distributed stations (Distributing, Testing, Handling 1, Processing, Handling 2, Sorting), trolleys, as well as movement physics and event control logic. The purpose of the work is to develop, programmatically implement and test a digital model of an integrated plant control system, as well as analyze its functioning under various conditions. Implementation of models through a system of interacting classes and structures in Python. Calculation formulas have been applied to account for time, taking into account pressure, mass of products, air loss and voltage. Based on the results of the work, two models have been implemented. The first one reflects the basic work with one washer. The second is an improved one, with a load of four washers on a trolley, multi–stage milling and distributed product return logic. A comparative analysis was carried out: the new model makes it possible to reduce the production cycle time by more than 30% and significantly increase the loading of trolleys. The results obtained can be used in training simulators, for pre-debugging PLC logic, as well as for training specialists in automation and digital system modeling. The digital model of the FESTO MPS-500 made it possible to identify weaknesses in the logic of the installation and justify the need to switch to a more efficient architecture for the interaction of stations with each other. The work demonstrated how realistic modeling can contribute to the optimization and digitalization of production processes.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Теоретические основы цифрового моделирования и систем управления производственными процессами
  • 1.1 Определение и классификация цифровых моделей
  • 1.2 Обзор систем управления технологическими процессами
• 2 Анализ объекта моделирования
  • 2.1 Характеристики объекта моделирования
  • 2.2 Аппаратная платформа
  • 2.3 Описание алгоритма работы установки
  • 2.4 Методология и инструменты цифрового моделирования
• 3 Реализация цифровой модели установки
  • 3.1 Обоснование необходимости моделирования
  • 3.2 Архитектура программной реализации
  • 3.3 Логика взаимодействия между станциями
  • 3.4 Реализация первой модели
  • 3.5 Учет физики и расчет времени
  • 3.6 Анализ производительности и выявление узких мест
  • 3.7 Реализация улучшенной модели
  • 3.8 Сравнительный анализ моделей
  • 3.9 Выводы по реализации цифровых моделей
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В