Курс лекций - Управление техническими системами, страница 12

Затем опрос памяти программ повторяется от начала до конца.Таким образом, опрос памяти программ и обмен данными периодическиповторяется в процессе управления. Однократный проход логического процессора по всей программе называют циклом полного опроса (сканирование) памяти, а время, в течение которого этот цикл исполняется, временем цикла. Онохарактеризует быстродействие микроконтроллера.Программируемые логические микроконтроллеры реализуют относительно простые функции управления и обладают рядом важных особенностей.Первая из них заключается в том, что циклы непрерывно повторяются в режиме управления объектом. Циклы состоят из отдельных фраз следующего содержания: «фотографирования» состояния узлов объекта (опрос выходов), переработки данных совместно с данными новой фразы и выдачи управляющихсигналов на исполнительные органы. «Фотографирование» состояния объектауправления в данный момент времени реализуется вводом в соответствующиеячейки памяти сигналов опроса состояния объекта (получение ответов от соответствующих аппаратов).Вторая особенность ПЛМК заключается в том, что для программирования используют простейшие специализированные, но эффективные языки программирования или языки символического задания алгоритмов управления:простые, описывающие релейно-контактные схемы; логических функций; описывающие УП с помощью операторов управления; символического кодирования и т.

д.Третьей особенностью ПЛМК является то, что они могут функционировать без постоянного обслуживающего персонала в процессе эксплуатации.3. Широкие возможности для построения устройств ЧПУ открывает применение микропроцессоров и мини-ЭВМ.Алгоритм функционирования станка или группы станков зависит отсложности конфигурации обрабатываемой детали, получения требуемых точности обработки и шероховатости поверхности.Для решения задач обработки деталей простой конфигурации при невысоких требованиях к точности и качеству обработки алгоритм функционирования должен быть достаточно простым.53Процессор ЭВМ в этом случае может быть выполнен на базе стандартныхблоков, из которых создается управляющее устройство.

Оно воспроизводит модель управления станком, допускает параллельное выполнение операций, реализующих несложные функции. Такие управляющие устройства получили название цифровых моделей. Промышленность выпускает такие системы ЧПУтипа Н22, НЗЗ, построенные на микроэлектронных элементах. Они предназначены для управления станками и осуществляют позиционирование, прямоугольное и контурное (в плоскости) управление. Перестройка алгоритмовуправления в таких системах невозможна.Микро ЭВМ отличаются от мини-ЭВМ меньшими разрядностью слова иобъемом памяти, реализованы на минимальном числе интегральных схем сбольшой степенью интеграции и служат для создания автоматических системуправления несложными объектами; устройств связи с мини-ЭВМ, персональными компьютерами (ПК) и др.Переход от многокристалльного микропроцессора к одно-кристалльномуи, наконец, к микроЭВМ, размещенной на одном кристалле, создает наибольший экономический эффект при реализации упрощенных ЭВМ.

Многокристальные микропроцессоры обладают большей функциональной полнотой, вычислительной мощностью и производительностью и наиболее эффективны припостроении микро- и мини-ЭВМ для управления более сложными установкамии технологическими процессами.54Тема 3.4 Системы адаптивного программного управления1. Структурная схема системы управления с блоком адаптации2. Функциональная схема.1. Принцип построения СЧПУ основан на том, что управление действуетсогласно заданному алгоритму, определенному управляющей программой в соответствии с первичными сведениями об управляемом объекте, технологическом процессе и его параметрах, а также коррекции и перестройке алгоритмауправления на основании полученных вторичных сведений об управляемомобъекте (сведения об изменении исходных данных, отклонение фактическихпараметров от тех значений, которые предусматривались в УП, и т.

д.).СЧПУ с такой организацией управления получила название адаптивнойСЧПУ. Для подобной системы УП формирует цель управления (алгоритмыуправления, определяющие траекторию движения рабочих органов, их скорости, а также другие технологические параметры и команды на основании известных сведений об объекте управления, заготовке, приемах обработки, инструменте и т. д.), к которой должна стремиться система управления. Таким образом, для адаптивных СЧПУ записанная УП, определяющая заданный алгоритмуправления объектом и заданные параметры, является информацией о целяхуправления, и при изменении обстановки в управляемом объекте такая системабудет адаптироваться, менять дисциплину управления с учетом изменившихсяконкретных условий, т. е.

устройство управления будет вырабатывать дополнительные инструкции управления к существующей УП.В универсальных УЧПУ, создаваемых на базе микроЭВМ для обеспечения адаптивного управления, создаются специальные интерфейсные модулидля связи объекта управления с УЧПУ по адаптивному управлению. Причемсоздаются также дополнительные модули в виде программируемых микроконтроллеров для реализации адаптивного управления в объекте.

Интерфейсныймодуль включает в себя дополнительные аналого-цифровые преобразователидля преобразования сигналов датчиков, измеряющих всевозможные технологические параметры во время управления, которые преобразуются в цифровойкод. Кроме того, применяются программируемые микроконтроллеры для обработки вторичной информации и введения ее в основную УП. Все перечисленные выше модули, как правило, управляются от центрального процессора микроЭВМ.В УЧПУ, построенных на базе микроЭВМ, в ЗУ хранится специальноразработанное математическое и программное обеспечение для организацииадаптивного управления совместно с ЧПУ.На рисунке 41 показана структурная схема универсального УЧПУ с блоком адаптации (АЦП адаптации), предусматривающим реализацию адаптивного управления объектом.

Универсальное УЧПУ построено на базе микроЭВМ«Электроника-60», в которую входят ЦП, ЗУ и ПЗУ, магистральный каналЭВМ. Кроме модуля адаптации в УЧПУ входят следующие модули: интерфейссвязи с пультом коррекции (СПК), интерфейс связи с печатающими устройствами (ПУ) и электрической печатающей машинкой (ЭПМ) интерфейс связи с55блоком отображения символьной информации (БОСИ)у интерфейс связи с фотосчитывающим устройством (ФСУ), интерфейс связи с перфоратором, интерфейс связи с кассетным накопителем на магнитной ленте (КНМЛ)У интерфейссвязи с блоком преобразования кодов и блоками умножения (БУ, БПК), интерфейс связи с ЭВМ более высокого ранга.Магистраль связи с объектом«Электроника – 60»ЦПЗУПЗУИнтерфейс связис ТОЦАПприводБлок выходныхпараметровБлок входных сигналовБСШПАЦПДОСАЦПадаптацииТаймерМагистральный канал ЭВМИнтерфейс СПКИнтерфейсБОСИИнтерфейс ПУИнтерфейсперфоратораИнтерфейс ФСУИнтерфейс БУ,БПКИнтерфейсКНЛМИнтерфейссвязи сЭВМРисунок 41 - Структурная схема адаптивной СЧПУКанал ЭВМ через интерфейс связи с технологическим объектом (ТО) связан с внешними устройствами через дополнительную магистраль связи с объектом управления.

Таким образом, интерфейс связи с ТО управляет обменом информацией между микроЭВМ и внешними устройствами, расположенными наобъекте управления.Для связи УЧПУ с объектом управления служат следующие блоки, выполненные в виде стандартных модулей (блоки, обслуживающие рабочие органы объекта управления); блок выходных и входных сигналов, блок связи с шаговым приводом (БСШП), интерфейс связи с приводом, питающимся и управляемым тиристорным преобразователем с ЧИМ- или ШИМ - управлением; модуль связи с датчиками обратной связи (АЦП ДОС), которые измеряют всевозможные технологические параметры, следовательно, этот модуль можно частично использовать для получения вторичной информации с объекта управления и ее обработки.Все адаптивные СЧПУ следует применять там, где они дают экономический эффект и оправдывают начальные затраты за счет малой избыточностиаппаратных средств и стандартных модулей.Адаптивные СЧПУ, применяемые в промышленных роботах, оснащаютспециальным математическим и программным обеспечением, которое записывается в ОЗУ и ПЗУ УЧПУ через специальный унифицированный интерфейсможет оснащаться средствами технического зрения при адаптации на обстановку, геометрическую форму, измерение силы захвата для фиксации в момент за56хвата, маркировку заготовок, взаимное расположение, измерение осевой деформации при сборке и т.

д. В качестве рецепторов технического зрения могутприменяться электронно-лучевые трубки, интегральные фотоприемные устройства матричного типа (ИФУ), матричные приборы с зарядовой связью, диссекторы (диссекторы являются телевизионной трубкой с произвольной разверткойлуча), матричные тензометрические датчики и т. д.Широкое применение адаптивные СЧПУ находят также в тех технологических объектах, где предъявляются высокие требования к параметрам технологических процессов или параметрам получаемых изделий.