Часть1 (1028410)
Текст из файла
1УДК 621.01:621.38:681.3.06В.Т. РябовКОМПЛЕКСНАЯ РАЗРАБОТКА МЕХАНИЧЕСКИХ,ЭЛЕКТРОННЫХ И ПРОГРАММНЫХ КОМПОНЕНТОВТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯЧасть 1. Функции, структура и элементная база системавтоматического управленияУчебное пособие по курсу «Системы автоматического управления технологическим оборудованием» для студентов специальности 21.01.07.Факультет «Машиностроительные технологии»Кафедра МТ-11 «Электронные технологии в машиностроении»2Рябов Владимир Тимофеевич – доцент кафедры МТ-11 «Электронные технологии в машиностроении».Первая часть учебного пособия посвящена анализу вариантов построения системавтоматического управления оборудованием электронной техники.
В основу положенопредставление технологической машины, как сложной иерархической системы, состоящейиз исполнительных механизмов, системы их энергообеспечения и управления. При этомразличные компоненты машины взаимодействуют между собой на уровне материальных,энергетических и информационных потоков. Рассмотрены функции и вариантность элементной базы САУ, их структурное построение и электронные компоненты системы. Заложены основы единого подхода к проектированию механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования и постановки четких техническихзаданий и технических предложений на них на начальных этапах проектирования.Книга может быть полезна и студентам других машиностроительных специальностей.3ВВЕДЕНИЕ.
Предмет и задачи курса. Назначение и функцииСАУ.Вашему вниманию представляется курс «Системы автоматического управлениятехнологическим оборудованием», в котором мы будем изучать основы проектированиясовременных систем управления оборудованием для реализации электронных технологий.Особенности оборудования электронных технологий. Оборудование электронных технологий появилось в процессе естественной эволюции оборудования для производства электровакуумных и полупроводниковых приборов. Первоначально эти технологические машины имели предметную специализацию, т.е. были предназначены для выпуска определенных классов приборов (линии производства ламп накаливания, линиисборки, заварки и откачки приемно-усилительных ламп, цеха и заводы по выпуску цветных кинескопов, интегральных схем и т.п.).
Затем сформировались технологические переделы и соответствующее им оборудование (машины термовакуумной обработки, оборудование для фотолитографии, оборудование для нанесения тонких пленок и др.). Это технологические машины получили наименование – оборудование электронной техники, а реализуемые ими технологии - электронными. Название это – скорее от предмета обработки(электронных приборов), чем от инструмента технологии.
В большинстве машин электронный или ионный луч, как инструмент, не используется. Постепенно, помимо основных объектов производства – изделий электронной техники, электронные технологии стали применяться для широкого класса изделий. Тонкие пленки стали использовать в металлообработке для упрочнения инструмента, методы фотолитографии и обработки монокристаллов кремния породили новую отрасль - микромеханику и т.д.Мы под терминами – электронные технологии и оборудование электронныхтехнологий понимаем широкий класс достаточно универсальных технологий и оборудования, используемых для производства электровакуумных и полупроводниковых приборов и интегральных схем:− оборудование для термовакуумной обработки, включая средства получения вакуума;− оборудование для фотолитографии, включая машины для ионной имплантации;− оборудование для нанесения тонких пленок в вакууме.Рассмотрим специфические особенности оборудования электронной техники.Короткий период эволюции оборудования приводит к тому, что многие технические решения еще не достаточно отработаны и не доведены длительной практикой массовой эксплуатации, как, например, в металлорежущем оборудовании.
В оборудовании электронной техники сменилось не более трех - четырех поколений. Не устоялись как конструктивные решения отдельных исполнительных механизмов и устройств, так и структурнокомпоновочные решения всей технологической машины. Это объясняет особую важностьначальных этапов проектирования, когда разрабатывается техническое предложение на машину, закладываются функции системы управления и энергообеспечения, выбирается перечень элементов машины и структура их объединения в единую систему.Уникальность технологических процессов, проводимых подчас на грани физических возможностей, требует тщательной отработки технических решений отдельныхисполнительных механизмов.
Поэтому широко развивается унификация отдельных исполнительных механизмов и других устройств и подсистем, например, магнетронных источников и блоков питания к ним, вакуумных систем и их элементов и т.п. Появилось, такназываемое, кластерное оборудование, когда машина комплектуется из унифицированныхэлементов и подсистем со стандартизованным механическим, энергетическим, информационным и программным интерфейсом.
Это также повышает важность и относительнуютрудоемкость начальных этапов проектирования и заставляет уже на этих этапах решатьвопросы аппаратной и программной совместимости элементов.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru4Сложность и многомерность технологий делает подчас просто невозможнымуправление машиной вручную. Управление идет в масштабах времени и координат, немыслимых для человека.
Микропроцессорные средства управления становятся неотъемлемым элементом машины. Вполне естественно, что машины для производства микропроцессоров в первую очередь и стали управляться с использованием средств микропроцессорной техники. За рубежом и в России в настоящее время выпускаются промышленные контроллеры и рабочие станции на платформе IBM PC, которые могут эффективновыполнять функции центральных, узловых и локальных контроллеров в технологическомоборудовании электронной техники. Эти средства управления, при их разумном выборе ирациональном использовании, могут реализовать уникальные технологии и резко повысить эффективность эксплуатации машины.Новые приводы и средства управления приводят к революционным преобразованиям структурно-компоновочных решений и перераспределению функции между механическими, электронными и программными компонентами оборудования.
Появлениепрецизионных преобразователей электрической и иных видов энергии в координатныеперемещения, как за счет использования обратных связей, так и изначально кинематически точных, все более вытесняют традиционные кинематические цепи, но требуют, в своюочередь, специальных средств управления энергетическими потоками. Кинематическиесвязи заменяются связями между энергетическими потоками, а эти связи могут быть организованы как жесткой структурой блоков энергопитания и управления, так и связями впрограммном обеспечении. Новые приводы и средства управления могут реализовать всесвои преимущества лишь в рамках достаточно гибких структур, закладываемых на начальных этапах проектирования.Таким образом, структура САУ во многом определяет структурно-компоновочноерешение машины в целом и должна прорабатываться на этапе технического предложения вкомплексе со структурой исполнительных механизмов и системой их энергообеспечения.Состав оборудования электронной техники.
Любая технологическая машинаобрабатывает материальные, энергетические и информационные потоки. По тому, для обработки какого из потоков целевым образом предназначен элемент или подсистема машины, все их можно разделить на систему целевых механизмов машины, систему энергообеспечения или энергопитания и систему управления (рис. В.1.).Целевые или исполнительные механизмы ИМ непосредственно взаимодействуют сполуфабрикатами и заготовками. На входе таких механизмов материальный поток М (заготовки, технологические среды обработки). Для своей работы целевые механизмы нуждаются в потоке энергии Э того или иного вида (электроэнергия, пневмопривод, гидропривод и т.п.). Основное назначение энергетического потока – совершение работы попредписанному технологией преобразованию свойств полуфабрикатов.Основная задача системы энергообеспечения заключается в питании исполнительных механизмов тем или иным видом энергии.
Для этого система получает поток энергииизвне и преобразуя и модулируя его должным образом, передает к ИМ.Система автоматического управления САУ преобразует информационные потоки.Ее основная задача или основная целевая функция – на основе информации о состоянииобъекта управления И (состоянии системы целевых механизмов и системы энергообеспечения) выдать такие управляющие воздействия, чтобы технологическая машина функционировала в соответствии с предписанной или директивной технологией.В развитом исполнительном механизме также можно выделить свою подсистемуисполнительных механизмов, энергообеспечения и управления. На рис.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
