Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Компиляторы функциональных карт существуют для многих платформ промыш- :енвого управления. Широко применяется метод кросс-компиляции — программа вязрабатывается и компилируется на одной платформе, обычно на ПК, а затем гото- яий исполняемый код загружается в ПЛК. Некоторые компиляторы включают сред- ина эмуляции, которые показывают процесс исполнения программы на экране ком- нгютера без подключения к ПЛК. Кроме того, существуют ПЛК со встроенными компиляторами. Очеви н п Иное преимущество абстрактного описания в виде функциональных карт— зто независимо симость от конкретнои аппаратной части и ориентация на выполняемую идачу, а не на ко. У на компьютер. К сожалению, языки высокого уровня типа функциональ- Них карт пока не Р ока не имеют тон популярности, которую заслуживают.
Странно, что так иного прог ам Р раммистов все еще продолжают работать на ассемблере или на С даже 'хам у, „ У, когда задачу можно намного проще решить на языках описания функ- 'еноиальных карт Как в любом сложн ложном описании системы, диаграмма или программа должны быть ~зУмио стр РУ урированы. Реализация функциональных карт должна позволять де- Р на небольшие части. Например, каждый станок сложной техноло"е программы на не о "'сколе, ой линии может им ет иметь свой собственный граф (номограмму), а затем графы ЯРезвЫчльких станков олжн ложны объединяться.
Такое иерархическое структурирование ер вычайно важно п и ри программировании больших и сложных систем (глава 12). У" хциоиальные ка ть вв карты применяются не только для сложных операций, но очень ""' И для простых за Р з дач. Неспециалисту проще понять функциональные карты, ' апример, п ин и Р ц пиальные схемы. Достоинством общепринятого стандарта яв""ереносимость исходного кода между Различными платформами вне зависи- Т от аппаратных особенностей среды. ция функциональных карт в машинный код зависит о Равеля Наст ит от специ ики и ф ПЛК ' рументария (системного программного обеспечения), я авиеютко яд так как не все устройеют компиляторы Тем не менее, даже если Функциональныс карть Изтс аже если н с ка„ты не прсооя в программный код, сами диаграммы исключител н ь о полезны, поскольку лот „„„овальные карты цтун~ 1 я лава С комоинационное и последовательностное уц Я~РЦВЦРР они предоставляют пользователю инструмент для анализа и структурнрова ванцц,, чи, Некоторые компании используют функциональные карты для описанн "я возя, ностей и методики применения своего оборудования.
Конечно, было бы ы паяц„, проще, если бы функциональные возможности карты применялись на всех ехэтац „ технического задания до непосредственного программирования. г», 7.4.3. Применение функциональных карт в промышленном управлении В этом разделе рассмотрено применение функциональных карт для цр я црогргт мирования задачи управления порядком операций на участке гибкой про й пронзця ственной линии. Пусть участок состоит из трех станков с числовым протрая граммцц управлением, например сверлильного, токарного и фрезерного, робота для цц „ материалов, а также промежуточного склада — буфера (рис. 7.28), станок 1 Б ,г) Рнс. 7.28.
Структура производственного участка На уровне участка не рассматриваются конкретные контуры управления стзця' ми или роботом — каждый из них имеет свою систему управления, — а цель заклкяэ ется в координации их работы. Задача из управления порядком операций и нх с""' саниЯ ронизации в режиме реального времени (глава 10). Ниже приведен пример оцнсз" н сцг алгоритма управления средствами функциональной карты. Исполняемый кол" палы управления зависят от аппаратной платформы и компилятора. ко в. Вв Деталь должна быть обработана в заданном порядке каждым из трех станко .
дача робота — перемещение деталей между ставками. " ст '"т. Синхронизация станков производится с помощью графа "Диспетчер, стРУ танко"' ра которо~о показана на рис. 7.29. диспетчер взаимодействует с каждым стз т оля'" с роботом и определяет, когда станок может начинать работу и когда робот"" нка в сяя' переместить деталь. Функции диспетчера похожи на функции планировшн ые веня' стемс реального времени (глава 10), хотя в действительности это разны то елят 2[испетчер производственного участка должен наиболее эффективно под междУ станками общий РесУРс — в данном слУчае Робота, — пРн этом он Лол с , напР' гарантировать отсутствие блокнровок, связанных с этим ресурсом.
Если, зом мер, робот взял обработанную деталь со станка и ему некуда ее положить, то Р участка остановится. Следовательно, диспетчер должен сравнивать запрося' не от станков, с доступными ресурсами — занятостью робота и объемом цг»"'" ,,фсР' р с 7,29. Коммуникационная структура производственного участка Рнс. граф "Диспетчер" производственного участка содержит несколько параллельных мтяей— ,ясй — по одной на каждый станок, для робота и для буфера. Поскольку все устройн„я работают одновременно, диспетчер должен управлять ими параллельно, обмемвзясь сннхронизирующими сигналами типа "Начать" и 'Тотов".
Ко~да станок поттчавт от диспетчера команду начать работу, он должен выполнить задачу, яццсанную в функциональной карте. Когда станок заканчивает исполнение, он посяялцет диспетчеру сигнал 'Тотов". Нг рнс. 7.29 показано, что ни один станок не взаимодействует с роботом напрятцю. Вместо этого все коммуникационные сигналы передаются через диспетчера. оягнюты служат условиями перехода по каждой ветви функциональной карты.
Та"ях структура графа позволяет добавить новый станок на участок, не меняя програмяят цля других станков. Должен быть модифицирован только алгоритм управления Ряйотом, в который добавляются операции для обслуживания нового станка. я(орошая реалиаация функциональных карт поддерживает иерархическое структ)Рцрование задачи управления. Рабата производственного участка состоит из апе- Р'цнй цо управлению отдельными станками. Эти операции, в свою очередь, можно Рггцелнть на более мелкие части. орядок управления каждым станком определяется отдельной функциональной ццтой Р й управляющая последовательность для сверлиль ого станка показана на Рцс.
7 80 условн ловне "Начать сверлвние" представляет собой сигнал от диспетчера, Если станяк не по подтвердил этот сигнал в течение времени пт 1, то возникает аварийная сийацця н н происходит переход к альтернативной параллельной ветви. Аналогично, лн све ло Рло не достигло заготовки за определенное время, то возникает другая ава"""зя снт а уация.
Карта для сверлильного станка может показаться слишком длин- Й цо она со а содержит необходимые проверки допустимости очередного шага и альте пути как следствие аварийных ситуаций. После завершения станком Работки ет " детали переменная "Сверлильный стантяк готов" принимает значение "исца". Эта пе переменная является логическим условием перехода в функциональной Рте днсп спетчера. диспетчер теперь может послать роботу сигнал взять деталь со ццльного станка выполняет операции, которые опнсыватотся в функциональной карте как ""атнвные параллельные ветви, например' взять деталь со станка; 309 вочение ,.3 зз 21 сверло в верхнем положении начать сверление (команда диспе|чера) установить таймер подтверждения Вше = пп| 1 22 станок готов й НОТ апп 1 Ь деталь на месте 23 начать вращение опустить сверло установить время опускания сверла шах 11|пе сверло опущено ь НОТ шах 11ше сверло опущено й пах |иве 24 7.5.
Заключение ~ьаьа к ломоимационное и последовательностное уп Равввв аа поместить деталь в буфер; взять деталь из буфера и поместить ее на станок. сверло в рабочем положении 30 авария Рнс. 7.30. Начало функциональной карты, описывающей последовательность опер~ пий сверлильного станка исать в ма Последовательность операций на производственном участке можно описать , мы на язы' шинном коде или как принципиальную схему. Однако длинные программы , их трудяг ках низкого уровня неудобны для человека — в них трудно разбираться, и Р.
нкпион|ьх" отлаживать и сопровождать. Для языков высокого уровня, таких как функ | ные карты, собственно программа является хорошей документацией. Г>инарное управление является основой многих автоматизированны х сиота лс стз" О о основано на теории переключательных систем. Важное практическое сл д и ',н08 этой теории — с помощью нескольких универсальных логических элементов ( нг|ь|Г|) можно реализовать все типы комбинационных сетей ствует два класса систем управления последовательностью — комбинационЕу|цеств веип сл осл ледовательностные сети.
Комбинационные сети не имеют памяти, и выходевие является логическои функцией текущих входных значений. Последоое зиаче|' тные сети обладают памятью, поэтому есть возможность отложенного тельное и иия щагов. Управление последовательностью исполнения может быты|ибо аьполиеи „,|ым, либо асинхронным.
В большинстве промышленных приложении систе,квхронньь гвления действует асинхронно, т.е. порядок исполнения управляется внеш„ управле обытиями и условиями, а не периодическими сигналами таимера. „„мясо ы я гические элементы можно реализовать с помощью различных технологий— Логич "вых компонентов, интегральных схем, программируемых логических матриц релейвых к програм граммного обеспечения управляющей ЭВМ или программируемых логических кон|Род Р~ллеров.
ПЛМ и ПЛК приобретают все большее значение при реализации ло|кчес ческих сетей либо управляющих последовательностей. Описать последовательностную сеть можно с помощью схем логических элеменгоа либо с помощью принципиальных схем. Однако эти методы не подходят для гхо|кных схем управления, поэтому для их структурного описания необходимы боаее мощные инструменты. Хороший язык описания должен допускать иерархическое структурирование программы.
В этой главе для демонстрации некоторых прингипов последовательностного управления использовалось описание с помощью функциональных карт в соответствии со стандартом 1ЕС 848. Рекомендации тю дальнейшему чтению Теория переключательных схем описана в большом количестве специальных 1чебников. 1Еее, 19781 и 1Е1егсЬег, 19801 подходят для первого знакомства с предме- том. 1реззеп, 19891 содержит хороший обзор датчиков, исполнительных механизмов, "ерекл |очательных элементов как для электрической, так и для пневматической тех- ""кя управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
