Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Это относится к контроллерам ввода-вывода, связывающим магистраль устройства ЧПУ с приводами подачи, электроавтоматикой станка, панелью оператора. Связь привода подачи с устройством ЧПУ может быть выполнена в двух вариантах: с программным и аппаратным замыканием позиционного контура.
В первом случае контроллер привода формирует управляющие сигналы к регулируемому по скорости приводу, но одновременно выполняет и другие функции, в том числе регулятора. Измерительный контроллер является заключительным звеном контура обратной связи по положению и помимо приема сигналов выполняет их преобразование, коррекцию и другие действия. Во втором случае функции контроллера привода шире за счет включения в его состав блока сравнения задающего сигнала и сигнала обратной связи по положению. Аппаратурная реализация контроллеров привода и измерительного зависит от варианта управления следящим приводом подачи (рнс. 10.31).
На рис. !0.31,а — в показаны наиболее распространенные структуры приводов, внешний контур которых (замыкаемый через устройство ЧПУ) выполнен в виде цифровой системы позиционирования, а внутренний контур (являющийся по отношению к устройству ЧПУ объектом) организован в виде аналоговой системы регулирования скорости двигателя постоянного тока. Эти структуры не охватывают тех вариантов приводов подачи, в. которых применены асинхронные двигатели. Управление следящим приводом может быть реализовано аппаратно (см.
рис. 10.31, а) или программно-аппаратно (см. рис. 10.31, б, в). В последнем случае на программный уровень выведены функции регулятора положения и устройства сравнения. На рис. 10.31, г — е приведены структуры цифровых приводов подачи с цифровым измерением скорости. Так, в варианте, показанном на рис. 10.31, г, применяют двухдиапазонную работу измерителя скорости: на малых скоростях код скорости формируется преобразователем «напряжение — код» из выходного напряжения тахогенератора; на больших скоростях код скорости формируется как разность кодов, считываемых со счетчика положения через эталонные промежутки времени.
На рис. 10.31, д показан способ, при котором код скорости формируется быстродействующим преобразователем «частота — код», работающим совместно с преобразователем положения. В структуре, показанной на рис. !0.31, е, скорость определяется как приращение кода положения в течение эталонного времени.
Управление регулированием в позиционном и скоростном контурах может быть осуществлено с помощью программируемого контроллера. Управление следящими приводами требует организации специализированных (объектно-зависимых) каналов связи и устройств. Рассмотрим подобную организацию применительно к функциональной структуре следящего привода подачи, показанной на рис. 10.32. Сигналы з1п(в1+а), соз(а1+и) возбуждения статорных обмоток вращающегося трансформатора (ВТ) ориентируют вектор магнитного потока возбуждения соответственно положению п исполнительного органа станка.
Значение а используют для расчета рассогласования Л в соответствии с алгоритмом управления приводом. Привод, отрабатывая рассогласование, поворачивает одновременно ротор вращающегося трансформатора, что приводит к изменению а, коррекции положения вектора магнитного потока, новому циклу расчета рассогласования. На время снятия микропроцессором показаний с преобразователя «фаза — код» и обработки этих показаний преобразователь блокируется.
При этом не происходит потери измерительной информации, поскольку она также регистрируется и в реверсивном счетчике, и неполная передача кода а в процессор будет скомпенсирована в очередном цикле расчета. Другая функция реверсивного счетчика — хранение абсолютной координаты, контроль за ее нулем. 189 ьь ~ь Рис, 10.31. Структурные варианты организации управления следяпгнм приводом палачи ,4~гулгргиеный пеийогр Жгой латанное пенемегг пи«ге Луинло~виаакоо (П елаж/е) [а3 (пононанин пу'1 ППелФраяяйзяеяз „1еина-ней" /у пап (во е и) ПТ Пейеооий агй еоепгиин боимат3%наег— игее еепгПейаоЯ Финиа21йеилиу еелуолуОМу Синдсии -ноеапиеный пдеабризоЮтель опорный еиенан Рис. 10.32.
Фуикпиоиальиая структура следящего привода подачи Рис. 10.33. Структура преобрааоаателя канала обратной сааза 192 Значительную часть функциональной структуры, показанной на рис. 10.32, составляют блоки преобразователя канала обратной связи. Структурная схема преобразователя приведена на рис. 10.33. Фазовый дискриминатор вырабатывает широтно-импульсный сигнал [ШИМ-сигнал), коэффициент заполнения периода которого пропорционален «неотработке», т. е. необходимой коррекции на положение исполнительного органа станка. Импульсы широтно-модулированного сигнала заполняются импульсами высокой частоты в преобразователе «фаза— код».
Общее число таких импульсов в каждом периоде ШИМ-сигнала и будет равно коду необходимой коррекции. Соответствующее число вносится в регистр данных, который был перед этим обнулен, а также в реверсивный счетчик, который накапливает текущую абсолютную координату. Содержимое реверсивного счетчика будет изменяться до тех пор, пока не прекратится управление приводом, т.
е. пока положе- ние ротора не будет в точности соответствовать ориентации магнитного потока статорных обмоток возбуждения. Содержимое реверсивного счетчика наряду с опорным сигналом определяет текущую фазу сигналов з1п(го1+сс), соз(гн1+сс) питания обмоток возбуждения, т. е.
положение уже упомянутого вектора магнитного потока. Из регистра данных по соответствующим сигналам опроса вводится измерительная информация в системную магистраль через входной буфер и приемопередатчики магистрали. Микропроцессор сравнивает зту информацию с заданной в программе. После опроса регистр данных сбрасывается. Полная структурная схема устройства связи с приводами подачи клтчатлтар Рис. 10.34. Структуры устройства связи с приводами подачи (а) и структура общего функционального узла этого устройства (б) 13 — 3801 193 показана на рис. 10.34, а. В составе устройства центральное место занимает общий функциональный узел, относящийся ко всем координатам.
Другие узлы устройства связи условно показаны в единственном числе, однако на самом деле число этих узлов в устройстве соответствует числу координат. Развернутая структурная схема общего функционального узла показана на рис. 10.34, б. Информация поступает из системной магистрали к устройству связи с приводами и обратно с постоянной частотой 100 Гц (по таймерному прерыванию). Обмен информацией выполняется с помощью стандартных циклов обращения к магистрали. Приемопередатчики магистрали имеют три состояния: отключение от магистрали и передачу в прямом и обратном направлениях. Устройство связи с приводами подачи работает в режиме прерывания. Часть разрядов адреса обращения к приводу подачи распознается дешифратором адреса, после чего триггер этого дешифратора выдает на дешифратор управляющих сигналов команду «Устройство выбрано». Одновременно на вход дешифратора управляющих сигналов поступает другая часть разрядов адреса для выбора координаты.
На выходе дешифратора управляющих сигналов появляется команда выбора координатного преобразователя «код — напряжение» для вывода на соответствующий привод управляющей информация или команда выбора преобразователя обратной связи по положению соответствующего привода. Координатные приводы обслуживаются, таким образом, общим функциональным узлом поочередно.
В цикле передачи данных управления информация о рассогласовании следящего привода из системной магистрали передается в выходной буфер и далее через оптронный блок на один из преобразователей «код — напряжение». Направление перемещения задано знаком, записываемым в старшем разряде кода. Регистр состояния,по опросу микропроцессора организует отдельные переходы при циклическом управлении приводами подачи через дешифратор управляющих сигналов, например запреты, сбросы и др. Построение контроллера ввода-вывода сигналов электроавтоматики определяется структурным вариантом системы электроавтоматики. В первом варианте электроавтоматика реализована на программируемом контроллере, подключенном к системной магистрали устройства ЧПУ.
Контроллер сигналов электроавтоматики является ведомым устройством, осуществляющим параллельный прием двоичных или кодовых осведомительных сигналов от станка н параллельную выдачу двоичных или кодовых управляющих сигналов к цикловым исполнительным механизмам. Во втором варианте устройство ввода-вывода сигналов электро- автоматики связано с локальной шиной своего микропроцессорного программируемого контроллера, который подключен к системной магистрали устройства ЧПУ. Ввод и вывод сигналов электроавтоматики не требует привлечения системной магистрали. В третьем варианте программируемый контроллер электроавтоматики автономен и по отношению к устойству ЧПУ является внешним устройством. Вследствие того, что логическая, геометрическая и терминальная задачи должны быть синхронизированы, между программируемым контроллером и устройством ЧПУ поддерживается информационный обмен по каналам ИРПР или ИРПС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
