Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 42
Текст из файла (страница 42)
10.48 показана архитектура устройства ЧПУ мод. 8600 фирмы А1!еп Вгад(еу (США). Она характеризуется мощным вычислителем, центральный процессорный узел которого содержит процессор и арифметический сопроцессор. Адресное пространство вычислителя составляет 1 Мбайт. Функции электроавтоматики выполняет программируемый контроллер. Интерфейс периферии содержит набор контроллеров связи со стандартнымн устройствами по последовательным каналам и с панелью оператора по параллельному каналу.
Контроллер датчиков служит для приема сигналов по четырем каналам датчиков обратной связи следящих приводов подачи. Применяют различные датчики: линейные индуктоснны, револьверы, кодовые датчики. Контроллер регулируемого привода состоит из цифроаналогового преобразователя для управления регулируемым приводом и аналого-цифрового преобразователя для приема сигнала аналогового позиционного датчика обратной связи. Таким образом, существуют альтернативные возможности замыкания позиционных контуров следящих приводов через контроллеры датчиков или через контроллеры регулируемых приводов.
Каждый контроллер ввода-вывода сигналов электроавтоматики имеет 32 входа и 32 выхода. Исходя из общей потребности электро- 211 Рис. 10.48. Устройство ЧПУ мод. 8600 фирмы А11еп Вгад1еу автоматики, определяют необходимое число таких контроллеров. Единичный выход~ной сигнал имеет параметры: напряжение 24 В, сила тока до 0,2 А. Контроллеры развязаны оптронами по входам и выходам.
Для связи с другими системами управления и ЭВМ имеется микропроцессорный сетевой контроллер, поддерживающий программно- устанавливаемые протоколы информационного обмена. Контроллер работает с несколькими последовательными портами и одним параллельным портом. Дальнейшее повышение вычислительной мощности устройств ЧПУ связано с использованием архитектуры мультипроцессора. Один из вариантов мультипроцессирования состоит в сохранении базовой структуры с одним вычислителем, расширенной за счет периферийных модулей в виде активных интеллектуальных контроллеров для следующих целей: управления приводами, связи с электроавтоматикой, обработки информации измерительных датчиков, выполнения диагностических функций, автоматического введения коррекции с целью повышения точности измерения параметров инструмента.
Рассмотрим один из вариантов организации межпроцессорного обмена в двухуровневом устройстве ЧПУ, состоящем из центрального вычислителя на базе одноплатной микроЭВМ «Электроника МС 1201.01» (верхний уровень) и одноплатных интеллектуальных контроллеров (нижний уровень), число и назначение которых определяются заказом пользователя (рис.
10.49, а). Каждый контроллер подключен к магистрали Я-Ьпз через автомат ПДП (рис. 10.49, б) и является внешним по отношению к вычислителю устройством. В адресном пространстве вычислителя, отведенном под 212 4 Рве. 10.49. Устройство ЧПУ с ввтеллектувльвммв ковтролле- рамв (ИК): е — общак архитектура; б — ввтеллекттальвмв контроллер адреса внешних устройств, выделены 257 адресов, определяющих вид запроса к интеллектуальному контроллеру. Контроллер (рис. 10.49, б) включает в себя: буфер 1 для согласования контроллера с системной магистралью; буфер 2, обеспечивающий развязку системной и локальной магистралей; регистры страницы и фиксации адреса; микропрограммный автомат прямого доступа в память контроллера со стороны центрального вычислителя; локальный вычислитель контроллера, включающий микропроцессор, память и модуль ввода-вывода для связи с объектом управления.
Интеллектуальный контроллер является ведомым, и прямой доступ в память контрол- 213 Марали Ажиев деегаклтдет 4МУЛИГгфЮ ачгл стгллглрга ддЮЛФ~аГГдсягтер ддЛРЕ- ащ гиеянге длтд Фа дддПСЗаЛРОКГГПЯ . лллутгЮдлглМсгл ах етдляилг ~дЮ е лг- сфюг,лакдгпгекгию ЩУ6 Яеи9ащрнЛ вин дд1тг имтлп64Ж' д4вкадлюжпсг п4ппп неаабвву 4глгдддл,юг дотг етитижрги сат Лгдхгмг афана д Фрегата иг лхнмг- гтлявуа Ят Угуайредиг ддлиЬ» Управ евое дйордхмг 6яокцпоа~а ойпнгггг- лит дуг Рис. 10.00. Схема алгоритма свези вычислители с интеллектуалвнмм контроллером (см.
также рис. 10.40, 10.49) 214 лера для ввода и вывода осуществляет ведущий — центральный вычислитель. Самостоятельность же,контроллера проявляется в его связи со своим внешним устройством. Схема алгоритма связи вычислителя с контроллером показана на рис. 10.50. В зависимости от вида запроса алгоритм включает в себя два режима: запись регистра страницы, работа с памятью. Второму режиму всегда предшествует первый, за исключением случаев, когда работа выполняется с адресами в пределах одной страницы: при этом работает только второй режим. Восьмиразряд~ный регистр страницы обеспечивает обращение к 256 страницам.
Восьмиразрядный регистр адреса позволяет обратиться к 256 словам одной страницы. атгглкФжиле ууФолииги а) и ю а жР~ ~Д. 4 йгпгг ггиглтгггг ггггггиюи уалжг ли у(ггаавйуж;тгг ярлуагю Рис. 10.51. Обпгая структура (а) устройства ЧПУ Маг!г Сея!игу фермы лепета! Е!ес1- г1с и схема (о) подключения интеллектуальных контроллеров к системной магистрали 215 Архитектура устройства ЧПУ Маги Сеп1пгу фирмы Сапега! Е!ес1пс (США) является развитием предыдущей: наряду с применением интеллектуальных контроллеров использован еще один мощный вычислитель, построенный как программируемый контроллер (рис.
10.51). Программируемый контроллер берет на себя не только функции злектроавтоматики, но и целый ряд других, освобождая от них собственно устройство ЧПУ. Просматривается тенденция, согласно которой в паре устройство ЧПУ вЂ” программируемый контроллер (рнс. 10.51, а) роль контроллера непрерывно возрастает и может стать доминирующей. Контроллер и устройство ЧПУ общаются между собой через программно-аппаратное окно. Общее число подпрограмм, поддерживающих функции окна, составляет 275. Подпрограммы выполняют комплексные операции, однако для проектировщика системы они представлены простыми командными указаниями. Интеллектуальные контроллеры устройства ЧПУ (рис. 10.51,б) построены на микропроцессорной основе, располагают памятью и свободно конфигурируемыми (под заданные протоколы) портами.
Интеллектуальный контроллер ввода-вывода змулирует программный доступ оператора к центральной внешней ЭВМ. К модулю пульта оператора может быть подключен персональный компьютер. Интеллектуальный контроллер интерфейса внешних устройств поддерживает протоколы прямого включения устройства ЧПУ в локальную вычислитель- но-управляющую сеть. Если системная магистраль не приспособлена к мультипроцессорной организации (как, например, Я-Ьпз), то в такой организации используют разделяемую двухвходовую (двухпортовую) память, служащую своеобразным «почтовым ящиком» при информационном обмене. Примером применения архитектурного решения с двухвходовой обменной памятью может послужить устройство ЧПУ, построенное на двух одноплатных микроЭВМ «Электроника МС1201.01» (рис.
10.52). Рис. 10.62. Пример архитектурного решения устройства ЧПУ с двухвходовой памятью Функции первой микроЭВМ следующие: предварительная обработка входной информации (ввод, вывод, упаковка и редактирование управляющей программы, корректоров и станочных параметров); подготовка н передача во вторую микроЭВМ информации, необходимой для управления приводами подачи, подготовка и выдача команд электроавтоматики; прием информации от второй микроЭВМ; обработка информации, поступающей с пульта оператора; оперативная индикация состояния станка и устройства ЧПУ. Функции второй микроЭВМ состоят в следующем: прием информации от первой микроЭВМ и измерительной системы, выдача управляющих сигналов на измерительные приводы; передача в первую мик- роЭВМ информации о рассогласовании следящей системы и об аварийных ситуациях.
216 По сигналу таймера прерываются программы в обеих микроЭВМ и осуществляется цикл обмена информацией. Усовершенствованная архитектура устройства ЧПУ с использованием двухвходовой памяти показана на рис. 10.53. Основной набор компонентов здесь таков: достаточно мощный центральный вычислитель на базе микроЭВМ СМ-1300-01; а также интеллектуальные контроллеры на базе микропроцессоров. Стержнем системы служит системная ите апа с лаоьсислиоьп - оеитот тсньиооап- теадвзф ие в монет л тзззв натоьт осв майлс ьаевту стае ььт Сомсиоиспньт ьс нет моиь Системное оосиоорэа ьт ер иоирсиито т инте са сильное нен ввм ,и. олен ссьсиь ару суремосся си принтер Системам мстил спас илу савось ио ис плен ас спеси с рамптывуу Вот урслмнаазаезьр нин лридодаасмьва пру ми лососи рсаенрсл.
тси сорт моьнсь ьторерзчатвт Мсауль моорсороцессорс лсонссьае( 4"ли ) Мо ль минт етьри Ионтпооеео раататлее р усто- л взи н' сеотиьатсот р апу Лумт слсрисост Рис. 10.53. Развитие архитектуры устройства ЧПУ с использованием двухиходоаой па- мати магистраль устройства ЧПУ типа Я-Ьпз.
Любой контроллер связан с системной магистралью Я-Ьпз через двухвходовую память. Системные магистрали микроЭВМ (()п1Ьпз) и устройства ЧПУ (Я-Ьпз) взаимодействуют через адаптер. Вычислитель в приведенной структуре является единственным магистрально-актнвным устройством, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
