pronikov_a_s_2000_t_3 (830968), страница 72
Текст из файла (страница 72)
В этой связи оптимальной программно-аппаратной средой для терминальной задачи может послужить персональный компьютер в промышленном исполнении. Задача «диспетчер ЧПУ» относится к реальному времени, поскольку осуществляет диспетчеризацию других задач реального времени. Это предъявляет соответствующие требования к операционной среде задачи и именно по этой причине задачу выносят из персонального компьютера в 371 сопроцессор реального времени. Сопроцессор должен обладать большой вычислительной мощностью, поскольку помимо основной функции диспетчеризации выполняет еще и фоновую, связанную с подготовкой графического файла для динамико-графического отображения развивающегося в реальном времени рабочего процесса.
Поэтому для построения сопроцессора реального времени целесообразны любые мероприятия, способствующие повышению быстродействия и надежности: применение наиболее совершенных микропроцессоров, транспьютеров, 8.1ЯС-процессоров, Мрег-процессоров. Для сопроцессоров реального времени существуют и готовые промышленные решения, например сопроцессоры АКТ1С фирмы 1ВМ.
Геометрическая задача связана с циклически повторяющимися с высокой частотой вычислениями, выполняемыми с большой точностью (интерполяционные расчеты, замыкание позиционных контуров следящих приводов и др.). Здесь необходим 32-разрядный микропроцессор и арифметический сопроцессор, спец-БИС для выполнения высокочастотных рутинных операций, быстрая многопроцессная операционная система реального времени. Вычислитель может быть построен по типу 180-машины, для которой команды кода 130-7Ь|1 являются машинными инструкциями. Здесь возможны и целесообразны все те меры повышения быстродействия и надежности, которые были рекомендованы для сопроцессора реального времени.
Логическая задача предполагает битовые и байтовые операции. Для решения задачи целесообразна аппаратура с одно- и многоразрядными микропроцессорами, с широким набором входных и выходных байтовых регистров, со специализированными контроллерами для предварительной обработки высокочастотных дискретных сигналов, с силовыми выходными цепями. Математическое обеспечение логической задачи требует специфической системной поддержки. Оптимальной программноаппаратной средой для логической задачи служит программируемый контроллер. Выделение технологической задачи означает наблюдение за параметрами рабочего процесса, причем результаты наблюдения обрабатываются программно-аппаратным путем. При этом требуется: выделение сигналов на фоне шума, фильтрация, уплотнение и специальные преобразования сигналов (гармонический анализ, построение безразмерных амплитудных дискриминант или общих безразмерных характеристик случайных процессов, аналого-цифровые преобразования).
Программно-аппаратную среду для решения технологической задачи называют монитором. Диагностическая задача с трудом поддается формализации, поскольку глубина диагностики в различных системах сильно различается. Наиболее эффективным диагностическим инструментом является экспертная система. Можно постулировать программно-аппаратную эксперт-машину в качестве среды для решения диагностической задачи. В простейшем случае диагностическая задача распределена по остальным, разделяя с ними их вычислительные ресурсы. Своеобразие программно-аппаратных сред для разных задач ЧПУ требует распределенного способа обработки задач. При этом, сохраняя однотипную для всех задач оболочку (яЬе11), можно оптимизировать виртуальную структуру каждой задачи.
Рис. 12.9. Оболочка задачи ЧПУ Оболочка отдельной задачи показана на рис. 12.9. База данных содержит числовую информацию, статусы, качественные характеристики, результаты промежуточных вычислений, данные для управления и т.д. При этом соблюдаются определенные форматы данных с тем, чтобы ими было удобно пользоваться в реальном времени. Прикладная компонента задачи ЧПУ отражает ее функциональное назначение: допускается дальнейшее развитие задачи с помощью инструментальных средств. Интерфейсы задачи обеспечивают связь с оператором (через экран дисплея), с другими задачами и собственным объектом.
Задача располагает необходимыми системными средствами для обработки аварийных и других специальных сообщений, а также для поддержания многопроцессного режима. Структура задачи ЧПУ как виртуального модуля представлена на рис. 12.10. При неизменном составе уровней виртуальности для каждой задачи реализация отдельных уровней Рис. 12.10. Структура задачи ЧПУ как виртуального модуля существенно различается от задачи к задаче для того, чтобы оптимизировать в каждом конкретном случае ее прикладные функциональные возможности. Общее архитектурное решенее системы ЧПУ типа РСМС приведено на рис. 12.11.
Это решение представляет собой микролокальную сеть машин, ориентированных на отдельные задачи ЧПУ. Разделяемый канал связи выполнен, например, в стандарте Вам, который хорошо подходит для микролокальных сетей. Рис. 12.11. Схема архитектурного решения системы РСМС Наличие в системе РСМС персонального компьютера накладывает отпечаток на стиль общения оператора с системой управления. Особенность такого стиля: дружественный диалог с использованием универсальной клавиатуры, с простыми обращениями к операционной системе для доступа к программным файлам и операций с массовой памятью; всеохватывающая мнемоника и возможность привлечения функции «помощь» (Ье1р); эргономическое представление информации в окнах экрана, в том числе с перекрытием окон и их иерархическим вложением; использование цветных графических изображений и пиктограмм; применение редакторов, позволяющих разрабатывать управляющие программы ЧПУ на языке высокого уровня.
Принципиально важны возможность создания единого подхода к работе с любыми системами ЧПУ и прямая возможность использования в системе ЧПУ управляющей программы, написанной для другой системы. Персональные компьютеры своим успехом обязаны исключительно удобным операционным системам, из которых наиболее популярны МЯ ВОЯ и МЯ Мпс1о~з. Обе системы подходят для целей ЧПУ. Недостатки кода 1ЯО-7ЬЙ как языка управляющих программ ЧПУ известны: он нечитаем, что порождает многочисленные ошибки; слишком привязан к конкретной версии системы управления, что создает проблему несовместимости систем по управляющим программам.
Известно и то, что станком можно управлять с помощью программ, построенных на основе Бейсика, Паскаля, Си с использованием стандартных процедур и подпрограмм. При этом программно доступны физические ячейки памяти и порты ввода-вывода. Ниже приведен фрагмент такой управляющей программы: 374 РКООКАМ МАСНПЧЕ САЫ; ВЕб1Х АВЯОЕЛЗТЕ СООКНХЕТЕЯ; ЯЕ1.ЕСТ ТОО1. (6); 8%1ТСН ОХ ШВК1САХТ; ЫХЕАК МОЧЕ ТО (50, 60, 70) ЯЕТ С13ККЕХТ РОЯ ТО КЕГЕКЕМСЕ; %ИТЕ ТО ЯСКЕЕХ ("МАСНПЧЕ, АТ ХЕ% КЕГЕКЕМСЕ РО1ХТ"); С1КСШ АК МОЧЕ ТО (121, 43, 61); %К1ТЕ ТО КЕИА1 РОКТ ("НМ ДЕНЕВ") ЯЕТ Р1.С ОЬТР13Т (26, Н1); ЕМЭ.
В системе РСХС может быть использован такой подход, при котором языком программирования электроавтоматики служит язык блок-схем алгоритмов, который непосредственно компилируется для целей управления в машинные коды. Блок-схему разрабатывают в диалоговом режиме специального графического редактора. Экран дисплея поделен на ячейки, в которые пользователь помещает необходимые функциональные блоки (СОМТКО1., МОЧЕ, %А1Т, ВЕС1$1ОХ, СОМРАКЕ, ИКР1 АУ, ЕХ1Т), соединяя их затем нужным образом. При этом он идентифицирует входы- выходы, флаги, счетчики, таймеры, регистры и др.
Блок-схемы алгоритмов могут образовывать иерархию, отдельные части которой работают последовательно или параллельно. Резидентная система автоматизированного программирования (САП) является необходимой и естественной компонентой системы РСМС. САП включена в мощную объемлющую оболочку, которая предоставляет графическое меню, поддерживает простую процедуру управления, гарантирует корректность словаря и синтаксиса при проектировании как самой задачи, так и технологии изготовления„обеспечивает динамикографическое моделирование управляющей программы, допускает прием САПР-чертежей в стандарте 1ОЕБ (1п~6а1 бгарЫс Ехсйапце Яапдагд) для последующей разработки управляющей программы.
В составе САП могут быть процедуры, использующие набор продукционных правил для выбора оптимальных траекторий. Таким образом, к решению задач САП привлекается экспертная система. Потребность в подобном подходе непрерывно возрастает на фоне заметной тенденции падения квалификации технологов. 12.3. Управление гибкими производственными модулями и ячейками В состав ГПМ входят станок, накопитель деталей с входным- выходным портом„средства перегрузки деталей (робот или специальное приемно-передающее устройства). Состав ГПЯ полнее: еще один станок, координатно-измерительная машина, локальные транспортные системы для деталей и инструментов, система замены инструментальных магазинов и т.д. Отдельные объекты ГПМ и ГПЯ располагают собственными системами управления, взаимодействующими между собой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
