Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 25
Текст из файла (страница 25)
На практике это сложнее, чем ограничение вычислительной мощности процессора.Отсюда очевидна целесообразность использования архитектурного решения «выделяемые вычислители», которое соответствует мультипроцессорнойструктуре построения устройства ЧПУ. Число вычислителей не обязательносоответствует числу задач ЧПУ; возможно распределение одной задачи между двумя-тремя вычислителями или использование вычислителей, выполняющих служебные функции (координации, доступа к большим массивам памяти и др.).Мультипроцессорные устройства ЧПУ могут иметь сосредоточенную ираспределенную структуры построения (рис.12.8).Основные различия между ними следующие:1)при распределенной структуре каждый вычислитель имеет свою операционную систему, в то время как при сосредоточенной структуре операционная система общая;2)обмен информацией между вычислителями при распределенной структуре менее интенсивен, чем при сосредоточенной;в"Системная магистраль вычислителя,__..,_..,КВУ1Системная магистраль вы •~ислителяСистемная магистраль устройства ЧПУ...КВУбrв-i-----ГквУ1~~аРис.12.8.Сосредоточенная (а) и распределеЮiаяпроцессорных устройств ЧПУ(6)структуры построения мульти12612.Микропроцессорные устройства ЧПУ станкамикаждый вычислитель при распределенной структуре имеет свой кон3)троллер (периферийных устройств, объекта управления, ЭВМ верхнегоуровня);4)вычислители при распределенной структуре не могут иметь общей памяти для ее коллективного использования;5)при распределенной структуре допустимо большое пространственноеразделение вычислителей, которые приближены к своим объектам.Функции, выполняемые различными вычислителями, будут определятьсяпрограммным обеспечением, занесенным в запоминающее устройство вычислителя.Мультипроцессорные устройства ЧПУ могут быть представлены однимблоком либо в виде ряда конструктивных блоков.
Если мультипроцессорноеустройство ЧПУ представлено одним блоком, то объединение несколькихвычислителей В 1,... ,Вп осуществляется через двухпортовые блоки общейпамяти БОП 1 , ••• , БОПп и устройство имеет сосредоточенную структуру построения (рис.12.9,а). Такая связь обеспечивает повышение производительности устройства. Учитьmая интенсивность обмена между центральным вычислителем В и локальными Вп, блоки общей памяти могут быть совмещеныс ОЗУ локальных вычислителей.КВУвКВУСистемная магистральСистемная магистраль~лс,АСМТ 1АСМТ"С истемнаямагистрал ьКВУ"баРис.12.9.
Структурыпостроения мультипроцессорных устройств с обменом через блоки общей памяти (а) и через адаптеры связи(6)Мультипроцессорные устройства ЧПУ, представленные рядом конструктивных блоков, имеют распределенную структуру (рис.12.9, 6).Обмен данными в них осуществляется через адаптеры связи АС-АС2 , подключенные ксистемным магистралям локальных вычислителей В 1 , В 2 •12.4.Сопря:жение станка с микропроцессорным устройством ЧПУ12.4. СОПРЯЖЕНИЕ127СТАНКА С МИКРОПРОЦЕССОРНЫМУСТРОЙСТВОМ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯОборудование, относящееся к металлорежущему станку и управляемоеустройством ЧПУ, подразделяют по назначению и функционированию на тригруппы:приводы для перемещения механизмов;исполнительные устройства дискретного действия (включение-отключение);информационные устройства -ИП аналоговых и дискретных сигналов.Для сопряжения устройства ЧПУ со станком в общем случае необходимоорганизовать обмен следующими сигналами:аналоговыми в виде постоянного напряжения1О В при силе тока 1О мА;дискретными импульсными;дискретными в виде постоянного токаА при И =0,224В и 2А при И == 110 В.Для реализации такого обмена устройства сопряжения с устройствомЧПУ должны иметь цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи,коммутаторы, средства гальванической развязки (для повышения помехоустойчивости).Сопряжение реzулируемых следящих и стабилизирующих элекроприводовс устройством ЧПУ реализуется с помощью устройства сопряжения с приво-1ион111Х,ад,___...._,вF задYCTT I,----,1ЦАППI,___ _,ипРПЦАПФСУТТt----<------~1I _______ _____ ________ J1аХзад11,---,t---~111вF зад11YCП II~--~лцпп~----;-1ФСУТТ1ЦАП,--'--,ип,..._--,-___.РП1ион1, ____________________ J1бРис.12.10.Структура следящего электропривода с замыканием обратной связи посредством сравнения сигналов в аналоговом (а) и в цифровом(6) виде12812.дом УСП (рис.12.10).Микропроцессорные устройства ЧПУ станкамиВ этом устройстве решаются следующие задачи: получение и преобразование информации о задаваемом от вычислителя положении Хзад и скорости Fзад привода, о его текущем положении ЛХ и формирование управляющих сигналов на регулируемый привод.
В состав устройствавходят цифроаналоговые преобразователи положения ЦАПП и скоростиЦАП, источник опорного напряжения ИОН, устройство сравнения, формирователь сигналов управления приводом ФСУП.Состав и структура устройства сопряжения с приводом зависят от способазамыкания обратной связи, типа ИП положения и режима его работы. Широко распространен вариант следящего привода с замыканием обратной связи вустройстве(рис.сопряжения12.10, а).посредствомсравненияаналоговыхсигналовФактическое положение регулируемого привода РП определяется здесь с помощью ИП положения с аналоговым выходным сигналом.
Индукционные ИП, работающие в фазовом, разностном режиме: вращающийсятрансформатор, линейной индуктосин, сельсин. Питание ИП осуществляетсяот источника опорного напряжения ИОН. Вырабатьmаемый вычислителемкод задания положения Хзад преобразуется ЦАПП в аналоговый сигнал. Результат сравнения используется в ФСУП.
Если кроме сигнала Хзад формируется еще и сигнал Fзад, то он поступает как дополнительный сигнал в ФСУПчерез ЦАП. На выходе ФСУП обычно имеет место аналоговый сигнал в видепостоянного напряжения.Структура следящего привода с замыканием обратной связи посредствомсравнения сигналов в цифровой форме показана на рис.12.10,6.Фактическоеположение регулируемого привода РП в этом случае определяется с помощью ИП положения с цифровым выходным сигналом (кодовые или импульсно-кодовые ИП). Сигнал Хзад от вычислителя сравнивается с сигналом обратной связи от аналого-цифрового преобразователя положения АЦIШ, связанного с ИП. Сигнал Fзад поступает в ФСУП, который является устройствомпреобразования цифровой информации.
Основной задачей этого устройстваявляется суммирование или вычитание кодов в цифровом виде.Нерегулируемые приводы строятся на основе двигателей переменного тока (например, привод системы охлаждения станка). В станках с ЧПУ широкое применение нашли гидро- и пневмоприводы. Нерегулируемый привод поотношению к устройству ЧПУ является исполнительным устройством дискретного действия, поэтому для связи с ним используют схемы приема и вывода дискретных сигналов.Сопряжение гидропривода с устройством ЧПУ чаще всего реализуется спомощью электромагнита, управляющего золотником.
Возможно и прямоеэлектрогидравлическое преобразование. В любом случае гидропривод дляустройства ЧПУ является исполнительным устройством с аналоговым входом в виде напряжения постоянного тока.Пневмопривод применяют там, где не требуется больших усилий. Сопряжение пневмопривода с устройством ЧПУ выполняется с помощью электро-12.4.
Сопря:жение станка с микропроцессорным устройством ЧПУ129магнита и золотника. Возможно применение средств электродинамики, реализующих прямое преобразование электрических сигналов в пневматические.Кроме сопряжения с приводами и :ИП необходимо обеспечить сопряжение с дискретными :ИП и исполнительными устройствами, а также с аналоговыми :ИП и исполнительными механизмами.Исполнительные устройствадискретногодействия разнообразныимногочисленны.
Это гидро- и пневмодвигатели, нерегулируемые электродвигатели, зажимные устройства, переключатели скоростей привода главногодвижения, устройства поиска и смены инструмента, индикаторные лампы,устройства аварийного отключения и т. д.ИП дискретных сигналов, с которыми работает устройство приема дискретныхсигналов,подразделяют на двегруппы:разового ипостоянногоконтроля.
КИП разового контроля относят, например, ИП положения автооператора, которые функционируют только при смене инструмента. ИП постоянного контроля-это :ИП аварийных состояний, ограничители перемещений и т. п.Сопряжение их с устройством ЧПУ выполняется через устройства выводаи приема дискретных сигналов УВДС и УПДС, многоканальный цифроаналоговый преобразователь ЦАП, аналого-цифровой преобразователь АЦП,коммутирующее устройство К (рис.12.11 ).Структурная схема выдачи дискретных сигналов содержит аналоговые запоминающие устройства АЗУ почислу выходов дискретных сигналов.На дискретныеЦАПкисполнительныеустройства станкааС дискретныхАЦПкисполнительныхустройств станка111111УТТДС JII__ _ ___________ullбРис.12.11.Схемы сопряжения исполнительных устройств дискретного действия с устройствами tffiY для выдачи (а) и приема (6) дискретных сигналов13012.Микропроцессорные устройства ЧПУ станкамиСхема устройства приема дискретных сигналов ( см.
рис.12.11,б) включает в себя устройство управления УУ и согласующие устройства СУ по числу Ш1. Согласующие устройства преобразуют сигналы Ш1 в сигналы с нормированными параметрами,здесь же выполняется гальваническая развязкадля повышения помехоустойчивости.Устройство управления осуществляет передачу информации о состояниигруппы Ш1 по запросу от вычислителя и посылает запрос в вычислитель присрабатывании ИП постоянного контроля.Структурнаярис.12.11, а)схемаустройствавыводадискретныхсигналов(см.содержит устройство управления УУ, регистр информации РИ исогласующие устройства СУ по количеству Ш1. Устройство управления организует передачу в регистр РИ информации об изменении воздействий наобъект.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
