lektsii (832569), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Эти УЧПУ определяются правилами эксплуатации устройства ЧПУ и языком заданий и задач. А также мневмоника функциональных клавиш дисплея и индикации и правила пользования ими. С помощью этих языков задается объем и содержание визуально контролируемой информации, ведется диалог и выполняется плоско-объемная графика. Индикация может сопровождаться подсветкой или звуковой индикацией при неправильном вводе информации, обнаружении ошибок и т.д.

Классификация ошибок, которые может выдавать система УЧПУ

Анализ диагностических возможностей отечественных и зарубежных микропроцессорных УЧПУ позволяет классифицировать по группам ошибки, выдаваемые системой диагностики.

1. Синтаксические ошибки анализа текста управляющей программы. Ошибки связаны с неправильным вводом управляющей программы по содержанию.

2. Симатические ошибки связаны с неправильным вводом управляющей программы по форме.

3. Ошибки, связанные с неправильным действием оператора при выдаче УЧПУ задания с помощью клавишных средств пульта оператора.

4. Ошибки, связанные с невозможностью выполнения задания в связи с ограничениями УЧПУ или вследствие непредусмотренных действий оператора.

5. Ошибки, относящие к использованию различных макроопределений.

6. Ошибки обращения к каналу связи по программным или аппаратным причинам.

7. Ошибки, связанные с невыполнением диагностической проверки или сбоя производственного процесса.

8. Ошибки, носящие характер сбоев

9. Ошибки, связанные с невозможностью колебания информации УЧПУ.

5. Контроль аппаратных средств УЧПУ или Диагностическая задача

Одним из типовых режимов работы ЧПУ является технологический контроль, подводимый на стадиях подготовки к выполнению задания. Диагностические средства УЧПУ выполняют три главные функции:

1. Контроль исправности аппаратных средств

2. Контроль сохранности системного программного обеспечения

3. Контроль за правильным протеканием процесса управления с целью предотвращения аварий. При этом выполняется диагностика состояния аппаратных средств УЧПУ с различной степенью детализации, т.е. оценивается состояние функционального модуля, узла в модуле или элемента в узле.

Время восстановления работопособности УЧПУ определяется во многом степенью детализации. Указание места неисправности. Для выполнения диагностики устройства ЧПУ предусматриваются встроенные или выносные программно-аппаратные средства контроля или диагностики. При этом средства диагностики ориентированы в основном на определение исправности оборудования до момента выполнения производственного задания, а средство контроля ориентированы на процесс выполнения задания. Как правило диагностика производится автоматически при включении микропроцессорного УЧПУ и в случае обнаружения неисправностей выдаются диагностические сообщения. В ходе контроля и при отклонении производственного процесса от нормального хода УЧПУ останавливает процесс с выдачей диагностических сообщений.

После задач представляем:

Кол-во дискретных/аналоговых входных и выходных параметров

Технические характеристики станка

Обоснование УЧПУ – почему выбираете микропроцессорную УЧПУ, структурные построения УЧПУ (однопроцессорная или мультипроцессорная), если однопроцессорная – то по такой то схеме, а мультипроцессорная – по такой-то схеме.

Далее блок-схема УЧПУ, характеристики, терминальная задача и диагностическая задача.

Структурные схемы построения микропроцессорных УЧПУ

Перечислим основные принципы организации микропроцессорной УЧПУ:

1. Программно-аппаратная реализация функции управления. В соответствии с этим принципом обработка информации осуществляется программными средствами вычислителя. Основные функции аппаратных средств контроллера внешних устройств является функции преобразования информации вычислителя в сигналы управления объектом и наоборот преобразование сигналов объекта в машинную форму.

2. Магистрально-модульный принцип построения аппаратных средств заключается в том, чтобы аппаратные средства микропроцессорных систем выполняются в виде унифицированных по конструкции модулей и имеют унифицированные средства сопряжения с системными магистралями

3. Принцип встроенной диагностики, в соответствии с которым каждый блок, входящий в вычислитель или контроллер внешнего устройства имеет свои аппаратные диагностические средства.

Состав задач и сложности функций выполнения оказывает влияние на архитектуру построения УЧПУ. Существует два крайних архитектурных решения построения микропроцессорной УЧПУ – разделяемый вычислитель (все задачи будут решаться параллельно с помощью одного вычислителя) и выделяемый вычислитель (каждой задаче соответствует собственный вычислитель и параллельные вычисления должны быть скоординированы между собой

Рисунок 1

Архитектурному решению разделяемый вычисляемый соответствует однопроцессорное УЧПУ, которое может иметь структуру построении я с помощью единой общей магистралью или двумя магистралями.

Рисунок 12.9

Структура построения с общей магистралью контроллеры внешних устройств КВУ1…КВУN сопрягаются с вычислителем общей магистралью. В этой структуре нагрузочная способность системной магистрали ограничивает возможности расширения функций УЧПУ в следствии ухудшения помехоустойчивости.

Лекция 11

Для улучшения нагрузочной способности используют вариант однопроцессорной структуры с двумя магистралями, сопряженния между которыми осуществляется через адаптер связи. В этой структуре контроллеры внешних устройств дисплея и клавиатуры оператора обычно сопрягаются с системной магистралью вычислителя. А контроллеры электроприводом, устройства работы электроавтоматики сопрягаются с системной магистралью устройства ЧПУ. Использование такой структуры более эффективно, потому что контроллеры внешних устройств станка для связи с несколькими однотипными внешними устройствами обычно выполняют на одной плате, что является по отношению к системной магистрали одной единицей нагрузки.

Количественные и качественные расширения функциональных возможностей управления с использованием однопроцессорных УЧПУ ограниченно рядом причин:

1. Вычислительная мощность процессора. Недостаточная вычислительная мощность однопроцессорных УЧПУ сдерживает развитие МП УЧПУ. Если используется однопроцессорная УЧПУ, то накладывается ограничение на число управляемых координат станка, минимальную дискретность перемещения, максимальную скорость интерполированной подачи, уровень сервиса для оператора и как правило возникают проблемы разделения процессорного времени, поэтому для того, чтобы повысить вычислительную мощность в однопроцессорной УЧПУ идут на повышение разрядности микропроцессора.

2. Возможность привязки микропроцессорной УЧПУ к станку, связано с управлением цикловой автоматики станка, то есть если схема управления цикловой автоматики проста, то дискретными сигналами входа/входа этих устройств управляет вычислитель. Однако, у станков со сложной автоматикой как правило ее устройство управляется так называемым программируемым контроллером, который разгружает вычислитель от операций ввода/вывода информации или берут на себя выполнение отдельных функций задач.

3. Наличие конечной нагрузочной способности системной магистрали. Повышение вычислительной мощности микропроцессора целесообразно, если можно расширить число модулей, подключаемых к системной магистрали без снижения надежности обмена данными.

Из этих недостатков очевидно целесообразность использование архитектурного решения – выделяемые вычислители. Это соответствует мультипроцессорной структуре построения УЧПУ. Число вычислителей не обязательно соответствует числу задач УЧПУ. Возможно распределение одной задачи между несколькими вычислителями или использование специальных вычислителей, которые будут выполнять служебные функции (доступ к большим объемам памяти, координации работы между вычислителями)

Мультипроцессорная УЧПУ может иметь сосредоточенную и распределенную структуру построения.

Сосредоточенная структура построения

Рисунок 1

Распределенная структура построения

Рисунок 2

Основные различия:

1. При распределенной структуре каждый вычислитель имеет свою операционную систему, в том время как у сосредоточенной системы операционная система может быть общей.

2. Обмен информацией между вычислителями при распределенной структуре менее интенсивен чем при сосредоточенной.

3. Каждый вычислитель при распределенной структуре имеет свой контроллер (переферийных устройств), объекта управления, ЭВМ верхнего уровня.

4. Вычислители при распределенной структуре не могут иметь общей памяти для ее коллективного использования.

5. При распределенной структуре допустимо большое пространственное разделение вычислителей, которые могут быть приближены к своим объектам управления.

6. Функции, выполняемые различными вычислителями, будут определяться программным обеспечением, занесенным в запоминающее устройство вычислителя. Мультипроцессорные УЧПУ могут быть представлены одним блоком, либо представлены в виде ряда конструктивных блоков.

7. Если мультипроцессорное УЧПУ представлено одним блоком, то объединение нескольких вычислителей осуществляется через двухпортовые блоки общей памяти. (БОП – рисунок а) и устройство имеет сосредоточенную структуру построению.

8. Такая связь обеспечивает повышение производительности устройства. Учитывая интенсивность обмена между центральным вычислителем В и локальным вычислителем Вn блоки общей памяти могут быть совмещены с ОЗУ локальных вычислителей. Мультипроцесоорные УЧПУ, представленные рядом конструктивных блоков имеют распределенную структуру построения (рисунок б). Обмен данными осуществляется через адапторы связи (АС), подключенные к системным магистралям локальных вычислителей.

Рисунок 3

Лекция 12

АС – адапторы связи

В – вычислители

КВУ – контроллер внешнего устройства (с пультом оператора)

Сопряжение станка с микропроцессорным устройством ЧПУ

Оборудование, относящееся к металлорежущему станку и которое является управляемым устройством ЧПУ подразделяют по назначению и функционирования на три группы:

1. Приводы для перемещения механизмов

2. Исполнительные устройства дискретного действия, которые работают по принципы включить/выключить

3. Информационные устройства (ИП аналоговых и дискретных сигналов).

Для сопряжения микропроцессорного УЧПУ со станком в общем случае необходимо организовать обмен следующими сигналами: аналоговые в виде постоянного напряжения 10 В при силе тока 10 миллиампер, дискретными импульсными сигналами, дискретными в виде постоянного тока 0,2 А при напряжении 24 В, либо 2 А при напряжении 110 В. Для реализации такого обмена устройства сопряжения с УЧПУ должны иметь цифро-аналоговый и аналогово-цифровые преобразователи, различные коммутаторы и средства гальванической развязки для повышения помехоустойчивости. Сопряжения регулируемых следящих приводов и стабилизирующих электроприводов с устройством ЧПУ реализуются с помощью устройств сопряжения с приводом УСП. В этом устройстве решаются следующие задачи: получение и преобразование информации о задаваемом от вычислителя положении. Например, x_зад и скорости привода F_зад, а информация о его текущем положении (например, ) и формирование управляющих сигналов на регулируемый привод. В состав УСП входят цифро-аналоговые преобразователи положения (ЦАПП) и скорости (ЦАП). Дальше входит источник опорного напряжения ИОН, устройство сравнения и формирователь сигналов управления приводом.

Характеристики

Список файлов лекций