Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Можно такжеприменитьконтроллерыдлякаждогошаговогодвигателяисогласованиевести на программном уровне внутри управляющей сети, в которой онивзаимодействуют.На фоне общего технического прогресса явно выражена тенденция интенсификации применения и усложнения программного обеспечения, затем аппаратного оснащения (ресурсов) систем управления и энергообеспечения и,наконец, целевых механизмов.Важно еще на ранних стадиях проектирования рационально распределитьфункции между ресурсами различного рода и сформулировать четкие технические задания на них, чтобы повысить качество, распараллелить работу иускорить ее окончание.
Это концепция параллельной проработки компонентов машины в противовес еще распространенной до настоящего времениконцепциипоследовательнойпроработки,когдасначаларазрабатывают13.1.135Функции микроэлектронных устройствсистему целевых механизмов, затем-систему их энергообеспечения, ресурсы системы управления и лишь на последней стадии, когда машина практически готова,ее программное обеспечение.-Опыт показывает, что наиболее успешными разработки оборудованиябывают в том случае, когда ведущий разработчик разбирается в современныхсредствах микропроцессорного управления настолько , что может на начальных этапах проектирования распределить функции между различными компонентамимашиныпредложенияпоичеткореализациипоставитьтехническоепрограммнойизаданиеаппаратнойивнестичастейсистемэнергообеспечения и управления.13.1.2.
Структураи аппаратное построение систем управленияи энергообеспеченияРазвитые системы управления и энергообеспечения следует строить какиерархические вычислительно-управляющие сети. Выполнение общепринятых принципов построения открытых сетевых систем придает им гибкость ваппаратном и программном плане, дает возможность наращивать эти системы с минимальными изменениями, накапливать опыт их построения и широко использовать его в новых разработках.Основной структурной единицей сети систем энергообеспечения и управления является 1<.онтроллер, получающий информацию от датчиков и средствинтерфейса с оператором (рис.13.2).Его назначение-обработка поступающей информации и выдача управляющих воздействий для реализации сово-Последовательныеканалыэнергетических потоковДатчикиПериферийные компонентыРис.13.2.
Функциональная схема типовогоконтроллера13613.Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексахкупности возложенных на системы функций. В состав развитого контроллеравходит вычислителы-юе ядро, непосредственно обрабатывающее поступающую информацию и организующее обмен с элементами объекта управления.Поддержку вычислительному ядру при вводе и выводе информации от оператораобеспечиваютчеловеко-машинныйинтерфейсисистемавводавывода. Это может быть клавиатура, мышь, различные кнопки для ввода информации в цифровом виде, ползунки либо поворотные ручки, позволяющиевводить информацию в аналоговом представлении.При дискретном двоичном представлении информации кнопка либо двоичный датчик может иметь два состояния: «О» либоразомкнут) . Единица дискретной информации-«1» (контакт замкнут 1 бит. При аналоговомпредставлении используется конкретное значение напряжения или тока с источника информации.Устройство связи с объектом предоставляет вычислительному ядрууслуги при обмене элементарными сигналами аналогового АК и дискретногоДК контроля с датчиками, характеризующими состояние объекта управления,и сигналами дискретного ДУ и аналогового АУ управления с преобразователями энергетических потоков (см.
рис.13.2).В качестве периферийных компонентов системы управления, непосредственно связанных с объектом управления,используютэлектромагнитныереле,включающиеивыключающиеразличные устройства (электромагнитные клапаны, двигатели и т. п.); твердотельныереле;универсальныеключинаэлектронныхкомпонентахилиспециальные драйверы приводов.Адаптер сети необходим для подключения контроллера в сеть.
Каждыйконтроллер выполняет возложенные на него функции управления. Если онподдерживает скорость вращения главного привода станка, то по сети от контроллера высшего уровня он получает уставку, определяющую значение этойскорости. В той же сети находятся контроллеры, ответственные за проведение других процессов, например контроллер привода подачи. Он также получает и квитирует уставки. Часто адаптер сети бывает конструктивно встроенв вычислительное ядро, на котором бывает несколько последовательных каналов и сетевых адаптеров (см.
рис.13.2).По последовательному каналу контроллер может получать информацию от«интеллектуальных» датчиков, оснащенных собственными контроллерами.При этом информация будет поступать не в виде, например, токового сигнала4 ... 20мА в интервале20 ... 100 °С,а как цифровой последовательный код.
Поспециальным командам «интеллектуальный» датчик может проводить самотестирование, переключать шкалу измерения и т. д. К одному каналу может бытьподключено несколько таких датчиков и устройств управления мощностью.Периферийные компоненты системы управления служат для управленияэнергетическими потоками, поступающими на исполнительные механизмы идругие компоненты машины, нуждающиеся в энергопитании. Обмен с нимиидет,какправило,элементарнымисигналамидискретногоианалогового13.1.137Функции микроэлектронных устройствуправления. Управляют энергетическими потоками преобразователи, например, ключи-устройства, способные преобразовать информационный сигналв энергетический поток с требуемыми параметрами.Датчики, входящие в состав периферийных компонентов, выдают на линии связи сигналы, характеризующие состояние объекта управления. Это, какправило, элементарные сигналы аналогового и дискретного контроля.Построение для широкого класса оборудования систем энергообеспечения и управления требует три типа контроллеров в соответствии с тремяуровнями иерархии.1.Контроллеры верхнего уровня, или центральные, управляют отдельными машинами, производственными участками, цехами и имеют развитыесервисные возможности (вычислительные, графические, накопления информации, встраивания в локальные вычислительные сети и др.).
Конструктивноони представляют собой многоплатное устройство и содержат вычислительное ядро и блок связи с объектом, ведущий информационный обмен с отдельными элементами машины. Центральный контроллер координирует работу всей системы, выдает задания на исполнение локальным и узловым контроллерам и стоит во главе системы управления.2.Контроллеры среднего уровня, или узловые, управляют достаточно развитой подсистемой машины, командуют фрагментом управляющей сети илиотдельнымисложнымимеханизмами,когда разместитьна однойплатеустройство, совмещающее функции управления и энергообеспечения, не удается. От центральных они отличаются меньшими вычислительными и сервисными возможностями (как правило, отсутствие дисплея и клавиатуры,небольшие объем памяти и быстродействие и, как следствие, меньшая стоимость).3.Контроллеры низшего уровня, или локальные, совмещают функциипреобразования энергии и информации. Это контроллеры, располагаемые напериферии системы управления, встраиваемые в управляемое устройство иимеющие, как правило, одноплатную конструкцию.Деление контроллеров на три группы несколько условно.
В реальном оборудовании наличие контроллеров всех трех уровней не обязательно и одни могут успешно заменять другие. Узловые и центральные контроллеры благодарягибкой модульной конфигурации достаточно универсальны, могут управлятьшироким классом технологического оборудования и поэтому выпускаются серийно. Локальные контроллеры, как правило, узко специализированны, поэтому их разрабатывают под конкретный механизм.Имеющиеся в настоящее время различные микропроцессорные средствауправления в соответствии с особенностями их построения, комплектации,использования и программирования подразделяют на несколько групп.Локальные регуляторы (рис.13.3, а) управляют каким-либо исполнительныммеханизмом широкого применения, например нагревателем или электродвигателем (асинхронным, постоянного тока, шаговым).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
