Устройства программного управления на базе микро-ЭВМ для управления технологическим оборудованием.

В массовом и крупносерийном производстве экономически оправданным является жесткое программирование, когда команды заносятся в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Устройство управления, логический блок или координатор – это электрическое или электронное устройство, предназначенное для считывания в свой регистр (внутреннюю память) очередной команды программы, расшифровки кода команды, опроса состояния нужных переключений, выполнения логических операций и выдача по результатам выполнения операции команды исполнительным устройствам.

В настоящее время наиболее перспективными являются так называемые микропроцессорные УЧПУ типа СТС, основной элемент которых - микрокомпьютер, состоящий из микропроцессора, блока памяти, логических схемных устройств управления и согласования с каналом связи.

Общая функциональная схема i-координатной системы управления показана на рис. 37.

Рис. 37. Общая функциональная схема i-координатной системы управления.

Задающим устройством в системе является микропроцессорное УЧПУ, которое в соответствии с введенной УП управляет скоростью приводов подач (ПП) рабочих органов и привода главного движения (ПГД), т. е. осуществляет управление объектом по жесткой программе. Отличительное свойство таких устройств заключается в том, что формируемый ими управляющий сигнал представляет собой рассогласование запрограммированных и измеряемых датчиками перемещений (ДП) положений рабочих органов станка в данный момент времени.

Текущая информация от датчиков режима (ДР) обработки используется для оптимизации запрограммированного функционирования по принятому для данного случая критерию. Датчики режима реагируют на изменения значения регулируемого параметра, характеризующего объекта управления (ОУ).

В УП задаются требуемые перемещения по каждой из i-координат станка и контурная скорость, определяющая закон формирования поверхности обрабатываемой детали во времени.

В зависимости от назначения УЧПУ в его составе используют от одного до четырех, чаще однотипных, микропроцессоров. Для обрабатывающих центров и других сложных станков наиболее рационально строить схему управления так, чтобы каждый микропроцессор специализировался на выполнении определенных функций в составе всего УЧПУ.

Применение микропроцессоров дало возможность коренным образом изменить структуру УЧПУ. Микропроцессоры совместно с другими элементами управления (блоки памяти, устройствами ввода-вывода, синхронизации, управления циклами прерывания и др.) образуют специализированные микро-ЭВМ, являющиеся ядром современных УЧПУ.

Рассмотрим основные элементы, входящие в специализированные для этих целей микро-ЭВМ.

Микропроцессор представляет собой арифметика - логическое устройство (АЛУ), реализованное на одной или нескольких микросхемах большой степени интеграции. Микропроцессоры можно классифицировать по скорости выполнения элементарной операции (команды). Кроме того, важнейшей характеристикой микросхем является реализуемое на одной микросхеме число команд (система команд) и длина слова.

Технологический процесс обработки на станке с ЧПУ осуществляется благодаря отработке микропроцессором определенных алгоритмов управления, реализующих требуемый режим работы.

Блок памяти в микропроцессорных УЧПУ реализован на микросхемах с большой степенью интеграции. Используется память трех типов:1) оперативная память с высоким быстродействием, допускающая считывание и запись информации в режиме реального времени, - RAM; 2) постоянная программируемая память, только считываемая, не меняющая содержания в ходе нормальной работы микропроцессора и сохраняющая информацию при отключенном электропитании, - PROM; 3) постоянная перепрограммируемая память – REPROM, допускающая стирание информации и перепрограммирование.

Оперативной памятью (ОП) пользуются для временного хранения данных в ходе выполнения УП, она не сохраняет информацию при отключении электропитания. ОП позволяет повысить надежность УЧПУ за счет минимума обращений к считывателю и задатчику УП.

Постоянная программируемая память применяется для хранения программ функционирования и хранения постоянных данных.

Использование постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) позволило сделать УЧПУ универсальными, пригодными для применения на станках различных типов. Функциональные программы, реализующие алгоритмы управления конкретными станками могут вводиться в энергозависимое ПЗУ разработчиками УЧПУ.

Перепрограммируемая память предназначена для хранения быстроменяющейся информации малого объема. Применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) двух типов: со стиранием информации ультрафиолетовым светом и с электрическим стиранием.

Выбор типа запоминающего устройства для микропроцессорных УЧПУ определяется в первую очередь объемом требуемой памяти и быстродействием микропроцессора. Заметим, что функции оперативной памяти в микропроцессорных УЧПУ несложные и модули памяти работают, как правило, в синхронном режиме.

Использование больших интегральных схем (БИС) ввода-вывода обеспечивает сопряжение между собой процессора, запоминающих устройств и интерфейсов (периферийных устройств ввода-вывода для связи с датчиком, дисплеем и т. д.).

Логические устройства последовательного действия, которые формируют выходные сигналы в соответствии с логическими операциями, производимыми над входными сигналами, называют программируемыми контроллерами (ПК).

Периферийным устройством ПК называют устройства, не являющиеся его составной частью, но связанные с ним непосредственно. Вспомогательными называют периферийные устройства, которыми оснащают пульт программирования ПК.

Для управления электроавтоматикой станков с ЧПУ применяется ПК, встраиваемый в УЧПУ (рис. 38). При этом может использоваться информация,

имеющаяся в ЧПУ, что уменьшает число модулей ввода и вывода, а ПК и УЧПУ связываются стандартным каналом.

1 – УЧПУ;. 2 – параллельный канал УЧПУ; 3 – связь ПК с параллельным каналом УЧПУ; 4 – ППЗУ; 5 – процессор ПК; 6 – наладочное ПЗУ; 7 - последовательный канал; 8 – блок питания логики входных и выходных узлов ПК; 9 – входные и выходные узлы ПК; 10 – наращиваемые входные и выходные узлы; 11 – шкаф электрооборудования; 12 – устройство программирования ППЗУ.

Рис. 38. Размещение узлов ПК в комплексе УЧПУ – ПК:

К функциям управления ПК относятся, прием логических сигналов от станка, вычисление логических функций, выдача на станок логических управляющих сигналов, реализация выдержки времени, прием команд от УЧПУ и выдача в УЧПУ ответа об их исполнении.

Эффективным средством поиска неисправностей ПК и станка с ЧПУ является индикация состояния входов и выходов ПК, выполняемая в процессе работы комплекса УЧПУ – ПК.

Узлы ПК размещают в электрошкафу станка с ЧПУ, так как они выделяют большое количество теплоты; кроме того, упрощается наращивание их числа. Процессор ПК может быть расположен в корпусе УЧПУ и связан с другими устройствами быстродействующим параллельным каналом.

Преимущества ПК по сравнению с традиционными релейными устройствами управления следующие:

Ø программирование ПК в целом намного легче;

Ø ПК можно многократно перепрограммировать;

Ø ПК легче связать с вычислительными системами предприятия.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: