Система управления автоматическими транспортными
Системами
Локальные системы управления (ЛСУ)
Локальные системы управления предназначены для автоматического управления ПР, технологическим транспортно-складским и контрольно-измерительным оборудованием автономно или в составе ГПС. Цель применения ЛСУ - обеспечение автоматической работы технологического и других видов оборудования. Основные требования, предъявляемые к ЛСУ: свободное программирование, энергонезависимость, высокая помехоустойчивость, многокоординатное и многопараметрическое управление, агрегатирование средств сопряжения ресурсов памяти, вычислительных ресурсов, обеспечение требований по производительности, точности, надежности, гибкости, живучести, достаточность ресурсов памяти, информационная, программная совместимость с АСУ комплексами, обеспечение диалогового режима, обеспечение контроля и диагностики оборудования и собственных элементов ЛСУ.
Основные функции, реализуемые ЛСУ: 1) автоматическое управление элементами цикловой автоматики; 2) автоматическое управление электрическим силовым приводом; 3) автоматическое управление электрическим следящим приводом положения, движения рабочего органа (РО); 4) обеспечение различных видов коррекции (в том числе в приводах) траектории движения, размеров инструмента; 5) программирование на рабочем месте с помощью функциональной клавиатуры пульта управляющих технологических программ (УТЛ); 6) диалоговый режим; 7) обеспечение необходимого запаса УТП; 8) канал связи с ЭВМ более высокого уровня; 9) адаптивное управление и др.
|
|
|
Технико-экономические показатели ЛСУ: точность работы ЛСУ оценивается по наибольшему вероятностному отклонению фактического значения регулируемого параметра от заданного.
Принципы построения ЛСУ. Структурный анализ
Применяемые в производстве РЭА ЛСУ можно классифицировать по виду задания управляющей информации: 1) нечисловое (с упорами, кулачками, копирами ); 2) частично числовое (системы циклового программного управления); 3) числовое задание. Для гибкой автоматизации интерес представляет 3-й вид. Однако среди УЧПУ в большой степени требованиям автоматизации отвечают многопроцессорные УЧПУ с программируемой структурой (контроллеры, УЧПУ типа CNC, построенные на базе стандартных управляющих мини –ЭВМ и УЧПУ агрегатного типа, построенные на базе микропроцессорных комплексов.
Основные задачи, решаемые УЧПУ: I) ввод и хранение системного программного обеспечения; 2) реализация циклов; 3) интеграция; 4) управление следящим и электрическим шаговым приводами; 5) логическое управление; 6) коррекция на изменение размеров инструмента; 7) адаптивное управление; 8) автоматический встроенный контроль; 9) накопление статистической информации; 10) программирование методом обработки первой детали; 11) идентификация; 12) диалоговый режим и др.
|
|
|
Основные требования, предъявляемые к УЧПУ: I) обеспечить производительность, точность управления;.2) свободное программирование; 3) энергонезависимость памяти, хранящей УТП и СТО; 4) высокая помехозащищенность; 5) многоцелевое управление; 6) достаточность ресурсов памяти для хранения всей совокупности программного обеспечения; 7) возможность автономного автоматического функционирования и работы в составе АСУГГЮ; 8) автоматическая связь с ЭВМ более высокого уровня; 9) диалоговый режим.
В международной практике приняты следующие обозначения систем ЧПУ:
NC(ЧПУ) – числовое программное управление.
HNC – разновидность устройства ЧПУ с заданием программы оператором с пульта с помощью клавиши, переключателей и т.д.
SNC – устройство ЧПУ, имеющее память для хранения всей управляющей программы;
CNC – автономное управление станком с ЧПУ, содержащее мини-ЭВМ или процессор;
DNC – групповое управление станками от общей ЭВМ.
Перечисленные системы можно разделить на две группы:
|
|
|
с постоянной структурой с вводом программы от перфоленты, магнитной ленты или с клавиш (типа NC, HNC)
с переменной структурой, у которых основные алгоритмы работы задаются программно и могут изменяться (типа SNC, CNC, DNC). Устройства классов SNC и CNC построены на основе мини-ЭВМ.
Система CNC
В зависимости от назначения системы типа CNC можно разделить на:
системы, в которых управляющие алгоритмы заданы заранее;
системы, в которых возможно программирование управляющих алгоритмов по желанию пользователя.
Преимущество CNC-систем – возможность использовать одну и ту же систему управления для различного оборудования (в частности, для станков и ПР).
В CNC-системах ЭВМ передаются функции по расшифровке данных управления, ввода в память, заполнения в буферной памяти, сравнения, вычисления и т.д.
В этой системе имеется минимум одна ЭВМ. Центральным узлом обработки данных является микропроцессор, который соединяется через блоки ввода – вывода с объектом управления. Диалог с оператором ведется через внешние устройства (пульты управления).
Функции системы CNC
а) связь с системой DNC
б) управление заготовкой: - смена заготовки (детали)
опознания заготовки (паллеты)
|
|
|
изменение обрабатываемого размера;
в) управление инструментом: - слежение за стойкостью
смена инструмента, магазинов;
контроль режущей кромки;
г) управление станками:
пробные циклы;
диагностика состояния;
геометрические перемещения;
оптимизация режимов резания.
Система DNC
В системах группового управления или прямого цифрового управления DNC осуществляется централизованное управление от одной ЭВМ, которая обеспечивает хранение одной или нескольких программ и их распределение по запросам станков и другого оборудования.
Имеется три вида DNC систем:
DNC – системы с индивидуальным управлением. Такие системы являются классическими. В них один или несколько комплексов оборудования работают от управляющей машины независимо.
DNC – системы последовательного типа. Основу построения таких систем составляет технологический процесс. Станки с ЧПУ в этом случае связаны с автоматизированным конвейером и автоматическими погрузочно-разгрузочными устройствами. В соответствии с технологической последовательностью операций ЭВМ управляет как станками, так и периферийными устройствами. Здесь поломка одного станка в линии является причиной остановки всей линии. Поэтому необходимо иметь несколько дублирующих систем.
DNC – системы гибкого типа. Здесь предусмотрена автоматическая смена инструмента, оснастки и приспособлений. Обрабатываемые детали перемещаются в специальных кассетах или паллетах. В функции ЭВМ входит контроль в режиме реального времени как потока деталей и материалов, так и информационного потока. Такие системы являются базовыми для построения ГПС.
Функции системы DNC
а) управление:
- станками; - транспортом; - установкой заготовок; - инструментом; - складом; - качеством и т.д.
б) связь с системой CNC
в) слежение:
- за процессом; - логикой команд; - за отклонениями; - за ненормальностями; - оповещение об отклонениях и т.д.
г) контролирование:
- исполнение команд; задач и т.д.; - опознание заготовок, деталей, станков;
д) диспетчирование:
- задание последовательностей; - выдача управляющих программ и т.д.;
е) редактирование:
- поиск ошибок и неисправностей; - коррекция программ; - состояние файлов и пр.
ж) тестирование:
- проверка управляющих программ; - проверка наладок без использования станка; - выявление ошибок;
з) статистика:
- объем выпуска; - количество отказов; - виды простоев; - причины отказов; - фактическое время работы; - отчетность и т.д.
и) имитация;
- расчет вариантов; - данных; - принятие решений; - анализ очередности; - целей, задач достижения максимальной производительности и минимальной себестоимости при заданном разнообразии деталей.
Микропроцессорные УЧПУ
Можно выделить четыре направления построения микропроцессорных УЧПУ: 1) на базе стандартных микро-, мини- или персональных ЭВМ и немикропроцессорных устройств связи (интерфейсов) с объектом управления; 2) то же, но на базе микроЭВМ и микропроцессорных устройств связи; 3) с мультипроцессорными вычислителем; 4) с использованием агрегатного принципа (рисунок 4.2).
В первом направлении в качестве Ш ЭВМ могут использоваться микро- мини- и персональные ЭВМ. Структуру отличает простота построения, универсальность, некоторая избыточность и высокая стоимость, наличие аппаратной части. Вторую структуру отличает уменьшение аппаратной части, большая универсальность, повышенная надежность, гибкость и сравнительно высокая стоимость. Третью структуру применяют для уникальных станков. Четвертое направление используют микропроцессорные агрегаты, представляющие собой структурно и функционально законченные модули - процессоры, ОЗУ, ПЗУ, ввода дискретных сигналов, таймеры, программаторы. Оно позволяет создать более экономичные специализированные УЧПУ.
а) на основе стандартных микро, мини, персональных ЭВМ и немикропроцессорных устройств связи; б) на основе стандартных ЭВМ с микропроцессорными устройствами связи; в) с мультипроцессорным вычислителем; г) с использованием агрегатного типа
Рисунок - 4.2 Структурные схемы микропроцессорных УЧПУ
Система управления
Под системой управления (СУ) понимается совокупность средств, стремящихся обеспечить группе объектов, объединенных общностью задач, достижение определенной цели. Применительно к задачам производства объектами управления являются технологические требования, а целью их работы - выполнение заданных технологических процессов.
Система управления считается автоматической, если функции управления осуществляются в ней без участия человека. Комплекс устройств, осуществляющий автоматическое поддержание заданного параметра, прямо или косвенно определяющего технологический процесс на определенном уровне или изменяющего его по известному закону, называется системой автоматического регулирования (САР).
Процесс автоматического регулирования следует рассматривать как частный случай процесса автоматического управления.
В системах автоматической стабилизации управляющее воздействие представляет собой постоянную величину. Системами программного управления являются системы, у которых управляющее воздействие - известная функция времени. САР, в которых изменение управляющего воздействия определяется процессами, протекающими вне рассматриваемой системы и заранее точно не может быть указано, называются следящими системами.
Различают системы управления отдельными механизмами, выполняющими элементарные циклы и системы, обеспечивающие управление общим циклом работы установок. Дальнейшую классификацию систем управления удобно провести по информационным признакам, включающим источники и носители информации, количество и структуру потоков информации, вид и методы ее переработки.
Основным источником информации служит программа управления. Эта информация известна до начала технологического процесса и называется задающей информацией. Задающая информация, зафиксированная тем или иным способом, является программой, а материальный носитель ее - программоноситель, другим источником информации является сам технологический процесс. Существующие датчики позволяют получать информацию о фактическом положении скорости движения рабочего органа, размере обрабатываемой поверхности, температуре в зоне обработки, уровне вибрации, шумов и т.д.
Эту информацию называют информацией обратной связи, а датчики -датчиками обратной связи. Источниками информации о возмущениях служит окружающая среда.
Носитель программы. Программа управления может быть зафиксирована с помощью упоров, переключателей, кулачков, катодов, штеккерных табло, номеронабирателей и быстросменных носителей: перфоленты, киноленты, перфокарты, магнитных барабанов, дисков, на матрицах ЦМП, полупроводниковых матрицах ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ, оптических дисках и т.д.
Системы управления, использующие только задающую информацию, имеют разомкнутую структуру, их называют разомкнутыми СУ, В них отсутствует контроль о выполнении программы и обратная связь. В разомкнутой системе действует только один поток информации. Чем больше используется каналов информации, тем качественнее система управления. На технологический процесс действуют также возмущения, информация о которых не используется в разомкнутой СУ. Такую структуру имеют СУ с шаговыми исполнительными механизмами и СУ, работающие от кулачков и копиров.
Обширный (основной) класс составляют замкнутые СУ, в которых для снижения технологических требований к отдельным элементам и повышения качества работы СУ применяют обратную связь. В этом случае используют два канала (задающей и обратной связи). Информация обратной связи может содержать сведения о фактической скорости перемещения рабочего органа, его положении, об окончании цикла и другие сведения о протекании технологического процесса.
Системы управления, работающие на основе совместного использования задающей информации и информации обратной связи, называют замкнутыми СУ. Качество работы замкнутой СУ выше, чем в разомкнутой. В замкнутых СУ используются управляемые приводы.
Для получения оптимального управления течением технологического процесса необходимо использовать два или более каналов дополнительной информации. Системы управления, использующие два или более каналов дополнительной информации и имеющие устройство для коррекции управляющего сигнала, можно отнести к классу приспосабливающихся СУ (самонастраивающиеся, самоорганизующиеся, самообучающиеся системы). Самонастраивающиеся системы имеют постоянную структуру, а в процессе работы изменяются лишь только управляющие воздействия или параметры процесса (коэффициенты передаточных функций).
В самоорганизующихся системах во время работы изменяются не только управляющие воздействия и параметры, но и структура СУ.
Самообучающиеся системы характеризуются изменением в процессе работы алгоритма, по которому они построены.
В зависимости от вида информации, которая используется системами, последние делятся на непрерывные, импульсные и смешанные, с различными видами модуляций (ШИМ, АИМ, ЧИМ).
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 281; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!