Характеристика систем управления.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 13Следующая ⇒

Технологические объекты (ТО) – технологическое оборудование (станки, роботы, тактовые столы ит.д.), обеспечивающие выполнение требуемых технологических процессов (ТП). Современные ТО являются комплексом сложных динамических систем. Сложность обуславливается высокими требованиями по производительности и точности работы ТО. Управление процессами и обьектами в машиностроении осуществляется с помощью системы управления.

Система управления – комплекс устройств и средств связи, обеспечивающий точное и согласованное во времени взаимодействие рабочих и вспомогательных агрегатов и устройств ТО в соответствии с заранее разработанной программой ТП или с очередностью отработки команд , устанавливаемой в зависимости от изменяющейся внешней среды.

Следящие СУ позволяют воспроизводить ТО изменения входного воздействия как правило с усилением по мощности.

Программа функционирования ТО - последовательность команд, которые должен выполнить ТО.

Разрешающая способность системы – наименьшее перемещение рабочего органа, которое может быть задано СУ и зарегистрировано измерительной системой ТО.

Дискрета – минимальная величина реакции ТО на единичное изменение управляющего сигнала.

Назначение СУ ТО – выполнение команд для поддержания требуемых значений параметров выполняемого ТП с заданной точностью и производительностью.

Задачи СУ ТО:

- обеспечивать требуемые действия исполнительных механизмов;

- обеспечивать заданные режимы ТП;

- обеспечивать требуемые параметры обьекта производства;

- выполнять вспомогательные команды.

Требования к САУ:

- возможность управления сложным циклом функционирования ТО;

- обеспечение высокой мобильности;

- обеспечение высокой точности при высокой надежности в работе;

- простота конструкции и низкая стоимость;

- возможность саморегулирования в процессе управления;

- возможность дистанционного управления.

Команды, задаваемые в СУ делят на три категории:

1.Технологические команды, обеспечивающие требуемые действия рабочих органов ТО при выполнении ТП.

2.Цикловые команды, к которым относят изменения параметров ТО(например, переключение скорости и подачи, выбор инструмента, выключение охлаждение, реверс и т.д.).

3.Команды на выполнение служебной или логической информации, обеспечивающие правильность выполнения ТО всех задаваемых ему команд(обозначение адресов, знаки разделения команд, контрольные числа). Зависят от системы кодирования.

По командной информации СУ классифицируют:

1.СУ, работающие на основе полной начальной информации:

- СУ с распределительным валом;

- копировальные СУ;

- цикловые СУ;

- системы с ЧПУ.

2.СУ, работающие на на основе неполной начальной информации:

- экспериментальные системы , обеспечивающие оптимальное управление путем изменения управляющего воздействия;

- самонастраивающиеся СУ, оптимизирующие управление изменением параметров системы и управляющих воздействий;

- самоорганизующиеся СУ, изменяющие свою структуру, ее параметры и управляющее воздействие;

- самообучающиеся СУ, изменяющие алгоритм управления или параметры управляющего воздействия.

Любая СУ ТО независимо от характера ТП должна отвечать следующим требованиям:

- исполнение команд с высоким быстродействием и точностью;

- гибкость при смене объекта производства;

- синхронизация выполняемых действий в различных циклах;

- высокая надежность;

- автоматическое регулирования ТП в его оптимальных параметрах;

- простота конструкции, низкая стоимость, удобство обслуживания;

- минимум времени на подготовку программы;

- большое количество выполняемых технологических команд;

СУ ТО классифицируют по признакам:

- принцип синхронизации;

- степени централизации управления;

- методу взаимодействия;

- виду программоносителя;

- числу управляемых координат;

- способу программирования;

- наличию обратной связи;

- типу привода и т.д.

Особенности систем управления станками.

Системы управления (СУ) станками разделяют на централизованные, децентрализованные и смешанные.

Центр. СУ – управление всем технологическим цилом станка-автомата, АЛ, РТК производится с центрального командного пункта ТО, наибольшее применение.

Достоинство:

- простая схема управления;

- надежность;

- удобство обслуживания и наладки.

Децентр.СУ – осуществляют управление с помощью датчиков (путевых переключателей, концевых выключателей) , срабатывающих при движении исполнительных механизмов ТО. Движение испол.органа возможно только после остановки предыдущего по команде мех-ма.

Преимущество:

- отсутствие сложной блокировки, т.к.команды подаются после окончания предыдущей.

Смешан. СУ- комбинация первых двух.

В конструктивном отношении СУ ТО состоит из двух частей: управляющее устройство и управляемые узлы. Управляющее устройство воздействует на управляемый рабочий орган станка в соответствии с программой управления.

При традиционных методах автоматизации – весь обьем информации, необходимый для изготовления детали, содержится в кулачках, копирах, шаблонах, упорах. С них эта информация передается ТО как программа обработки. Такой способ:

- усложняет подготовку и задание программы;

- не обеспечивает высокой гибкости и переналаживаемости;

В СУ станков широко распространены т.н. аналоговые системы , использующие аналоги ,соответствующие перемещениям исполнительных устройств станков (копиры, кулачки, упоры).

Пример:

В токарном станке упоры , расположенные по ходу движения, служат аналогом перемещений продольного и поперечного суппортов. Это замкнутая система, т.к.имеют место два направления потока информации- положение конечного выключателя (программа) и второй- фактическое положение исполнительного мехенизма.

Пример:

В незамкнутой СУ в формообразовании используется кулачек с профилем, соответствующим запрограммированной обработке. Аналог- профиль кулачка. Система прямого действия.

В СУ непрямого действия используются усилители (гидро). Такая система имеет обратную связь. Система отслеживает положения поршня золотника .

Таким образом в аналоговых системах программа обработки фактически материализуется в программоносителе.

Появление систем ЧПУ вызвано необходимостью ввода и смены управляющей информации непосредственно на рабочем месте. В ЧПУ программа представляет собой кодированную информацию знакового вида.

Различают позиционные , контурные и комбинированные СУ. В позиционных системах задаются только начальное и конечное положение управляемого органа (траектория и скорости не задаются), к которым предъявляются требования по точности. Эти системы управляют только установочными движениями (сверлильные станки, шиберы, толкатели в транспортных системах). Контурные системы непрерывно управляют иногда несколькими движениями . При этом появляется возможность обработки криволинейной поверхности. Требования по точности предъявляются к траектории движения рабочего органа и к его положению в текущий момент времени.

В автоматических СУ используются три фундаментальных принципа: разомкнутого управления, обратной связи и компенсации.

На рис.18.1. показана схема разомкнутой СУ.

ЗП – задатчик программ, БУУ – блок устройства управления, ИУ – исполнительное устройство. Необходимо чтобы выходная информация H ( t ) была максимально близка к заданной G ( t ). Функция F ( t ) соответствует воздействию факторов: неточность узлов, внешние возмущения и.т.п. Если цель максимального соответствия не достигается , то применяют принцип с обратной связью (рис.18.2.)

БСИ – блок сравнения информации, БУУ – блок управления устройством, ИУ – исполнительное устройство, Д – датчик. Датчик оценивает действие ИУ, преобразует информацию и передает в БСИ. Далее БУУ принимает решение о продолжении действия ИУ, изменении его характеристик и т.д.

Принцип компенсации ( комбинированное управление) позволяет уменьшить или исключить влияние вредных факторов (деформации от сил резания, температуры и т.п.

Для информационных потоков в СУ :

E(t) = G(t) – H(t) (18.1)

Регулируемый выходной параметр:

H(t) = E(t)*k (18.2)

k – произведение коэффициентов усиления звеньев прямой цепи СУ.

В СУ ТО обычно применяют обратную связь с коэффициентом передачи 1.

Тогда:

H(t) = k[G(t) – H(t)] (18.3)

При наличие внешних возмущающих воздействий :

H₁(t) = k[G(t) – H₁(t)] – f₁(t)

H₂(t) = k[G(t) – H₂(t)] – f₂(t)

И после некоторых преобразований :

(18.4)

- отклонение регулируемого параметра от заданного прямо порционально

возмущающему внешнему воздействию ( сила трения, сила резания и др.) и обратно пропорционально произведению коэффициентов усиления звеньев прямой цепи и цепи обратной связи.

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 178; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 111213 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!