Проектирование данного интерфейса должно базироваться на следующих принципах:
функциональное зонирование;
соответствие сложности средств поддержки интерфейса сложности информации;
максимально возможная визуализация ситуации и способов действия оператора;
переналаживаемость.
Прикладное программное обеспечение системы ЧПУ проектируют используя специализированные среды разработки управляющих программ.
10.4. Программирование современных контроллеров
Принципиальным отличием современных контроллеров является их свободная программируемость. Это означает легкость смены закона управления – связи входных сигналов с выходными. Так, в релейно-контактных системах для изменения закона управления необходима перекоммутация электрических цепей, здесь же достаточно сменить программу.
Для хранения программ необходимо иметь средство хранения информации даже при выключенном питании контроллера. Кроме того, для реализации закона управления необходимо часто хранить промежуточную информацию о контроллере, которую в релейно-контактных системах хранят самоблокирующиеся реле. Программы и данные в свободно программируемых контроллерах размещаются в устройствах памяти различных типов.
Закон регулирования представляет собой последовательность инструкций (команд) для микропроцессора (центрального устройства контроллера). Каждая команда содержит информацию как об исходной информации, подлежащей переработке, так и о самом методе обработки (операции).
Процессор выбирает инструкции алгоритма управления и необходимые постоянные величины (константы) из памяти с большой скоростью – около 1 млн. команд/сек. Каждая команда выполняет конкретную операцию с данными – загрузку во внутреннюю память процессора данных со входов или из памяти, обратные операции, арифметические и логические операции и т.д. Имеются команды изменения порядка выполнения операций в зависимости от срабатывания различных условий. Информация о состоянии объекта (вход контроллера) и управляющие воздействия на объект (выходы контроллера) представляют собой электрические (как правило) сигналы двух уровней, соответствующие наличию или отсутствию принимаемой (передаваемой) информации.
Схемная реализация входов контроллера позволяет входному сигналу изменяться от одного уровня к другому за произвольное время. Для того, чтобы контроллеры не были связаны с конкретным физическим окружением системы управления, внутри него принято наличие информации представлять так называемой “логической единицей”, а отсутствие таковой – “логическим нулем”. Эта минимальная единица информации называется БИТОМ. В языках программирования контроллеров отдельные биты объектов именуются через имя объекта и точку – номер бита (секции). Слова именуются посредством ключевого символа W (или V для преселекторов таймеров и счетчиков), стоящего после слова объекта.
В основе всех языков программирования для большинства современных контроллеров лежит элементарный функциональный оператор ЕСЛИ-ТОГДА
(- ИНАЧЕ), или пара УСЛОВИЕ-ДЕЙСТВИЕ.
УСЛОВИЯ формируются из логических выражений, включающих входы контроллера, а также внутренних ресурсов – счетчиков, таймеров, флагов и регистров. Истинному значению условия соответствует логическая единица, ложному – ноль.
Входы контроллера, а также его внутренние ресурсы представляют ПЕРЕМЕННЫЕ программы. Их значение меняется в процессе работы программы. Наряду с переменными в выражениях участвуют КОНСТАНТЫ – постоянные (на время выполнения программы) величины. Переменные и константы, соединенные арифметическими операциями (+ - * /), составляют АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ.
Помимо арифметических - существуют ЛОГИЧЕСКИЕ операции:
- для числовых величин (= < > >= =<);
- для логических значений (AND – И, OR – ИЛИ, NOT – НЕ, XOR – искл. ИЛИ).
ДЕЙСТВИЯ в языке программирования означают:
- изменение значения выходов контроллера;
- загрузка, запоминание или настройка регистров, счетчиков, таймеров или флагов;
- схема виртуального процессора, запуск или сброс процессоров и программ и т.д.
Таким образом, комбинируя все эти возможности, можно составить программу для решения достаточно широкого круга алгоритмов, не требующих выполнения операций с вещественными числами или текстами.
Вопросы для самоподготовки:
Какие требований к системе ЧПУ?
Какие этапы разработки систем ЧПУ КШМ?
Что входит в состав функциональной системы ЧПУ?
Каковы критерии выбора базового средства системы автоматизации?
Малов А.Н. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов / Малов А.Н., Иванов Ю.В. М.: Машиностроение, 1974. 204 с.
Норицын И.А. Автоматизация и механизация технологических процессов ковки и штамповки / Норицын И.А., Власов В. И. М.: Машиностроение, 1967. 387 с.
Атрощенко А.П. Механизация и автоматизация горячей штамповки. - М.: Машиностроение, 1965. 157 с.
Майзель М. М. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. - М.: Высшая школа, 1964. 218 с.
Шаптала А.Я. Автоматическое управление процессами штамповки. - М.: Машиностроение, 1969. 287 с.
Балаганский В.И., Бочаров Ю.А., Гладков Ю.А. Система программно-адаптивного управления горячештамповочным комплексом / Балаганский В.И., Бочаров Ю.А., Гладков Ю.А.. Кузнечно-штамповочное производство, 2001. № 6, С.26-30.
ВВЕДЕНИЕ 5
Лекция №1 АВТОМАТИКА 6
2.3.Системы управления. 21
3.6. Гибкие системы управления 34
4.3. Классы средств автоматики 41
6.1. Информационные технологии и технические средства управления кузнечно-штамповочными машинами 62
Стандартный режим 65
7.1. Манипуляторы автоматические с программным 73
управлением 73
Перечислите режимы работы профилей ведущих устройств. 80
9.1 Диагностика кузнечно-прессовых машин 89
9.4.1. Датчики, органы ручного управления, индикаторы 96
10.1. Архитектура и программное обеспечение контроллеров 100
Учебное издание
Бойко Александр Юрьевич
Дегтярев Геннадий Леонидович
Новокщенов Сергей Леонидович
АВТОМАТИЗАЦИЯ, РОБОТОТЕХНИКА И ГПС КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА: КУРС ЛЕКЦИЙ
В авторской редакции
Компьютерный набор С. Л. Новокщенова
Подписано к изданию 25.12.2006
У
ГОУВПО «Воронежский государственный технический
университет»