2.17.Задачи расчета траекторий в микропроцессорных учпу станками

В УП станками задается тип контура и опорные точки элементов контура с учетом или без учета размеров инструментов, которым будет производиться обработка. Координаты опорных точек траектории центра инструмента и координаты промежуточных точек этой траектории в микропроцессорном УЧПУ определяются вычислителем, использующим указанные выше модули «Подготовка» и «Интерпретатор». Обычно центр инструмента перемещается по траектории, эквидистантной к обрабатываемому контуру, поэтому определение опорных точек траектории центра инструмента называют расчетом эквидистанты. Вычисление промежуточных точек траектории называется интерполяцией. Основными видами интерполяции, используемыми в станочных УЧПУ, являются линейная и круговая.

Наряду с интерполяцией и расчетом эквидистанты к траекторным задачам относятся также управление заданной скоростью перемещения.

Помимо перечисленных траекторных задач, общих практически для всех станков с ЧПУ, имеются специфические задачи, определяемые типом и кинематическими характеристиками станка, а также технологическими особенностями процесса обработки. Сюда относятся: задание траектории при резьбонарезании, задачи преобразования систем координат, задание траектории при обработке с переменным углом наклона инструмента и др. задачи.

Основные траекторные задачи решаются в МПС в реальном масштабе времени, но резерв времени для каждой из них различен. Задачи интерполяции и управления скоростью выполняются с постоянным циклом Т=16…32 мс, а соответствующие программы – в режиме прерывания под управлением диспетчера цикла. Задача расчета опорных точек эквидистанты решается при подготовке информации для отработки следующего кадра, и ее программа выполняется под управлением диспетчера режима. Резерв времени в этом случае зависит от времени выполнения текущего кадра и загрузки процессора программами диспетчера цикла. По мере роста производительности вычислителей появилась возможность рассчитывать эквидистантные траектории для негладких сопряжений контуров, реализуя функции, которые впервые МП УЧПУ возлагались на САП.

2.18.Программируемые контроллеры

Программируемый контроллер – это электрическая машина, доступная для программирования неспециалисту в области информатики и предназначенная для управления последовательными логическими процессами в условиях промышленной среды в реальном масштабе времени.

Автоматизация ОУ заключается в обеспечении его работы с помощью УУ. Созданная таким образом автоматизированная система функционирует с учетом параметров состояния ОУ. Оператор осуществляет лишь общий контроль за ходом процесса, наблюдает за работой машин и при необходимости берет на себя управление работой всей системой или ее частью. Структурная схема автоматизированной системы показана на рисунке.

Специалист, решающий задачу автоматизации, должен сделать выбор между УУ с жестким алгоритмом работы и программируемым УУ. В последнем случае ему придется подбирать соответствующий ПК.

Функции автоматических УУ. Степень автоматизации ОУ в значительной степени зависит от его природы, сложности, знаний, которыми мы о нем располагаем, а также от целей, предусмотренных проектом. Например, задача обеспечения безопасности работы шахты выглядит иначе, чем задачи автоматизации управления лифтами или устройствами или устройствами конденционирования воздуха в шахте. Различают три степени автоматизации.

Контроль параметров дает возможность знать технико-экономические параметры ОУ. В этом случае можно говорить лишь о пассивной функции по отношению к объекту, по крайней мере, в течение короткого промежутка времени. УУ собирает и анализирует информацию, ведет рабочие журналы и подводит итого работы.

Операторный режим в дополнении к предыдущей степени автоматизации обеспечивает более совершенную обработку информации и выработку конкретных предложений, направленных на решение задач управления в соответствии с определенным критерием. Полученная таким образом система является все еще замкнутой, т.е. непосредственного воздействия на ОУ она не оказывает. Замыкание контура системы осуществляет сам оператор.

При автоматическом управлении создается замкнутая система. За счет получения информации, ее обработки, и воздействия на ОУ обеспечивается полная автоматизация определенных функций. Оператор не участвует в процессе управления и осуществляет лишь функции наблюдения. В случае неполадок оператор берет управление на себя. При необходимости он использует операторный режим, соответствующий более низкой степени автоматизации.

Элементарный уровень автоматизации касается автоматизации работы простой машины или ее части. Это может быть обеспечение безотказности оператора, последовательность выполнения операций, наблюдение за машиной в период ее работы на холостом ходу или же автоматизации процесса установки заготовки. Чаще всего элементы автоматики такого рода предусматриваются на этапе создания самой машины.

Следующий, более высокий уровень автоматизации касается более сложной машины или комплекса простых машин. Поскольку речь идет об управлении работой этих машин, то разработка и внедрение средств автоматизации осуществляются пользователем. Это традиционная сфера внедрения средств промышленной автоматики.

Третий уровень автоматизации охватывает ТП или весь комплекс технологического оборудования. В этом случае процесс автоматизации может оказаться достаточно сложным и потребовать использования весьма современной технологии. Он может затронуть не только технические параметры, но и экономические факторы, такие как наличие заказов на продукцию, конкретные характеристики изделий, оптимизация экономических показателей деятельности предприятия.

И, наконец, уровень интегрального управления, когда решается задача осуществления связи производства с управлением предприятием (или заводом) с учетом экономических факторов.

Программируемые устройства логического управления (ПУЛУ) относятся к числу средств информатики, т.е. к машинам, предназначенным для обработки информации. Их использование в управлении и при выполнении расчетов для научных целей общеизвестно. Применение ПУЛУ в технике относится к сфере промышленной информатики.

Промышленная информатика соединяет теорию автоматики с информатическими средствами для решения производственных задач. Информатика дает специалисту по автоматизации возможность альтернативного выбора вычислительных средств и открывает для него новые возможности, связанные с их высокой вычислительной мощностью и легкостью сохранения информации.