6.3.3. Станція №1 (циклограма)

Для станції № 1 обрана модель у формі циклограми, число кроків якої дорівнює 7 і визначено при аналізі процесу роботи. Отже, в «довжину» циклограма може мати 7 тактів. Мінімальна «висота» циклограми визначиться числом виконавчих пристроїв або функціональних модулів, що входять у станцію №1. Якщо ми захочемо відображати перемикання керуючих пристроїв і стан датчиків і сенсорів, то «висота» зросте на відповідне число рядків. Разом з висотою зросте й «довге» - число тактів. Наприклад, замість «спрацьовування виконавчого пристрою» одержимо: «спрацьовування керуючого пристрою», «спрацьовування виконавчого пристрою» і «спрацьовування контролюючого пристрою». Тобто замість одного - три такти. Почнемо з мінімально необхідного варіанта циклограми.

Отже, станція № 1 одержала сигнал про появу нового екземпляра продукції. Позначимо його Х_0.8-8- Перший індекс «0» показує, що сигнал отриманий від станції №0, другий індекс «8» указує номер пристрою в складі станції №0, після спрацьовування якого сигнал з'явився. Починаємо формалізацію процесу.

Перша дія: фіксація факту появи нового екземпляра продукції. Реалізація такої дії може виконуватися за допомогою включення тригера або прапора в програмі. Підставою для включення є сигнал Х_{0.8-позначимо} «виконавчий тригер (прапор)» Х_1.1 , і одержимо команду на його включення Y_1.1<= Х_0.8.

Для зручності, крім побудови циклограми, виконуємо попередній опис кожного такту в певній формі (табл. 6.9).

Друга дія: визначення типу продукції. Для цього скористаємося набором датчиків або сенсорів. Установимо 4 сенсори, кожний з яких настроєний на певний тип продукції (на практиці число сенсорів і типів обумовленого об'єкта, як правило, не збігається).

Помітимо, що установка й настроювання сенсорів не забезпечує рішення поставленого завдання - визначення типу продукції. Так, при переміщенні екземпляра продукції на вихідну позицію й при його добуванні сенсори будуть міняти свої сигнали не синхронно. Стійкий сигнал про тип продукції надходить від сенсорів тільки при певнім і нерухливому положенні продукції протягом заданого проміжку часу. Для рішення цього завдання скористаємося таймером або реле витримки часу, що і обмежить час опитування сигналів від сенсорів.

Позначимо «виконавчий таймер» X_1.2. Включати його будемо за умовою завершення першого такту й одержимо команду на його включення Y_1.2<= X_1.1.

Третя дія: запам'ятовування типу продукції. Якщо таймер Х_1.2 включений то сигнал кожного із сенсорів указує тип отриманої продукції. Запом їм його за допомогою 4-х елементів пам'яті або прапорів, включення яких за дамо командами:

Четверта дія: завершення опитування датчиків. Для цього досить виключити таймер. Умовою для цього з'явиться завершення попереднього такту, тобто факт визначення типу продукції. Команда на вимикання має вигляд:

П'ята дія: передача інформації про тип продукції на станцію №2. Цю функцію виконаємо включенням тригера або прапора, сигнал про стан якого доступний станції №2. Умовою для включення послужить сигнал про завершення попереднього кроку, тобто виключений таймер і готовність станції № 2 до прийому інформації й продукту, підтверджена станом прапора:

Y_1.4<= |X_1.2 * Х_2.2.1.

Станція №2 по цій команді почне зчитування інформації про тип продукції, а сигнал від станції №2 покаже, що станція №1 може завершувати цикл. Запам'ятаємо цей сигнал включенням прапора X_1.4.

Шоста дія: переклад всіх пристроїв модульної станції №1 у вихідний стан.

До таким «пристроям» ставляться шість прапорів або тригерів і таймер. Умовою для їхнього вимикання (у вихідному стані вони були виключені) послужить включений стан прапора X_1.4. Помітимо, що один пристрій, таймер Х_1.2, уже виключений і нова команда на його вимикання подавати не треба.

Сьома дія: передача на станцію №0 інформації про готовність станції №1 до обробки наступного екземпляра продукції.

Позначимо цей сигнал X_1.5, а умовою для його появи буде вихідний стан всіх інших "пристроїв" станції № 1.

Помітимо, що кожний включений "елемент" повинен бути виключений протягом циклу роботи станції, тобто в поле циклограми. Поставимо вимикання сигналу X_1.5 ,у залежність від моменту початку роботи: ”станція занята„ Y_1.]5<= X_1.1. Внесемо відповідну корекцію в зміст другого такту.

Тоді на сьомому такті цей елемент буде включений за умовою завершення шостого такту.

Відповідно до опису роботи в кожному такті заповнюємо поле циклограми. Відзначимо трохи незвичайний зміст тактів, оскільки «пристроями» станції №1 є скоріше інформаційні поняття, чим реальні апарати. Виділяємо кожному пристрою один рядок циклограми, а кожному такту один стовпець. Оборотний увага, що на початку роботи станції п'ятий пристрій повинне бути включене, а всі інші виключені. Цьому відповідає початок ліній роботи всіх пристроїв по «нижньому» рівні, а пристрою 1.5 - по верхньому рівні.

Переносимо послідовно циклограми всіх «пристроїв» у поле діаграми системи. Пристрій №1 (Х_1.1) включається в першому такті - похила висхідна лінія. Далі лінія йде по верхньому рівні до 6-го такту. В 6-ом такті пристрій №1 (Х_1.1) вимикається - похила спадна лінія. Далі лінія йде по нижньому рівні до кінця діаграми. Аналогічно будуємо циклограми інших «пристроїв» станції (мал. 6.23).

Наступним кроком наносимо сигнальні лінії відповідно до умов переходу від кожного попереднього такту до наступному. Так, завершення першого такту контролюється появою сигналу Х_1.1 при досягненні лінією першого пристрою верхнього рівня (включений стан прапора).

Стрелочками вказуємо завершення першого такту з початком команд другого такту: вимиканням прапора X_1.5 і включенням таймера Х_1.2. Якщо умовою включення є логічний добуток декількох сигналів, те з'єднуємо їхні сигнальні лінії через «поличку» (див. такт 1, 5, 7).

Якщо в умові команд лежать функції логічного додавання, то сигнальні лінії з'єднуємо одну з іншої (див. такт 3). Вносимо в поле діаграми зовнішні сигнали - від станцій №0 і №2 (показані в рамочках) і сигнал оператора, що включає станцію №1 у роботу (див. такт №1). У першому наближенні діаграму можна вважати побудованої.

Дослідження адекватності, корекція моделі.

Якщо Ви, для перевірки своїх сил, спробували побудувати діаграму самостійно, то Вам буде кривдно від слів «у першому наближенні». Адже вже все ясно, кожний такт, і такт за тактом видна робота станції. Але робота ще не закінчена. Діаграму необхідно перевірити, хоча б проводячи в думках процес роботи станції й зіставляючи його із графіком діаграми. Спробуйте це виконати самостійно й знайти в ній як мінімум три неточності або невизначеності.

При побудові моделі станції або всієї системи, якщо Вам удалося врахувати всі умови й правильно описати роботу, те або Вам несказанно повезло, або в моделі є невизначеності й помилки, які Ви ще не помітили. Краще, якщо Ваша увага на ці неточності зверне не непрацююча техніка або зауваження начальника, а багаторазовий прогін моделі з Вашої ініціативи. Завдання, які повністю відповідають одному типу моделі й всіх її допущень, називаються теоретичними. Мехатроніка породжена практикою і її завдання завжди практичні. Тому треба не розбудовуватися, а вносити в будь-яку гарну модель свої уточнення й аналізувати їхню корисність.

Повернемося наприклад.

Перша неточність. Коли ми коректували зміст другого такту, ми не внесли виправлення в зміст наступні за ним третього такту. Адже змінилися умови завершення, крім включеного прапора X_1.2 треба врахувати виключений прапор X_1.5. Помітимо: якщо коректується зміст одного такту, те необхідно це врахувати в суміжні з ним тактах.

Друга неточність. У виконанні 2-го такти бере участь таймер. Якщо ми використовуємо пневматичне реле часу, то все в порядку: після закінчення часу настроювання з'являється й зберігається сигнал виходу. Цей сигнал зникає тільки після вимикання сигналу команди на включення реле часу. Якщо використовується контролер, то таймер по сигналі команди включається й має одиничне значення стану. Після закінчення часу настроювання таймер самостійно переходить у виключений стан. І після цього команда на його вимикання втрачає зміст.

Третя неточність. При визначенні типу продукту (третій такт) іде опитування чотирьох сенсорів. Але тип конкретного екземпляра продукту тільки один, а виходить, тільки один сенсор дає одиничний сигнал. Відповідно ввімкнеться один із чотирьох прапорів, а не 4, як показано на діаграмі. Для зображення на діаграмі включення кожного одного прапора потрібна нова діаграма, на якій три інші прапори не будуть включені. Але це в одному полі зобразити не можна. Це і є невідповідність допущень моделі й реального процесу роботи станції.

Ваше завдання визначити, чи впливають ці неточності на процес роботи системи. Спробуйте вирішити її самостійно (одна з неточностей «серйозна»). Не відкладайте це завдання на потім, її зручніше вирішувати поки структура станції ще не обростила подробицями й засобами реалізації. І ще, таке ж завдання прийде вирішувати при з'єднанні модульних станцій у систему й до цього моменту у Вас повинна бути впевненість у роботі кожної зі станцій.