6.3.4. Станція №2 (функціональний план)

Для станції №2 обрана модель у формі функціонального плану, число тактів якого дорівнює 7. Отже, вихідна «довжина» ланцюжка функціонального плану має 7 тактів. У міру деталізації або більше пильного розгляду роботи станції число тактів може як зростати, так і зменшуватися.

Отже, станція №2 одержала сигнал від станції №1 про завершення ідентифікації нового екземпляра продукції - сигнал X_1.4-4- Але це тільки факт завершення ідентифікації, а де її результат - тип отриманої продукції?

Звернемося до роботи станції №1 і помітимо, що на тип продукції вказує включений один із чотирьох прапорів X_1.3.1 або Х_1.3.2 або X_1.3.3 або X_1.3.4. Відповідно до включеного прапора визначається не тільки тип продукції, але й позиція, у яку продукція повинна бути поміщена для впакування. Скористаємося сенсорами контролю позицій привода завантаження й включимо один з них по сигналі включеного прапора. З огляду на, що включено тільки один прапор, буде включений тільки один сенсор, а значить однозначно визначена позиція вивантаження продукції для впакування. Отже, у роботі станції з'являється ще один такт. Далі робота станції №2 повинна відбуватися в раніше певному варіанті.

Перша дія - включення сенсорів позиціонування привода.

Друга дія - завантаження продукції на станцію №2.

Третя дія - підготовка пакувального матеріалу відповідно до типу продукції.

Четверта дія - упакування продукції.

П'ята дія - передача продукції на вихідну позицію.

Шоста дія - передача інформації про тип продукції на станцію №3.

Сьома дія - переклад всіх виконавчих пристроїв станції №2 у вихідний стан для можливості впакування наступного екземпляра продукції.

Восьма дія - передача інформації про завершення роботи на станцію №1.

Починаємо формалізацію процесу. Збережемо наступність у позначеннях сигналів керування Y_2.i або Y_2.i.j і сигналів контролю Х₂ або X_2.i.j. Для позначення команд повернення або сигналів для контролю за їхнім виконанням використовуємо знак інверсії перед останнім індексом, наприклад Y_2.i|i або Y_2.i,|j. Аналогічно першої станції застосовуємо «нетипове» опису прапорів і таймерів у формі «виконавчих пристроїв».

Одержуваний опис кожного кроку відразу заносимо в шаблон функціонального плану, минаючи попередній табличний запис, що Ми використовували при побудові циклограми.

Перша дія: включення сенсорів позиціонування привода. По цій команді буде включений один із чотирьох сенсорів позиціонування привода завантаження. Позиція вказує тип продукту, що задається включеним одним із чотирьох прапорів станції №1 при включеному прапорі X_1.4 передачі інформації: X_1.4*(X_1.3.1+ X_1.3.2+ X_1.3.3+ X_1.3.4). Факт включення сенсора будемо визначати за допомогою таймера, установленого на інтервал часу, достатній для включення сенсорів застосованого типу в роботу. Реалізація такої дії може виконуватися за допомогою включення реле, що подає живлення на сенсори, або з'єднуючий вихід з одного певного сенсора із входом контролера. Позначимо «виконавчий» таймер Х_2.1.5, а сенсори Х_2.1.1, X_2.1.2, Х_2.1.3, X_2.1.4. Одержимо команду на включення таймера й чотири команди на включення чотирьох сенсорів Y_2.1.5 <= X_1.4*(X_1.3.1+ X_1.3.2+ X_1.3.3+ Х_1.3.4), Y_2.1.1 <= X_1.4*X_1.3.1, Y_2.1.2 <= X_1.4*X_1.3.2, Y_2.1.3 <= X_1.4*X_1.3.3, Y_2.1.4 <= X_1.4*X_1.3.4. З огляду на, що чотири сенсори й таймер мають різні набори додаткових умов включення, вони не можуть бути записані в одному кроці плану, але виконання їх відбувається одночасно. Застосовуємо паралельне з'єднання п'яти кроків № 1,2, 3,4 і 5.

Заповнюємо шаблон першого кроку: включення таймера.

Заповнюємо шаблон другого кроку: включення першого сенсора.

Заповнюємо шаблон третього кроку: включення другого сенсора.

Помітимо, що в дійсності, не дивлячись на 5 команд, буде включений тільки один із сенсорів і таймер, тому й коштують лапки «Включений». Таймер буде включений обов'язково, і саме його спрацьовування використовуємо як критерій закінчення всіх п'яти кроків.

Заповнюємо шаблон п'ятого кроку: включення четвертого сенсора.

Друга дія - завантаження продукції в позицію обробки на станцію №2. Ця дія може бути реалізоване за допомогою багатопозиційного пневмопривода або електропривода. Зупинка привода саме в потрібній позиції забезпечується включеним сенсором саме цієї позиції й наступним вираженням керуючої команди для привода Y_2.2 <= X_1.5*|(X_2.1.1+ Х_2.1.2+ X_2.1.3+ Х_2.1.4). Дія почнеться відразу після спрацьовування таймера попереднього кроку, і рух буде тривати доти, поки не з'явиться одиничний сигнал від одного із сенсорів по ходу його руху. Після появи сигналу інверсія суми прийме нульове значення й, при моностабильном керуванні, привод зупиниться напроти сенсора, на який було подане живлення на кроці №1. Контроль за виконанням кроку забезпечить одиничне значення суми (X_2.1.1+ X_2.1.2+ Х_2.1.3+ Х_2.1.4).

Помітимо, що в дійсності «завантаження» продукції є більше складною дією. У нього входить захват продукції, відділення продукції від робочої поверхні, переміщення схвата із продукцією в позицію вивантаження, сполучення продукції із другою робочою поверхнею, відпускання продукції, а можливо й інші допоміжні дії. Розглянуте позиціонування є найбільше «цікавим» з них, оскільки реалізує одержання різного результату при одній команді. Всі інші дії однозначні й вибудувані в послідовний ланцюжок. Пропонуємо Вам розглянути ця дія більш докладно самостійно.

Заповнюємо шаблон шостого кроку. Третя дія - підготовка пакувального матеріалу відповідно до типу продукції. Установимо в станції №2 чотири касети з упакуванням різного типу й з індивідуальними пристроями для подачі пакувального матеріалу.

Скористаємося сигналом «типу» продукції, що ми визначили раніше. Тоді подачу потрібного впакування забезпечимо одночасною подачею чотирьох команд на всі чотири пристрої подачі, але помножених на сигнал типу продукції:

Так само, як і при позиціонуванні, виконається тільки одна команда, для якої сигнал від сенсора буде мати одиничне значення. По цій команді впакування буде подана на ту ж позицію, у яку завантажена продукція. Виконання кроку проконтролюємо кінцевими датчиками пристроїв подачі Х_2.3.1 , Х_2.2.2, Х_2.3.3, Х_2.3.4. Виходить, що третя дія розпадається на чотири альтернативних кроки.

Заповнюємо шаблони чотирьох альтернативних кроків №№ 7...10, що відповідають третій дії.

Четверта дія - упакування продукції. Застосуємо для цього маніпулятор, що працює «у парі» із приводом позиціонування. Для нього досить подати команду на впакування, оскільки позиція визначена, продукція й пакувальний матеріал уже підготовлені. Умова подачі команди — виконання одного із чотирьох попередніх альтернативних кроків Y_2.4 <= (Х_2.3.1+ Х_2.3.2+ Х_2.3.3+ Х_2.3.4). Контроль виконання команди забезпечить сенсор, що визначає сполучення продукції й упакування Х_2.4.

Заповнюємо шаблон одинадцятого кроку.

П'ята дія - передача продукції на вихідну позицію. Збережемо позиціонування вивантажується продукции, що, відповідно до її типу. Для цього на станції №3 установимо 4 лотки готової продукції, у які станція №2 буде неї відвантажувати. Дія вивантаження забезпечимо маніпулятором, що виконує завантаження продукції в станцію №2. Помітимо, що маніпулятор уже перебуває в необхідній позиції.

Командою до вивантаження з'явиться завершення впакування. Додаткових умов для позиціонування немає. Контроль вивантаження забезпечимо кінцевим датчиком положення, наприклад, герконом.

Заповнюємо шаблон дванадцятого кроку.

Шоста дія - передача інформації про тип продукції на станцію №3. Перш, ніж зайнятися цією дією, згадаємо, що «гарна» система не тільки та, котра все вміє, але й та, у якій немає нічого зайвого. Адже інформація про тип продукції на станцію №3 уже потрапила — продукція покладена в один певний лоток. А от інформації про факт передачі продукції в станції №3 дійсно поки немає. Уточнюємо шоста дія: передача інформації про відвантаження продукції на станцію №3. «Виконавчим» пристроєм буде прапор Х_2.6. Умовою для передачі інформації послужить завершення попереднього кроку Х_2.2. Контроль за одержанням інформації зв'яжемо із сигналом від станції №3 включені прапори Х_3.0.2

Помітимо, що при передачі продукції ми порушили діалог станцій: дозволу від станції №3 на відвантаження продукції не було. Внесіть виправлення в крок 12, думаючи, що розв'язний сигнал третьої станції позначений Х_3.0.1.

Заповнюємо шаблон тринадцятого кроку.

Сьома дія - переклад всіх виконавчих пристроїв станції №2 у вихідний стан для можливості впакування наступного екземпляра продукції. Нагадаємо собі, що виконавчими пристроями в нас є й маніпулятори, і станції, і прапори, і приводи, і сенсори й будь-які інші компоненти, які ми включаємо й виключаємо в циклі функціонування станції й контролюємо їхню роботу. Переглядаємо всі 13 кроків і виписуємо всі «пристрою», які треба перевести у вихідний стан:

Контроль за поверненням приводів і маніпуляторів здійснюємо по сигналах від датчиків положення або сенсорів. Вимикання прапорів і таймера проконтролюємо опитуванням їхніх станів, які повинні бути «нульовими».

Заповнюємо шаблон чотирнадцятого кроку.

Восьма дія - передача інформації про завершення роботи на станцію № 1.

Ця дія є частиною діалогу між станціями при переході активної фази технологічного процесу. Станція №1 сповістила станцію №2 про тип продукції, а станція №2, після вилучення продукції - крок 6, передала інформацію про те, що продукція прийнята - включений прапор Х_2.2.2. Тобто функція восьмого кроку вже виконаний і сьомий крок є останнім.

Відзначимо, що при побудові плану був допущений ряд неточностей.

Як правило, перший крок має номер «0». Якщо є кілька кроків, що деталізують одна дія, наприклад, крок 2, то застосовується нумерація кроків, аналогічна тої, котру ми використовували для дій і виконавчих пристроїв. Наприклад, замість кроків №№ 2, 3, 4, 5 одержимо 2.1, 2.2, 2.3 і 2.4.

В осередку опису виконуваної дії вказується назва дії, наприклад, висування привода №1, включення сенсора 2.1.1 і так далі, а його технологічний зміст розкривається в осередку «зміст дії». Ми ж замість назви дії записували формальне ім'я цієї дії, позначуване командою включення або вимикання.

У додаткових або зовнішніх умовах звичайно не вказуються результати виконання попереднього кроку, якщо не має місце логічна функція від отриманих сигналів. Цю надмірність ми внесли навмисно, оскільки всі кроки плану ще не з'єднані один з одним.

Для деяких дій, наприклад, затримки часу, застосовуються спеціальні позначення в осередку опису виконуваної дії, а засобу контролю не вказуються.

Звичайно, можна знайти ще ряд неточностей у порівнянні з елементами класичного функціонального плану, але ми вирішуємо практичне завдання й критерієм є одержання прийнятного й коректного рішення.

Переходимо до наступного етапу - зв'язуємо всі 14 кроків у єдиний план. Помітимо, що кроки 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 і 2.1.4 є альтернативними, а крок 2.1.5 є паралельним до цієї групи альтернативних кроків. Тобто у функціональному плані є послідовне, паралельне й альтернативне з'єднання кроків (мал. 6.29, 6.30).

По складності першої й друга модульні станції приблизно ранимо. Але у функціональному плані, на відміну від циклограми станції №1, ми змогли коректно описати альтернативні дії (кроки 2, 3, 4 і 5, кроки 7, 8, 9 і 10).

Паралельні дії ми описали двома способами: паралельними кроками - крок 1 паралельний альтернативній групі кроків 2, 3, 4 і 5; і в одному кроці - 14-м записано 12 паралельних дій.

Додати «стрункість» плану системи можна замінивши групу альтернативних кроків одним кроком, з наступним розкриттям його структури. Однак, «стиск» інформації про дії в окремому кроці підвищує ризик появи помилок. Наприклад, у циклічному процесі всі пристрої повинні бути включені й потім виключені. Якщо включення пристрою «заховане» в одному кроці, а вимикання - в іншому, то простежити коректність його роботи можна тільки розкривши зміст кроків.

Але при цьому необхідно пам'ятати зв'язок цих кроків у загальному алгоритмі. А якщо сам складний крок має такі внутрішні кроки, які теж зручно описати одним кроком, наприклад, «усунення несправності»? Тоді дії одного пристрою можуть лежати на різних рівнях деталізації системи, що також підвищує ймовірність помилки. Тому змістовна перевірка одержуваного результату, як правило, не перешкодить.

Якщо Ви переконалися в правильності плану, то можна перейти до слсдующему етапу, наприклад, складанню алгоритму керуючої програми. Алгоритмічна мова STL дозволяє майже повністю повторити функціональний план. Він підтримує «покрокову» структуру, усередині якої стандартні вираження описують одне або кілька дій. Є засоби опису альтернативних дій, а паралельні дії можна задати їхнім перерахуванням у виконується части, що, стандартного вираження. Приклад програми STL Ви знайдете в наступному розділі.