Структура реалізації термінальної задачі в пристрої ЧПУ

Пристрій ЧПУ початково був створений як проблемно-орієнтована обчислювальна машина реального часу. Але потім, в міру зростання активної ролі оператора в управлінні, все більше збільшувалась питома вага інтерактивних діалогових процедур та пов’язаних з ними процесів машинного масштабу часу. Поступово сформувалось достатньо автономне коло задач, розв’язання яких не вимагало спеціальної, і навіть спеціалізованої, апаратури ЧПУ, але повністю могло бути виконане універсальними обчислювальними засобами на основі взаємодії оператора з терміналом (пасивним або активним). Так сформувалась термінальна задача ЧПУ.

До термінальної задачі ЧПУ віднесені всі прояви взаємодії пристрою ЧПУ із навколишнім середовищем: по-перше, це – діалог з оператором, а по-друге, – діалог з іншими системами управління. Технічними засобами підтримання діалогу є, перш за все, пасивний термінал (панель оператора) або активний термінал (персональний комп’ютер) і, крім цього, інтерфейс із управляючими пристроями зовнішнього середовища, тобто можна говорити, що реалізація термінальної задачі потребує власного виділеного обчислювача (ЕОМ), зовнішні та внутрішні зв’язки якого з пристроєм ЧПУ показані на рис. 6.46.

До ряду функцій, що відтворюються в рамках термінальної задачі в наведеній структурі, відносяться: інтерактивне введення завдань ЧПУ, автоматизоване проектування завдань ЧПУ, автоматизоване проектування процесів ЧПУ, підтримка мережевих функцій пристрою ЧПУ, підтримка бібліотек завдань і процесів ЧПУ, підтримка дисплейних функцій інших задач ЧПУ.

Рис. 6.46. Узагальнена структура реалізації термінальної задачі ЧПУ

До завдань ЧПУ відносяться введені в діалозі вказівки оператора і директиви управляючої програми ЧПУ, що ініціюють або настроюють ті чи інші прикладні резидентні процеси ЧПУ. Таким чином, до функцій інтерактивного введення завдань ЧПУ відносяться засоби підтримки діалогу з оператором і пошуку управляючої програми ЧПУ в бібліотеці.

Оскільки управляюча програма ЧПУ містить директиви мовою керування завданнями, система автоматизованого проектування управляючих програм є по суті інструментальною системою розробки завдань (точніше частини завдань, оскільки іншу частину визначає оператор). Подібна система побудована на основі діалогу і має графічний супровід.

Процеси ЧПУ, як уже відзначалося, є резидентними, і створення нових процесів користувачу недоступне. Однак на стадії стикування універсального пристрою ЧПУ з верстатом доводиться проектувати і вводити в пристрій систему електроавтоматики верстата. При цьому використовують інструментальні засоби автоматизованого проектування процесів електроавтоматики. Та ж система займається підтримкою передачі процесів електроавтоматики обчислювачеві інших задач ЧПУ.

Підтримка мережевих функцій відноситься до проблеми включення пристрою ЧПУ в локальну обчислювально-керуючу мережу інтегрованої системи управління гнучким виробництвом. Підтримка мережевих функцій виливається в програмно-апаратну підтримку протоколів інформаційного обміну з віддаленими абонентами.

У бібліотеку завдань входять управляючі програми, підпрограми і стандартні цикли. У бібліотеці процесів містяться процеси електроавтоматики, параметри верстата, таблиці корекцій. Підтримка бібліотеки полягає в організації доступу до неї для внесення нових файлів, знищення старих, переміщення файлів з бібліотечної пам’яті в оперативну пам’ять обчислювача термінальної задачі ЧПУ.

Підтримка дисплейних функцій інших задач ЧПУ (під іншими задачами розуміються всі, крім термінальної) полягає у прийомі інформації для терміналу з боку обчислювача інших задач ЧПУ і передачі відповідних повідомлень на дисплей терміналу.

Програмно-математичне забезпечення термінальної задачі ЧПУ утворює віртуальну обчислювальну машину, вертикальна ієрархічна структура якої складається з процесора, комунікаційного середовища, операційної системи, драйверів зовнішніх пристроїв. На верхньому прикладному рівні групи прикладних процесів, зв’язаних єдиною функціональністю, інтегровані в пакети, що виступають як процесори. Звертання до процесора можливі через інтерфейсне комунікаційне середовище, що підтримує протоколи міжпроцесорного інформаційного обміну.

Горизонтальна структура віртуальної обчислювальної машини для рішення термінальної та всіх інших задач ЧПУ складається з процесорів діалогу з оператором, технологом, конструктором, процесора інших задач ЧПУ, процесора терміналу, процесора зовнішньої пам’яті, мережевого процесора, що об’єднані віртуальною шиною. Окремі віртуальні процесори обмінюються даними і керуючими директивами в рамках протоколу, що забезпечується інтерфейсним комунікаційним середовищем. Крім того, комунікаційне середовище надає процедури вбудовування та вилучення процесорів у системі. Таким чином, комунікаційне середовище утворює загальну віртуальну шину.

Уявлення про віртуальні процесори і загальну віртуальну шину дозволяють трактувати програмно-математичне забезпечення термінальної задачі ЧПУ як емулятор системи паралельно працюючих процесорів, зв’язаних загальною шиною.

Уточнимо функції окремих процесорів.

Процесор діалогу з оператором вирішує задачу інтерактивного введення завдань ЧПУ. Процесор діалогу з технологом вирішує задачу інтерактивного автоматизованого проектування завдань за допомогою інструментальної системи розробки управляючих програм ЧПУ. Процесор діалогу з конструктором вирішує задачу інтерактивного автоматизованого проектування процесів ЧПУ за допомогою інструментальної системи розробки електроавтоматики.

Наявність мережевого процесора і процесора інших задач ЧПУ означає, що до загальної віртуальної шини можна підключати не тільки програмні блоки, що існують в обчислювачі термінальної задачі ЧПУ, але і програмно-апаратні пристрої поза обчислювачем. Процесор терміналу підтримує дисплейні функції інших задач ЧПУ. Процесор зовнішньої пам’яті підтримує бібліотеки завдань ЧПУ і процесів ЧПУ.

Зі сказаного випливає, що в програмно-математичному забезпеченні термінальної задачі ЧПУ значну частку складають інтерактивні (діалогові) процедури, розроблені на основі заздалегідь складеного сценарію. У зв’язку з цим при проектуванні програмно-математичного забезпечення необхідні інструментальні засоби реалізації діалогу за сценарієм розробника.