Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Класифікація та характеристика задач програмного управління






Задачі системи ЧПУ можна визначити через систему його необхідних зовнішніх взаємодій. Насамперед пристрій ЧПУ виступає як управляючий автомат відносно свого власного об’єкта (верстата або іншого технологічного устаткування) у навколишньому виробничому середовищі. Пристрій ЧПУ разом з верстатом саме і є об’єктом управління в навколишньому виробничому середовищі.

Деталізуючи зазначені задачі системи ЧПУ, виявляємо чотири їх класи (рис. 5.17). Взаємодія пристрою ЧПУ з об’єктом-верстатом полягає в управлінні формоутворенням деталі (геометрична задача ЧПУ), дискретною автоматикою верстата (логічна задача ЧПУ), робочим процесом верстата (технологічна задача ЧПУ). Взаємодія з навколишнім виробничим середовищем (термінальна задача ЧПУ) виявляється через діалог з оператором та інформаційний обмін з управляючою ЕОМ більш високого рангу.

Історично геометрична задача ЧПУ виникла першою, і в ранніх пристроях ЧПУ була, по суті, єдиною. Справді, одержати виріб, що відповідає кресленню, управляючи приводами подачі верстата – це той мінімум можливостей, який потрібен від автоматично діючого устаткування. Оскільки геометричну задачу ЧПУ раніше спрощено зводили до інтерполяції, пристрої ЧПУ перших поколінь нерідко називали інтерполяторами.

Рис. 5.17. Чотири класи задач пристрою ЧПУ

Розвиток логічної задачі ЧПУ виявився наслідком автоматизації на верстаті великої кількості різноманітних допоміжних простих чи циклічних операцій: затискання-розтискання, підведення-відведення, переключення, пуску-зупинки, автоматична зміна інструмента тощо (ці операції не надто вдало відносять до технологічних функцій). Саме велика кількість операцій складає специфіку логічної задачі і виявляється у великій кількості дискретних обмінних сигналів (число яких вимірюється десятками) між пристроєм ЧПУ та об’єктом.

Технологічна задача ЧПУ присутня лише в тих випадках, коли основний робочий процес сам стає об’єктом управління (або з метою його підтримки, або з метою його оптимізації).

Прикладом автоматично підтримуваного робочого процесу може бути електрохімічна обробка, в рамках якої здійснюється взаємозалежне управління джерелом живлення технологічного струму, системою подачі та очищення електроліту, приводами подачі електродів-інструментів. Прикладами оптимізуємих робочих процесів можуть бути фрезування або токарна обробка, управління якими полягає в зміні подачі та швидкості різання з метою збільшення продуктивності, зниження приведених витрат, підвищення якості обробки.

Термінальна задача ЧПУ підтримується пристроєм ЧПУ як персональним комп’ютером. Діалог з оператором охоплює управління об’єктом і пристроєм у різних режимах, операції з управляючою програмою ЧПУ, деякі дії системного характеру. Інформаційний обмін з ЕОМ необхідний в інтегрованій просторово розподіленій системі управління, що має ознаки локальної обчислювально-управляючої мережі.

ГВМ є більш складним об’єктом управління, ніж традиційний верстат, оскільки до складу модуля входять периферійні засоби верстата (робот, нагромаджувач палет, пристрій зміни інструментальних магазинів та ін.), що нерідко мають власні засоби управління. Для вирішення загальної технологічної задачі ці засоби повинні бути скоординовані, а тому об’єднуються в єдину мікролокальну обчислювально-управляючу мережу, що і виступає в ролі системи управління. Її функції можна визначити (як і раніше у відношенні до пристрою ЧПУ) через сукупність необхідних зовнішніх взаємодій з об’єктом (ГВМ) і навколишнім виробничим середовищем.

Деталізуючи задачі системи управління ГВМ, встановлюємо чотири їх класи (рис. 5.18). Диспетчеризація окремих систем управління ГВМ, що входять у мікролокальну мережу, здійснюється в рамках оперативного управління (задача диспетчеризації). Інші функції взаємодії мікролокальної мережі з об’єктом полягають в підтримці безлюдного режиму і властивостей гнучкості на основі рішення відповідно задач моніторингу та ідентифікації. Взаємодія з навколишнім виробничим середовищем (термінальна задача) виявляється в процесі діалогу з оператором та інформаційного обміну з управляючою ЕОМ більш високого рангу.

Рис. 5.18. Чотири класи задач системи управління мікролокальної мережі ГВМ

Задача диспетчеризації випливає із самого факту існування в мікролокальній мережі декількох систем управління, розвиток процесів у яких повинен бути узгоджений для досягнення спільної мети управління. Узгодження полягає у взаємних передачах управління, блокуваннях, організації використання поділюваних ресурсів (місць розташування, перевантажувальних засобів). Метою ж управління є одержання готових виробів заданої якості.

Задача моніторингу полягає в оцінці нормального протікання процесу різання, у діагностиці виникаючих відхилень, у спостереженні за залишковим ресурсом стійкості, у прийнятті рішень щодо виходу з нерегулярних (тобто з тих, що не відповідають цілям управління) ситуацій.

Задача ідентифікації зважується з метою визначення типу деталі, що надійшла у ГВМ, та її положення в системі координат верстата, необхідних корекцій інструмента, організації умовних переходів в управляючих програмах ЧПУ.

Термінальна задача системи управління ГВМ наповняється самостійним змістом у тих випадках, коли ця система має у складі мікролокальної мережі власний окремий апарат, наприклад, у вигляді персонального комп’ютера. Тоді можна організувати діалог з оператором, інформаційний рівень якого перевищує рівень діалогу для окремого конкретного пристрою ЧПУ, можна забезпечити “вхід” оператора в систему оперативного управління тощо.

У відношенні інших задач управління ГВМ можна сказати, що їх повний склад необов’язковий, а функціональне насичення сильно відрізняється в конкретних реалізаціях. Для прикладу наведемо один із варіантів реалізації мікролокальної мережі управління токарним ГВМ (рис. 5.19).

Черговим за своїм рангом об’єктом із програмним управлінням в автоматизованому виробництві є гнучка виробнича система. Управління ГВС побудоване на основі просторово-розподіленої локальної обчислювально-управляючої мережі, а сам об’єкт (ГВС) представляє собою просторово-розподілену технологічну мережу.

Рис. 5.19. Мікролокальна мережа управління ГВМ

Деталізуючи задачі системи управління ГВС, визначимо чотири їх класи (рис. 5.20). Обмовимося, що тут, як і раніше, виділяємо тільки фундаментальні прикладні задачі, що виконуються головним чином у реальному часі.

Рис. 5.20. Чотири класи задач системи управління локальної мережі ГВС

Диспетчеризація обчислювальних машин і систем управління, що складають локальну обчислювально-управляючу мережу, здійснюється в рамках оперативного управління (задача диспетчеризації). Скоординоване управління у просторово-розподіленій системі можливе лише на основі динамічно оновлюваної інформаційної моделі, введення якої входить до інформаційного завдання. Локальна мережа може формувати окремі команди управління технологічними і допоміжними об’єктами ГВС, минаючи управляючі програми ЧПУ. Таким чином, виникає задача прямого управління. Взаємодія з навколишнім середовищем (термінальна задача) протікає в рамках діалогу з оператором та інформаційного обміну зі службою АСУВ.

Необхідність задачі диспетчеризації визначається тією обставиною, що в полі зору системи управління ГВС знаходяться одночасно декілька технологічних процесів, виконання яких пов’язане із закріпленням і перерозподілом технічних ресурсів ГВС.

Інформаційна задача полягає у зборі даних про стан усіх ресурсів, підготовці даних, що є предметом звітності, чи даних, запитуваних оператором, нагромадженні даних діагностичної системи.

Задача прямого управління випливає зі складної структури технологічної мережі та характеру задач управління. Багато функцій управління просто не можуть бути сплановані заздалегідь і оформлені у вигляді управляючої програми ЧПУ. До числа подібних відносяться, наприклад, функції управління транспортними засобами ГВС. Тоді і виникає задача прямого управління устаткуванням.

Термінальна задача ГВС містить два традиційних розділи (як і в розглянутих раніше системах управління більш низького рангу): взаємодія з оператором через пульт оператора ГВС, взаємодія з мережею АСУВ для отримання планувальної та іншої інформації.

Топологія й архітектура локальних обчислювально-управляючих мереж ГВС нескінченно різноманітні. Як приклад, структурна схема системи управління може бути побудована за ієрархічним принципом. На нижньому рівні розташовані об’єкти (верстати, роботи, нагромаджувачі) із власними системами управління (пристроями ЧПУ, персональним комп’ютером). На середньому рівні знаходяться термінальні станції групового управління устаткуванням і управляюча ЕОМ транспортно-складської системи. Верхній рівень належить центральній групі з трьох персональних комп’ютерів, між якими розподілені окремі задачі управління ГВС.

Верстат із ЧПУ, ГВМ, ГВС можна кваліфікувати відповідно як об’єкти програмного управління першого, другого та третього рангів. Тому в еволюції об’єктів в міру підвищення їх рангу помітні збільшення складності об’єкта, а також і те, що верстат із ЧПУ є основним компонентом ГВМ, а ГВМ – основним компонентом ГВС.

Аналогічні міркування справедливі й у відношенні до задач управління. Аналіз цих задач на рівні верстата з ЧПУ, ГВМ, ГВС свідчить про їх ускладнення в міру підвищення рангу об’єкта. Можна сказати, що комплекс задач по управлінню верстатом є частиною більш загальних задач по управлінню ГВМ, a комплекс задач по управлінню ГВМ займає своє місце серед інших більш загальних задач управління ГВС.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.