Модель розв’язання логічної задачі в системах електроавтоматики пристрою з ЧПУ

Узагальненою моделлю розв’язання логічної задачі ЧПУ може слугувати функціональний автомат, показаний на рис. 6.34. Під функціональним автоматом розуміють автономний пристрій (комплекс пристроїв) із чітко вираженими цільовими функціями роботи, у якому можна виділити виконавчу частину (операційний автомат) і керуючу частину (управляючий автомат). Операційний та управляючий автомати обмінюються інформаційними сповіщуючими (типу зворотного зв’язку) та керуючими сигналами між собою та із зовнішнім середовищем.

При розв’язку логічної задачі ЧПУ як операційний автомат виступає сукупність виконавчих циклових механізмів об’єкта (верстата), а функції управляючого автомата виконує система циклової електроавтоматики. Багато двійкових чи цифрових інформаційних сигналів x (від кінцевих та шляхових вимикачів, пристроїв відображення параметрів), які надходять з боку об’єкта, визначають його поточний стан. Багато керуючих сигналів y (типу “увімкнути-вимкнути”) підтримують стан об’єкта незмінним чи переводять об’єкт у новий стан. Система циклової електроавтоматики має і зовнішний інтерфейс, отримуючи ззовні від інших керуючих пристроїв команди управління (коди викликаємих циклів), інформуючи інші пристрої управління про свої стани (про виконання отриманого завдання).

Рис. 6.34. Узагальнена модель розв’язання логічної задачі ЧПУ:

а – структурна схема функціонального автомата; б – модель розв’язання логічної задачі ЧПУ; в – функціональний автомат системи циклової електроавтоматики

Внутрішня структура системи циклової електроавтматики також побудована за типом функціонального автомата. Роль операційного автомата відіграє інформаційна модель поведінки об’єкта, тобто модель відтворених циклів автоматики, а роль управляючого автомата – система логічного управління. Як керуючі сигнали виступають логічні функції x, що визначають поточний стан a відтворених циклів автоматики в інформаційній моделі і переходи між станами цієї моделі, а як інформаційні сигнали – назви викликаних операцій або процедур { Z }, які є функціями сталих станів a циклів автоматики { Z } = f (a). В подальшому назви { Z } транслюються у зовнішні керуючі сигнали y. Деякі стани a інформаційної моделі (початкові, заключні стани циклів) можуть бути використані у зовнішніх пристроях управління. Зовнішні керуючі сигнали g надходять з метою початкової ініціалізації циклів.

Загальна конфігурація системи управління цикловою автоматикою показана на рис. 6.35. У цю конфігурацію входять: технологічний пульт верстата, система циклової електроавтоматики, об’єкт (представлений компонентами системи управління на верстаті), пристрій ЧПУ.

У автоматичному режимі система управління електроавтоматикою отримує від пристрою ЧПУ команди g на запуск циклів, а сигнали a сповіщають пристрій ЧПУ про завершення циклів на верстаті.

У ручному режимі оператор за допомогою органів управління технологічного пульта або панелі управління пристрою ЧПУ викликає окремі переходи циклів або повні циклі командами и.

Реакція системи циклової електроавтоматики на нерегулярні ситуації (зміна режиму, натискання кнопки аварійної зупинки, тайм-аут, скидання шляхових обмежувальних вимикачів тощо) проявляється у зупинці верстата на поточній операції при переводі у заданий стан.

У всіх режимах система циклової електроавтоматики діє на об’єкт командами у. В результаті керучої дії виконуються допоміжні операції технологічного забезпечення, а в міру завершення окремих етапів цих операцій змінюються значення сповіщуючих сигналів х.

Обробка операцій на верстаті візуалізується за допомогою засобів індикації по сигналах v, які є підмножиною множини у.

Рис. 6.35. Загальна конфігурація системи управління
цикловою автоматикою

Тепер розглянемо фази розв’язання логічної задачі ЧПУ у автоматичному режимі. Початкова фаза полягає у введенні управляючої програми у пам’ять пристрою ЧПУ та подальшої її активізації. Логічна задача подана в управляючій програмі ідентифікаторами (кодами) циклів, що викликаються. Сам же опис циклів, як це витікає з попередніх міркувань, вже заздалегідь, на рівні з’єднання системи управління з верстатом, введений у пам’ять та постійно там зберігається. Друга фаза починається з безпосереднього виклику циклів, що проводиться з робочого кадру управляючої програми. З цього моменту починається обчислювальний процес, який складається з аналізу сповіщуючих сигналів, виконання переходів по циклу з одночасним викликом необхідних операцій та процедур, видачі керуючих сигналів на верстат, тобто третя фаза складається з реалізації окремих операцій, процедур та іншого безпосереднього управління.

Ступінь складності логічної задачі оцінюють посередньо за числом входів-виходів системи циклової електроавтоматики. Тому існує декілька варіантів реалізації як самої системи циклової електроавтоматики, так і її взаємодії з пристроєм ЧПУ:

– систему будують у вигляді спеціалізованого логічного автомата і розміщують автономно від пристрою ЧПУ. Реалізація системи проводиться на контактних реле або за допомогою програмованих контролерів;

– система вбудована у пристрій ЧПУ. Інтерфейс з пристроєм ЧПУ забезпечується за допомогою програмно-апаратних засобів. Реалізація системи проводиться як мікропрограмний автомат;

– система є одним з процесорів мультипроцесорного пристрою ЧПУ;

– функції системи покладають на пристрій ЧПУ із взаємодією на програмному рівні.