2.6. Терминальные системы управления

[2, с. 30-38]

Основной АСУ ГПС являются терминальные системы управления (ТСУ).

ТСУ – это системы управления, которые обеспечивают работу всего технологического оборудования по управляющим программам. К ним относятся системы управления станками различного назначения, промышленными роботами, транспортными и другими средствами.

К ТСУ в ГПС предъявляются следующие требования:

• полностью автоматическое управление работой сложного и разно­образного технологического оборудования;

• высокая надежность, обеспечивающая работу по “безлюдной техно­логии” в течение 2…2,5 смен;

• наличие развитой системы связи со средствами управления верх­них уровней;

• унификация ТСУ, т.е. возможность использования одного типа ТСУ для управления разнообразным технологическим оборудованием;

• возможность диагностирования состояния как ТСУ, так и техноло­гического оборудования.

Основные задачи, решаемые ТСУ при управлении боль­шинством технологического оборудования ГПС.

1. Ввод и хранение системного программного обеспечения. Настройка ТСУ на работу с конкретным технологическим оборудо­ванием производится однократно путем ввода системного программного обеспечения (набора программных модулей). Если ТСУ оснащены энер­гонезависимой памятью для хранения системного программного обеспе­чения, то оно вводится в следующих случаях:

• после первого включения;

• после аварийных ситуаций;

• после подключения к новому технологическому оборудованию.

В противном случае приходится вводить системное программное обеспечение после каждого включения ТСУ (например, в начале смены). Ввод системного программного обеспечения осуществляется непосред­ственно через канал связи от системы управления верхнего уровня.

1. Ввод и хранение управляющей программы. Управ­ляющая программа при работе ТСУ в составе АСУ ГПС вводится от системы управления верхнего уровня. Иногда объем памяти не хватает для хранения всех управляющих программ. В этом случае организуется так называемый режим подпитки, когда сначала вводится часть управ­ляющей программы и по мере ее отработки на освободившееся в памяти место вводится следующая часть управляющей программы.

2. Интерпретация кадра. Управляющая программа со­стоит из составных частей – кадров. Отработка очередного кадра требует проведения ряда предварительных процедур, называемых интерпрета­цией кадра. К этим процедурам относятся: перевод содержимого кадра из кода ИСО в машинный код; определение характера информации, за­писанной в кадре и т.д. Для того, чтобы обеспечить непрерывность управления, процедуры интерпретации (i + 1)-го кадра должны быть реализованы во время управления по i-тому кадру.

4. Интерполяция. Это процесс получения с требуемой точностью координат промежуточных точек траектории движения рабо­чего органа движения объекта управления (режущего инструмента, схвата робота) по координатам крайних точек и заданной функции ин­терполяции (круговая, линейная).

5. Управление приводами подач. Сложность этой задачи зависит от типа привода подачи, который может быть следящим (на сис­тему поступают сигналы об истинном положении рабочего органа от датчиков обратной связи), либо шаговым (датчики обратной связи от­сутствуют). В общем случае на вход привода поступают коды, соответ­ствующие результатам интерполяции. Этим кодам должно отвечать по­ложение на координате линейное или угловое перемещение.

Задача привода подач – обеспечить соответствующие этим кодам перемещения органа.

6. Коррекция управляющей программы. В зависимости от вида технологического оборудования могут применять различные виды коррекции управляющих программ. Для металлорежущих станков, как правило, задается коррекция на размер (длину, радиус) режущего инструмента, коррекцию скорости (ускорения) перемещений в зависи­мости от динамических характеристик привода подач. Для промышлен­ных роботов возможна коррекция перемещения схвата по результатам работы системы технического зрения и т.д.

7. Логическое управление – это управление технологиче­скими узлами дискретного действия, работа которых заключается в реа­лизации сигналов типа “включить” или “отключить” (например, систе­мой зажима заготовки).

8. Управление приводом главного движения. Привод главного движения является неотъемлемой частью станка и обеспечи­вает вращение инструмента или заготовки. Управление приводом преду­сматривает либо ступенчатое переключение, либо плавное изменение скорости вращения (как правило, со стабилизацией). В последнее время, для расширения технологических возможностей станка обеспечивают управление углом поворота привода главного движения как дополни­тельной координатой.

9. Смена рабочего органа. Задача смены инструмента характерна для всех современных станков, обеспечивающих многоопе­рационную обработку. В этом случае управление заключается в поиске инструмента с заданным номером и собственно в замене отработанного инструмента на новый инструмент. Например, при управлении промыш­ленными роботами часто возникает задача смены схвата робота в зави­симости от размеров заготовки (детали).

10. Коррекция погрешности механических и измерительных устройств. Любой агрегат механообработки аттестуется с по­мощью измерительных средств. Результаты аттестации заносятся в виде таблиц погрешностей в память терминальной системы управления. При работе текущие показания датчиков корректируются данными из ука­занной таблицы.

11. Накопление статистической информации. Наличие внутреннего таймера в терминальной системе управления позволяет вести подсчет времени работы, количество обработанных деталей, опре­деление исчерпывания времени стойкости инструмента и т. д.