Термінальне завдання управління

Сучасні системи управління використовують архітектуру персонального комп'ютера і мають у своєму розпорядженні широкі можливості організації людино-машинного інтерфейсу в операційному середовищі Windows. Найбільш складною є підсистема інтерпретації діалогу. Функціями діалогу є:

отримання поточної інформації про процес управління;
тестування системи та об'єкта;
редагування та моделювання УП;
ручне введення та управління відпрацюванням даних;
введення програми та автоматичне управління;
управління налагоджувальними операціями.

Оператор системи керування задає переходи між станами за допомогою апаратної та функціональної клавіатури. Натискання клавіші переводить систему в новий режим роботи або відкриває діалогове вікно. Клавіші можуть бути у трьох станах:

готовності (доступні оператору);
роботи (натиснутий стан);
блокування (недоступні для дії).

Крім цього інтерпретатор діалогу виконує контроль дій оператора.

У рамках інструментальної системи візуального проектування завдання вводять безпосередньо як ієрархічного графа. ^

Діагностичне завдання управління

Як правило системи ЧПУ мають окремий режим діагностики, який реалізований у вигляді програмно-апаратного комплексу і орієнтований на тестування і глибоке дослідження логічного і геометричного завдань управління. Найбільш досконалі системи діагностики зчитують вимірювані сигнали, визначають їхню конфігурацію, запам'ятовують результати вимірювань, виконують операції над виміряними сигналами.

Насамперед слід діагностувати логічну та геометричну задачі управління. Для діагностикилогічного завдання управління служить логічний аналізатор, а діагностики геометричної завдання призначений осцилограф. Для доступу оператора до результатів вимірювань призначений віртуальний діагностичний прилад, який пропонує засоби інтерактивного конфігурування та візуалізації вимірювань. Концепція віртуальних приладів дозволяє використовувати розроблені засоби діагностики у різних додатках. Такі діагностичні системи можуть бути застосовані у будь-яких пристроях ЧПУ. ^

Програмовані контролери

Контроллер – це спеціалізований апарат, дооснащений терміналом як персонального комп'ютера. Зростання потужності та рівня сервісу персонального комп'ютера дозволяє об'єднати термінал, програматор та власне контролер у рамках єдиної комп'ютерної системи з додатковим модулем введення-виведення сигналів електроавтоматики.

Існує прообраз, який називають системою^ РСС (Personal Computer Controller– персональний програмований контролер). РозвитокРССйде у таких напрямках:

використання однокомп'ютерного варіанту із системою Windows;
збільшення числа функцій інтерфейсу оператора за рахунок багаторежимного керування та застосування вбудованих інструментальних систем програмування;
підтримка у реальному часі динамічних графічних моделей керованого об'єкта;
застосування візуального програмування електроавтоматики (наприклад, за типом графічної мовиHighGraphфірмиSiemens).

Основне завдання контролера полягає в одночасному виконанні декількох команд та паралельній обробці зовнішніх сигналів. Кожен процес контролера, який потребує виділення окремого потоку, виконується в рамкахосновний процес. Процесорний час, що виділяється операційною системою основному процесору, має бути поділено між потоками. Процесорний час виділяється потоками окремими квантами. У кожному кванті може реалізовуватись лише один потік. Всі потоки поділені на групи за пріоритетами – чим менше час реакції на зовнішній вплив, тим вищий пріоритет потоку, який обслуговує завдання. Вищий пріоритет потоку означає вищу частоту виділення квантів часу.

Контролер складається з окремих модулів. Взаємодія модулів здійснюється в такий спосіб. В результаті інтерпретації УП формується проміжнийIPD-код, який містить траєкторну інформацію про відносні переміщення інструменту і деталі, а також інформацію про допоміжніМ-команди. Модуль інтерполятора читаєIPD-код, відокремлюючи ті дані, які відносяться до команд контролера. Виділена команда надсилається відповідному модулю, всередині якого є все необхідне виконання команди. Допускається паралельне виконання кількох команд. У кожному кванті часу йде аналіз наявність ознак збоїв чи особливо важливих сигналів, які надходять під впливом оператора зовнішні органи управління. Після відпрацювання внутрішнього алгоритму контролер передає інтерполятор інформацію про свій стан за допомогою спеціального модуля, призначеного для обміну інформацією між системою ЧПУ і контролером.

Сьогодні з'являється реальна можливість програмної реалізації керування електроавтоматикою верстатів у рамках загального програмного забезпечення систем ЧПУ без залучення додаткової апаратури та системного програмного забезпечення програмованих контролерів, які є невід'ємною частиною будь-якої сучасної системи ЧПУ.

Подібні програмні системи отримали назву віртуальних контролерів. Цей підхід дозволяє:

- Зменшити вартість системи управління;

- Спростити програмне забезпечення;

- зменшити ймовірність помилок системного програмування;

- Поліпшити можливості налагодження УП;

- Підвищити гнучкість електроавтоматики;

- Використовувати комерційні бібліотеки даних.

2.6. Системи типуРСNC

В останні роки домінуючі позиції зайняла концепція відкритих систем ЧПУ, побудованих на базі персонального комп'ютераРСNC. Перші системи цього належали до двокомп'ютерної архітектурі, вони й сьогодні широко поширені. Пізніше з'явилися системи, ядро яких реалізовано окремій платі, встановлюваної у корпусі промислового персонального комп'ютера. У міру підвищення потужності мікропроцесорів все більшого поширення набуває однокомп'ютерний варіант системи.

СистемиРСNC-1 побудовані за принципом багатопроцесорних CNC -систем, тобто. з ЧПУ-процесором, процесором програмованого контролера автоматики та графічним процесором. Також системи можуть бути оснащені термінальним промисловим комп'ютером із операційною системою Windows. Обчислювальна потужність системи дуже висока, тому є широкий набір можливостей, наприклад, можлива дев'ятикоординатна інтерполяція, п'ятикоординатна корекція інструменту, одночасна робота з двох різних керуючих програм.

Двокомп'ютерні системи РСNC -2 мають структуру у вигляді наступного набору модулів: термінальний комп'ютер, ЧПУ-комп'ютер, панель оператора, монітор, програмований контролер, приводи подач, головний привід.

Система побудована на основі двох високопродуктивних комп'ютерів тамає потужний набір функцій. Термінальний комп'ютер має операційну систему Windows. Характер зв'язку операційних засобів обох комп'ютерів такий, що дозволяє віддалене розміщення терміналу і кілька терміналів з одним ЧПУ-компьютером. У свою чергу, ЧПУ-компьютер передбачає багатоканальну роботу більш ніж з однією керуючою програмою.

СистемаРСNC-3 побудована за двокомп'ютерним варіантом. При цьому ЧПУ-комп'ютер виконано у вигляді окремої плати, яка встановлюється на термінальному персональному комп'ютері. Термінальний комп'ютер виконує класичні функції термінальної задачі та функції інтерпретатора керуючих програм. Одноплатний ЧПУ-комп'ютер вирішує геометричну та логічну задачі, виконує функції інтерполятора, контролера управління приводами, програмно-реалізованого контролера електроавтоматики.

СистемаРСNC-4 має суто однокомп'ютерну архітектуру, у межах якої завдання управління вирішені програмним шляхом без будь-якої додаткової апаратної підтримки. ПрикладSiemens. ^