5.3. Системы циклового программного управления (сцпу)

СЦПУ также относятся к средствам логического управления. Цикловое ПУ характеризуется возможностью перепрограммирования двух крайних точек по каждой координате. Позиционные системы в отличие от них не имеют особых ограничений по количеству программируемых точек – это определяется емкостью «гибких» магнитных программоносителей.

Цикл – это совокупность рабочих и вспомогательных процессов (этапов, тактов), которые выполняются в последовательности определенной по программе (рис.27.) Циклы повторяются необходимое число раз до перепрограммирования.

В СЦПУ отдельные этапы программируются по величине перемещения рабочих органов (РО), которые двигаются по направляющим. Величину перемещения проще всего задать с помощью упоров (постоянных или перемещаемых) или путевыми датчиками, или же бесконтактными датчиками (индуктивный датчик, магнитоуправляемые контакты). Жесткие упоры эффективно используются в пневмо- и гидросхемах, которые сравнительно просто преодолевают перегрузки от наезда на упор.

Предпочтительны датчики, которые сигнализируют об окончании этапа – это позволяет выдать команду на СЦПУ для назначения (включения) очередного этапа цикла.

Кроме датчиков перемещения для подачи сигнала об окончании очередного этапа иногда используется реле времени и запрограммированная с запасом длительность выполнения заданного этапа. Этот прием используют обычно в случаях, когда трудно разместить датчик перемещения или другой тип датчика.

Рис.28.

Например, для схвата робота обычно окончание работы задается интервалом времени.

Для реализации блоков 1-3 (рис.28.) могут использоваться:

1. РКС, шаговый искатель и штекерная память.

2. Логические элементы (ЛЭ) (И, ИЛИ, НЕ, и др.).

3. Программируемые контроллеры (ПК).

Современные СЦПУ используются в станках – автоматах, агрегатных станках, токарно-револьверных станках, роботах. Стоимость СЦПУ существенно ниже систем с ЧПУ.

Большая часть промышленных роботов (ПР) функционирует на базе СЦПУ, позиционные роботы в несколько раз (5-10) дороже цикловых.

Характеристики ПР:

1. назначение;

2. количество координат (степени свободы);

3. количество рук (схватов);

4. грузоподъемность;

5. точность позиционирования;

6. рабочая зона;

7. способ установки, например, станочного, автономного, портального расположения;

8. тип привода;

9. поколение (1 – жесткая программа действий, 2 – адаптивные роботы с элементами очувствления, 3 – с элементами интеллекта, т.е. разрабатывает и меняет самостоятельно программу при изменении внешних условий),

10. тип СУ (цикловая, позиционная, контурная).

Позиционные и контурные СУ весьма близки к СЧПУ. Даже варианты программирования иногда используют от станков с ЧПУ. Но для большинства ПР более характерно программирование обучением, когда по отдельным этапам цикла, выполняемых в режиме наладки, запоминается положение рабочих органов пространстве.

6. Системы управления автоматическими линиями

Автоматическая линия (АЛ) – комплекс технологического оборудования с автоматизированным транспортом и управлением, предназначенный для последовательной обработки и связанный единым техпроцессом.

Состав – станки-автоматы, транспортные устройства, контрольные автоматы, накопители, ориентаторы, системы приспособлений, а также механизмы для мойки, очистки деталей, уборки стружки, подвода и отвода СОЖ.

Главная цель АЛ – выполнение цикла регулярно повторяющихся операций технологического процесса (ТП).

Персонал – мастер-диспетчер, операторы для загрузки и выгрузки на начальной и конечной позициях, наладчики – ответственные за настройку и подналадку АЛ, а также для выполнения некоторых операций вручную или механизированным способом.

Для СУ АЛ характерны два основных режима работы:

• рабочий автоматический,

• наладочный.

Эти два режима характерны и для любого автоматизированного оборудования. В режиме наладки можно выводить любую единицу из технологического оборудования.

Подрежимы:

• плановый пуск и остановка,

• ручное управление,

• режим диагностики,

• режим переналадки.

Основные задачи СУ АЛ:

1. Формирование управляющих воздействий на исполнительные устройства РО на базе анализа информации, получаемой от контролирующих, командных, логических устройств.

2. Формирование управляющих воздействий с органов ручного управления (изменение режимов работы, управление локальным оборудованием).

3. Контроль состояния оборудования, положения РО и параметров техпроцесса.

4. Формирование управляющих сигналов на устройства сигнализации.

5. Технологическая диагностика оборудования и ТП.

6. Обработка, накопление и выдача технико-экономической информации (производительность, ресурсы, простои и пр.).

СУ АЛ обычно строится по 2-х уровневой схеме – центральная СУ  локальные СУ

Состав СУ (технические средства):

1. Источники питания и преобразователи

2. Входные устройства являются источниками информации о состоянии оборудования, положения РО, состояния ТП. Используются два типа контрольных датчиков:

• путевые, давления, термические, блок-контакты пускателей;

• командные устройства – кнопки, переключатели.

3. Выходные устройства СУ:

• исполнительные механизмы (пускатели, электромагниты, гидрозолотники).

• элементы сигнализации и цифрового отображения.

4. Центральная часть СУ – система логического управления: формирует сигналы на выходные устройства после анализа входных сигналов. Суть основного алгоритма – опрос входных сигналов, далее после проверки на определенную комбинацию 0 и 1 входа дается команда по выполнению очередного этапа цикла или выход в специальные режимы (наладка, аварийная остановка и тп.)

Технические средства СУ

Некоторые из АЛ в основном функционируют на базе релейно-контактных схем. Они наглядны, доступны, достаточно надежны, но любые изменения в СУ требуют перекоммутации, т.е. необходимо изменять схемную (аппаратную) часть СУ. Для таких ситуаций более эффективны программируемые контроллеры (ПК).

ПК – специализированный вычислитель для решения конкретных задач, например:

1. замена РКС, электроавтоматика станков;

б. выполнение функций регулятора (температура, давление);

с СУ ПР, агрегатные станки,АЛ;

д специальные задачи (бытовая техника).

Автоматические линии нередко отлаживаются месяцами до выхода на плановую производительность, поэтому в настоящее время ПК и ЭВМ являются основными средствами ЛУ для АУ.

Характеристики средств логического управления

Характеристики	РКС	Логические элементы	ПК, ЭВМ
Надежность	Средн.	Средн.	Высокая
Быстродействие			
Перепрограммируемость			
Защищенность от внешней среды	Средн.		Средн.
Степень унификации			
Габариты			