Определение требований к су технологического комплекса
Особо важное значение для эффективного внедрения комплекса в производство занимают вопросы создания надежной и современной системы управления комплексом, ее унификация на базе современных достижений в области микропроцессорной техники, организации аппаратной – технических и математических средств управления. В данном направлении отечественной наукой и промышленностью накоплен определенный опыт разработки как специализированных, так и унифицированных систем управления.
Управление комплексом и процессом обработки заключается в управлении работой стола-манипулятора с установленными на нем деталями для обработки в согласованном (по программе) режиме, обеспечивая перемещение пятна излучения по заданным траекториям обработки за счет программного манипулирования деталями (перемещения и вращения) по соответствующим координатам
От системы управления технологического комплекса зависит качество работы всего комплекса в целом. Поэтому к системе управления предъявляется ряд требований среди которых такие как :
- возможность быстрой переналадки;
- легкое сопряжение с технологическим оборудованием;
- точность позиционирования;
- простота эксплуатации;
- повышенная надежность;
- малая масса и габариты;
- экономичность;
- возможность дистанционного управления;
- наличие системы индикации работы узлов, облегчающей наладку и ремонт системы управления.
Разработка структуры системы управления
При разработке структуры системы исходили из условия распределения задачи управления по узлам системы (контроллерами модулей). Такое решение позволит снизить требование к ПЭВМ. В такой системе ПЭВМ выполняет функции перевода траекторий заданных в системе САПР (AutoCAD) в коды. Эти коды передаются в контроллеры соответствующих устройств посредством канала связи RS-485. В контроллерах коды обрабатываются, и производится расчет текущей точки траектории интерполяции.
К контроллеру подключен датчик положения, который обеспечивает обратную связь по положению. Такое решение позволяет разгрузить канал связи. Что позволяет снизить требование к нему (скорость передачи), а значить снизить его стоимость. Структура распределенной системы имеет ряд преимуществ перед централизованной, возможен обмен информацией не только от ПЭВМ в контроллеры и обратно, но и между контроллерами системы управления минуя ПЭВМ. Это позволяет обеспечить в итоге большее быстродействие, чем аналогичные по задачам системы, но с централизованной структурой.
К преимуществам распределенной системы следует отнести возможность самодиагностики системы на наличие неисправности. В централизованной системе такая диагностика затруднена тем, что при неисправности какого либо блока система полностью теряет работоспособность и не может провести самодиагностику. Исходя из этого, можно сказать, что распределенная система обладает большими возможностями в плане управления.
Согласованной работой всего комплекса в целом занимается ЭВМ верхнего уровня, которая подает сигналы управления на микропроцессоры, те в свою очередь обрабатывают сигнал и передают обратно информацию о своем состоянии. По данным, полученным от ЭВМ верхнего уровня и значениям сигналов полученных с датчиков обратной связи привода исполнительного устройства, формируются сигнал управления исполнительным двигателем, рассчитывается положение и скорость вала исполнительного двигателя.
Стол-манипулятор работает на базе стола станка 6Т83Ш. В качестве быстродействующего регулируемого привода подач по координатам X, Y, Z ПРВП-02.
Управление перемещениями по каждой координате осуществляется от отдельной системы управления (микроконтроллера). Также в состав АЛТК входят 8 специальных вращателей, каждый из которых состоит из двух шаговых электроприводов. Каждый из приводов также имеет свой микроконтроллер.
Таким образом, структурная организация системы управления реализована в соответствии с рисунком 7, с использованием архитектуры типа «Общая шина» объединяющей управляющую ПЭВМ и группу из одиннадцати контроллеров. Два контроллера используются для управления тремя координатами станка-манипулятора, восемь - управляют шаговыми приводами, установленными на спутниках и один обслуживает релейную автоматику и лазерный комплекс.
ПЭВМ обеспечивает выполнение вычислительных функций, перевод траектории движения заданной в формате AutoCAD в управляющие коды, слежение за технологическим процессом и процедурой обмена информацией по каналу связи.
Рисунок 7. Структурная схема системы управления комплексом
Плата перехода, выполненная на контроллере МАХ 1480, обеспечивает преобразование физического уровня протокола стандарта RS-232 в стандарт
RS-485 и гальваническую развязку, с повышенной нагрузочной способностью линии связи.