книги из ГПНТБ / Добролюбов, А. И. Автоматизация проектирования систем управления технологическими машинами

Краткая техническая характеристика станка [1) наз­ начение н использование; 2) степень специализации (универсальный, специальный); 3) краткая характеристи­ ка обрабатываемых на станке изделий; 4) режимы обра­ ботки; 5) заданная производительность; 6) ориенти­ ровочная потребность в станках данного типа; 7) форма исполнения (нормальный, экспортный, тропи­ ческий)].

Характеристика электрооборудования станка [1) ха­ рактеристика электроприводов; 2) характеристика аппа­ ратов управления, расположенных на станке (путевые и конечные выключатели, датчики, электромагниты); 3) ха­ рактеристика аппаратов управления, расположенных на пультах управления; 4) режимы работы станка; 5) необ­ ходимые блокировки; 6) описание цикла работы станка; 7) сигнализация; 8) местное освещение; 9) предполагае­ мое число пультов, электрошкафов; 10) дополнительные требования].

Задачей составления ТЗ на автоматизированное про­ ектирование является представление всей приведенной информации в закодированной форме, удобной как для введения ее в память ЭВМ, так и для восприятия проек­ тировщиком. Очевидно, что оба этих противоречивых ус­ ловия требуют выбора некоторой компромиссной формы представления ТЗ «а машинное проектирование.

В табл. 46 приведена принятая форма представления исходной информации в системе «Электрик» на примере металлорежущего станка (см. приложение, пример 2). Данная таблица является единственным документом на автоматическое проектирование системы управления и представляет собой весьма сжатый, насыщенный и спе­ циальный документ, поступающий непосредственно на перфорацию для последующего ввода в ЭВМ. Составле­ ние ТЗ в виде такой таблицы является весьма трудоем­ кой задачей, требующей высокой квалификации проек­ тировщика. На составление такого ТЗ, как показал опыт, для станка средней сложности может потребоваться до 6 ч рабочего времени.

Рассмотрим подробнее содержание табл. 46. В ней со­ держится информация о требуемых режимах работы станка, о разделении режимов на компоненты, о требуе­ мых блокировках (логических условиях), об органах уп­ равления, необходимых для выбора режимов и компо­ нент, о последовательности срабатываний аппаратов уп­

181

равления в каждой компоненте режима (циклограмма

работы).

Вся эта информация представлена в табл. 46 в виде восьми массивов чисел. Каждый массив имеет свой иден­ тификатор (MODU, MRDU, MCHDU, CRM, MIDU, MOM, MAR, MOWD) и заключается согласно прави­ лам ввода массивов в ЭВМ между границами ввода

(гр.) -

Рассмотрим кодирование исходной информации, со­ держащейся в упомянутых массивах.

Режимы работы кодируются числами 1—5:

1— подготовительный, соответствующий подготовке машины к работе (запуск постоянно работающих двига­ телей гидравлики, маслонасоса, выгрузки стружки, вра­ щения шпинделей и т. д.);

2 — наладочный, состоящий из ряда наладочных (ус­ тановочных) перемещений;

3 — полуавтоматический, соответствующий одному циклу работы;

4 — автоматический, соответствующий непрерывному повторению циклов;

5 — режим, определяющий предусмотренное конструк­ тором поведение схемы управления при нарушениях в ра­ боте машины.

Компоненты режимов кодируются трехзначными чис­ лами. Первый разряд слева — это код режима, а два правых — номер компонента в режиме. Например, тре­ тья компонента наладочного режима (код режима 2) имеет код 203.

Аппараты управления' кодируются четырехзначными числами. Два левых разряда кода АУ — это номер груп­

182

сложение, или дизъюнкция V ; б—открывающаяся скоб­ ка; 7—закрывающаяся скобка.

Включение АУ обозначается положительным кодом этого АУ, а его отключение — отрицательным. Напри­ мер, включение 2РП кодируется +3002, а выключение ЗПВ кодируется — 1703.

Переключение входного АУ, являющееся не причиной, а логическим условием появления соответствующего вы­ ходного сигнала, отмечается цифрой 1, записанной в сле­ дующей за кодом входного АУ строке ТЗ. Если такое ус­ ловие действует на несколько выходов, то оно повторяет­ ся перед каждым из них. Например, если при включении ЗПВ (код 1703) должен включиться 1ЭМ (код 2301) при условии, что к этому времени выключен 1ПВ (код 1701), и отключиться 2ЭМ (код 2302) при том же условии, то следует записать:

речисленные в порядке возрастания, за каж­ дым из которых следуют соответствующие ло­ гические условия.

CRM — массив циклограмм работы, содержащий ко­ ды компонентов, перечисленные в порядке воз­ растания, за каждый из которых следует зако­ дированная циклограмма работы (последо­ вательность переключений входных и выход­

183

ных аппаратов); при отсутствии циклограммы для данной компоненты ее код в CRM не за­ писывается. В табл. 46 компонент 101 имеет следующую циклограмму работы: нажимает­ ся кнопка 1310 и вызывает включение маг­ нитных пускателей 2201, 2202, 2203, 2204, 2205;

затем кнопка выключается, не производя ни­

действующими на АУ во всех режимах и ком­ понентах, и локальными, действующими на АУ в данном компоненте. После локальных усло­ вий обязательно следует код компонента, а после глобальных код компонента отсутству-

. ет. Например, катушка магнитного пускателя 32202 имеет глобальное логическое условие + 1204, что означает, что пускатель 2202 мо­ жет включиться только при включенном вы­ ключателе 1204. Аппарат 32702 имеет локаль­ ное условие — 2205, действующее в компонен­ те 502, что означает, что сигнальная лампочка 32702 может быть включена во втором компо­ ненте пятого режима (работа при нарушени­ ях) при отключенном пускателе 2205.

МОМ — массив кодов аппаратов отключаемых меха­ низмов. Содержит номера компонентов, в ко­ торых предусмотрена возможность отключе­ ния отдельных механизмов. За каждым .номе­ ром компонента следуют коды входных и выходных АУ отключаемых механизмов;

MAR — массив автоматического режима, содержащий два числа: первое число указывает наличие

(1) или отсутствие (0) автоматического режи­ ма работы проектируемой схемы; второе чис­ ло указывает наличие (1, 2) или отсутствие

(0) технологического останова. 1 означает, что технологический останов осуществляется вы­

коды объединенных входов (группа 15, табл.

184

37), расположенные в порядке возрастания, за каждым из которых следует соответствую­ щее сложное высказывание, заключенное в скобки. В примере (табл. 46) объединенные входы отсутствуют. Примером объединенного входа является следующая запись в массиве

MOWD: 1501 6+ 1701 4—1702 5+1703 7, что является кодом сложного логического выска­ зывания (+1701 Д —1702 V + 1703) = (1ВПД

Д2ВП\/ЗВГ1).

Это выражение имеет следующий смысл: объединен­ ный вход 1501 принимает единичное значение, если зна­

чение логического выражения (1ВПД2ВП\/ЗВП) равно 1, и вход принимает нулевое значение, если значение вы­ ражения равно 0.

Кроме описанных основных правил подготовки исход­ ной информации, имеются некоторые дополнительные требования и ограничения, обусловленные спецификой машинного проектирования в системе «Электрик».

Выходная информация системы «Электрик» записы­ вается на магнитную ленту и используется как входная информация для работы последующей подсистемы тех­ нического проектирования («Монтаж»), а также выда­ ется в текстовом виде на алфавитно-цифровом печатаю­ щем устройстве (АЦПУ) и в графическом виде на чер­ тежном автомате ИТЕКАН.

На АЦПУ выдается следующая информация:

1.Сообщения о результатах контроля исходных дан­

ных.

2.Структурные формулы, описывающие синтезиро­ ванную схему.

3.Информационная таблица, содержащая информа­

цию о чертеже схемы управления.

4.Функциональные циклограммы, описывающие рабо­ ту спроектированной схемы в заданных режимах и ком­ понентах.

5.Таблица характеристик элементов схемы. Полученная с АЦПУ информация используется следу­

ющим образом.

Если при составлении задания на проектирование (т. е. в исходной информации) были допущены ошибки, то сообщение о них будет выдано на АЦПУ. При этом

185

«Чертеж» (отсутствует чертежно-графический автомат ИТЕКАН), то на основании полученных с АЦПУ структурных формул можно легко вычертить вручную принципиальную схему. Алгоритм вычерчивания принци­ пиальной электрической схемы по структурным форму­ лам выглядит следующим образом:

а) каждой открывающейся скобке (код 6) ставится в

б) каждой переменной ставится в соответствие ус­ ловное графическое и буквенно-цифровое обозначение; вспомогательные переменные (код 41000) заменяются стрелками;

в) коду 4 (конъюнкции) ставится в соответствие по­ следовательное соединение, а коду 5 (дизъюнкции) — параллельное соединение;

г) каждой закрывающейся скобке (код 7) ставится в соответствие соединение связей (проводов).

Е1усть в результате работы подсистемы «Синтез» на АЦПУ была получена структурная формула:

Схема, соответствующая этой формуле, приведена на рис. 41.

Вычерченная принципиальная электрическая схема должна быть проанализирована с целью определения ее поведения в различных непредусмотренных или аварий­ ных ситуациях. При этом могут производиться необходи­ мые изменения в схеме. В подсистеме «Анализ» преду­ смотрена возможность выполнения такого анализа схе­ мы путем задания «вопросов» и получения «ответов» о поведении схемы в различных ситуациях.

186

П р и л о ж е н и е

ПРИМЕРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Пример 1. Проектирование схемы управления токарного полуавтомата алгоритмическим методом

О п и сан н ы е м е т о д ы м о д ел и р о в а н и я р а б о т ы т ех н о л о г и ч ес к о й м а ш и ­

сх ем ы у п р а в л ен и я т о к а р н о г о п о л у а в т о м а т а .

У сл о в и я р а б о т ы сх ем ы у п р а в л ен и я т о к а р н о г о п о л у а в т о м а т а за д а н ы в в и д е сх ем ы в за и м о д е й с т в и я а п п а р а т о в у п р а в л ен и я с р а б о ч и м и о р ­ ган ам и (р и с. 4 2 ) , ц и к л о гр а м м ы р а б о т ы (р и с . 4 3 ) , а т а к ж е с в ед ен и й о р е ж и м а х р а б о т ы , к о м п о н ен т а х р е ж и м о в , т р е б у е м ы х б л о к и р о в к а х и и с ­ п о л ь зу ем о й а п п а р а т у р е .

188

1. Х а р а к т е р и ст и к а р е ж и м о в р а б о т ы .

С т ан ок д о л ж е н р а б о т а т ь в н а л а д о ч н о м р е ж и м е , со ст о я щ ем и з к о м ­

р а б о ч а я п о д а ч а п р о д о л ь н о г о су п п о р т а , а т а к ж е в п о л у а в т о м а т и ч ес к о м и а в то м а т и ч еск о м р е ж и м а х т р е б у е т с я п р е д у с м о т р е т ь тех н о л о ги ч еск и й остан ов ст а н к а .

Р и с . 43 . Ц и к л о г р а м м а р а б о т ы т о к а р н о г о п о л у а в т о м а т а

2. Т р еб у е м ы е б л о к и р о в к и . В в ед ен н ы е б л о к и р о в к и за п р е щ а ю т п о д ­

д о л ж н о бы ть о с у щ е с т в л е н о с п о м о щ ь ю с л е д у ю щ и х ап п а р а то в : р ел е

2 Э Л , Э Г , Э П С , Э П , Э Б , Э З Ц , Э З Б , Э Р ; эл ек т р о м а гн и т н ы х м у ф т М Д , М Р , М Т , М Б .

189

ЗП л во

2П А бк у

М Д а 2п

Л1ЯД2л