книги / Надежность и диагностика технологических систем

записывается перпендикулярно направлению движения. Для записи информации используются методы записи без возврата к нулю и фазовой модуляции. Для записи информации на магнит­ ные диски используется метод частотной модуляции.

Формирование программного обеспечения проектируемой АСД. Программное обеспечение АСД позволяет работать в диалоговом режиме и состоит из программ пользователя и операционной си­ стемы (ОС), которая включает библиотеку подпрограмм, языко­ вые трансляторы, программу-компоновщик, редактор, монитор, загрузчик (рис. 13.10).

Отлаженная программа

Рис. 13.10. Этапы подготовки программного обеспечения АСД

Написание программы начинается с постановки задачи и соз­ дания ММ. Затем пишется алгоритм, который представляет собой пошаговую процедуру решения задачи. Программа пишется на языке высокого уровня. Языки высокого уровня не связаны с ар­ хитектурой данной машины.

Программа, написанная на языке высокого уровня, называ­ ется исходным модулем. Программа-транслятор преобразует

исходный «модуль-программу» на языке машинных кодов и на­ зывается объектным модулем. Машинный код для каждой маши­ ны свой. Программа-редактор используется для ввода текста программы в ЭВМ и ее последующего редактирования.

Программа-компоновщик связывает объектные модули, яв­ ляющиеся результатом трансляции программ и подпрограмм, считанных из библиотеки подпрограмм.

Программа-отладчик позволяет выполнять программу по од­ ной или нескольким командам на один шаг, и программист может проверять результаты выполнения отдельных частей программы.

Для ввода программы с клавиатуры или ВЗУ используется программа, называемая загрузчиком. В ее функции входит опе­ рация чтения или записи по заданному адресу памяти, а также выполнение работ по отладке и обслуживанию программ. В по­ следнем случае программа-загрузчик называется монитором. Она может быть записана в память машины, тогда она называется резидентной. Выполнение загрузки программы в память начи­ нается с передачи управления по первому адресу программы.

Операционная система ЭВМ. ОС представляет собой ПО вы­ числительного процесса. Она управляет вводом-выводом, загруз­ кой программы данных в память, трансляцией программы и дан­ ных в машинные коды, управляет выполнением программ.

В процессе выполнения программы весь монитор или его часть записываются в ОЗУ. В этом случае он называется резидентным. После включения питания и записи в память монитора (автома­ тически или по команде пользователя) ЭВМ приступает к вы­ полнению программы.

К системным относятся программы обслуживания ПУ, кото­ рые могут быть реализованы двумя способами — функциональ­ ным и логическим. Для создания функциональной программы программист должен знать принцип действия и особенности ПУ. Это затрудняет работу программиста, поэтому на функциональ­ ном уровне выполняются только команды готовности к обмену данными и команды прерываний. Во всех остальных случаях используют специальные прерывания программы, называемые драйверами. Драйвер представляет собой программу обращения к конкретному ПУ. В программе ввода-вывода программист за­ писывает номер ПУ, к которому необходимо обратиться. По этому номеру происходит вызов соответствующего драйвера.

Д л я расширения функциональных возможностей ЭВМ в систем­ ное обеспечение ЭВМ входит программа обращения к библиотеке подпрограмм. Библиотека содержит программы стандартных функций, а также программы ввода-вывода.

Выбор окончательного варианта структуры АСД. Структуру системы сбора данных, представленную на рис. 13.9, можно рас­ сматривать как упрощенную, так как в ней нет ЦАП и демуль­ типлексора. Для обеспечения надежности контроля за объектами в АСД предусмотрены ЦАП и демультиплексор (см. рис. 13.1). Программное обеспечение АСД позволяет работать в диалоговом режиме. Сразу после запуска АСД должна сообщить о своей готов­ ности к работе и выдать на экран дисплея перечень датчиков, входящих в систему. Это удобно для определения конфигура­ ции системы. После этого система переходит в режим слежения за информацией, снимаемой с датчиков. Наряду с этим системой осуществляется постоянный контроль за исправностью оборудо­ вания, входящего в диагностический комплекс. В случае обна­ ружения неисправности такого рода работа системы становится невозможной.

Программное обеспечение предусматривает возможность из­ менения конфигурации системы, т.е. включения или выключе­ ния определенных датчиков из состава АСД.

Весь объем диагностического сообщения делится на две части:

•после нажатия на клавишу «?» выдается информация о ви­ дах датчиков и описание языка системы;

•при двукратном нажатии на клавишу «?» выдается расшиф­ ровка всех диагностических сообщений системы (сообщения

онеисправностях оборудования, рекомендации по устранению неисправностей).

Система записана в ПЗУ, которое отличается от ОЗУ тем, что

внего информация записывается однократно. Для ПЗУ возможен только режим чтения. Информация из ПЗУ считывается послов­ но. В одной строке записывается несколько слов. Выбор слова

встроке производится с помощью селектора.

При включении питания система переписывается в ОЗУ и за­ пускается со стартового адреса. АСД включена в сеть АСУТП с программной увязкой. УСО служит для обмена информации между датчиками и микроЭВМ. К каждому УСО можно подклю­ чить 16 датчиков, а к микроЭВМ — до 16 УСО.

удобным устройством общения человека с машиной. Он позво­ ляет набирать информацию на клавиатуре, высвечивать ее на экране, записывать в память машины, исправлять введенную информацию. Связь ЭВМ и дисплея осуществляется через блок интерфейса. Информация, набранная на знаковой клавиатуре через блок интерфейса, записывается в память ЭВМ. Информа­ ция, которая должна быть выведена на экран через блок интер­ фейса, записывается в буферном ЗУ (БЗУ). Объем памяти БЗУ равен количеству знаков, которые могут быть одновременно вы­ свечены на экране. После того как БЗУ полностью загружено, дисплей переходит в автономный режим работы. Код знака, запи­ санного в БЗУ, является командой, по которой из ПЗУ микро­ программ считывается воспроизведение данного знака. Микроко­ манда этой микропрограммы подается на устройство управления лучом, и это устройство преобразует микрокоманды в аналоговые сигналы, управляющие отклоняющими системами электронно­ лучевой трубки (ЭЛТ). Существуют два способа развертки луча на экране ЭЛТ: функциональный (луч перемещается в пределах одного знакоместа, т.е. прочерчивает знак за знаком); растро­ вый (луч движется по строчкам и высвечивает каждый знак по­ слойно). Количество высвечиваемых знаков может быть от 128 до 4000 и зависит от типа экрана.

Программное обеспечение систем диагностики и контроля РТК. Робототехнические комплексы представляют собой слож ­ ную ТС из специализированных программно-управляемых уст­ ройств (станков с ЧПУ, ПР, САК, АТСС, АСИО). Все. элементы РТК объединены общей организационной структурой и целевым назначением — это выдача годной продукции требуемого каче­ ства при заданной производительности (рис. 13.11). Для автома­ тического управления РТК от единой АСУТП требуется комплект пакетов ПО:

1) пакет программ управления приоритетами. Используется оператором для установления очередности работы той или иной программы (с выдачей информации на дисплей, печать);

2) пакет программ эталонной классификации. Предназначен для автоматизации процедуры разбиения пространства признаков на эталонные классы, соответствующие различным техническим состояниям. Хранение предусматривается на ПЛ или МЛ;

Рис. 13.11. Структура программного обеспечения для диагностирования элементов в РТК

3) пакет программ синхронизации (управления) опроса датчи­ ков контроля. Осуществляет синхронизацию поступления диагно­ стической информации с датчиков;

4) пакет прикладных программ обработки текущей информа­ ции предназначен для автоматизации процедуры обработки теку­ щей информации в форму, необходимую для оценки в реальном

Рис. 13.13. Схема электронного блока оценки положения луча с помощью четырехквадрантного фотодиода:

1 — зона действия фотодиодов; 2 — лазерный луч; D — устройство сравне­ ния; Ux uUy — напряжение, соответствующее смещению луча по осям х и у; U0 — опорное напряжение; ах, ау — соответственно величины выходных сигналов в направлении осей х и у

отражателей, накладываясь друг на друга, образуют интерферен­ ционную картину. Опорный луч и совокупность измерительных лучей фиксируются фотоприемниками 7 и усиливаются усили­ телями 9. Измерительный 8 и базовый 10 сигналы попадают на счетчики 11 и i 3, а далее — в блок слежения 12. Показания лазер­ ного интерферометра формируются в блоке преобразователя 14.

Электронные уровни позволяют при их перемещении оцени­ вать непрямолинейность направляющих в вертикальной плоско­ сти. Лазерные интерферометры обеспечивают проведение анало­ гичных измерений в нескольких плоскостях.

рометром 1 уразмещенным на бабке 2 станка. На столе станка на кронштейне 10 установлены лазер 7 с блоком питания 8. Круго­ вой шаговый датчик 9 выдает информацию об угле поворота стола на счетчик импульсов 11 и в блок обработки данных с четырех­ квадрантного фотодиода 12. Окончательную обработку резуль­ татов измерения осуществляет МП ЭВМ.

При внедрении АСНИ в число контролируемых необходимо включать важнейшие диагностические параметры, позволяющие наиболее достоверно определять техническое состояние и работо­ способность объектов. Следует также обеспечивать автоматиза­ цию сбора и обработки измерительной информации, определение состояния диагностируемого объекта, принятие решений по их дальнейшей эксплуатации (включению при необходимости ре­ зервных элементов, обслуживанию и восстановлению составляю­ щих частей и их ремонту). На основании исследований установ­ лено, что для единичного токарного ТМ с ЧПУ диагностическая

тI д р в м Б

Рис. 13.15. Схема диагностического стенда на основе АСНИ для исследований токарных модулей с ЧПУ