4.4 Цикловые программные устройства управления пр

Наиболее старыми устройствами циклового программного управления являются устройства с распределительным валом и с кулачками на нем. Распределительный вал с кулачками вращается и перемещает толкатели. Толкатели воздействуют на электрические переключатели или пневмоклапаны.

Т.О. программоносителем в данном случае является совокупность кулачков.

Устройства управления с распределительным валом просты и надежны, но замены про-граммы требует перестановки кулачков, что достаточно сложно. Кроме того, устройство управ-ления получается достаточно громоздким и имеет ограниченные возможности по числу команд.

Широко применялись в первых ПР устройства управления со штекерной панелью. Надо отметить, что они применяются и в настоящее время.

Штекерная панель является программоносителем. Программирование осуществляется штекерами, которые вставляются в отверстия (строки отверстий соответствуют командам, столбцы – номерам этапов).

Важным достоинством штекерной панели является максимальная наглядность набора: полностью видна вся программа. Однако штекерные панели громоздки, механический контакт, создаваемый штекерами, нередко недостаточно надежен.

Большинство современных устройств циклового программного управления представляют собой программируемые контроллеры.

Программируемый контроллер – это управляющая логическая машина последовательного действия, созданная на базе вычислительной техники. Программа записывается на определенном машинном языке подобно тому, как это делается при программировании для ЭВМ. Однако для циклового управления языки выбираются очень простыми. Обычно программа строится по кадрам, при чем каждый кадр соответствует этапу.

Преимущества программируемых контроллеров хорошо известны. Практически отсутствуют ограничения по числу команд и по числу этапов. Программы можно хранить на различных носителях. Масса и габариты малы.

В течение ряда лет при проектировании УУ ПР наблюдались две противоположных тенденции. С одной стороны, создавались устройства управления для каждого робота, а с другой стороны создавались унифицированные УУ, предназначенные для целой группы роботов определенного класса. Доля унифицированных УУ из года в год растет, в настоящее время она составляет более половины.

В последнее десятилетие были разработаны и выпускаются следующие унифицированные цикловые УУ: УЦМ-10; УЦМ-20; УЦМ-30; УЦМ-663; УЦМ-100 и др.

4.5. Программируемые контроллеры

Программируемые контроллеры (ПК) предназначены для циклового двухпозиционного управления манипуляторами ПР и технологическим оборудованием. Наиболее эффективное применение ПК – управление робототехническими комплексами и автоматическими линиями.

Структурная схема одного из вариантов ПК представлена на рис.4.8.

МВВ – модуль ввода дискретных сигналов;

МВЫВ – модуль вывода дискретных сигналов;

МПР – модуль процессора;

МП – модуль памяти;

МПИ – модуль последовательного интерфейса;

МУ – модуль управления;

ПУ – пульт управления (индикация, клавиатура);

МЭНЗУ – модуль энергонезависимого запоминающего устройства.

Модуль процессора (МПР) выполнен на базе БИС КР580ИК80. Он осуществляет сбор, цифровую обработку и выводов информацию в соответствии с исполнительной программой, записанной в перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, входящее в состав модуля памяти (МП).

Исполнительная программа является невидимой и недоступной для пользователя. Ее назначение – преобразование инструкций, введенных оператором с помощью пульта управления (ПУ) или поступающих от управляющей программы, в последовательность кодов машинного языка микропроцессора.

Управляющая программа – программа, написанная пользователем в кодах команд входного языка ПК и обеспечивающая выполнение заданного алгоритма управления внешним оборудованием. Она размещается в МЭНЗУ и сохраняется при отключении питания ПК до 6 месяцев за счет использования батареи.

ПУ совместно с МУ составляют технические средства общения оператора с ПК. ПУ включает в себя клавиатуру для ввода команд и управления режимом работы ПК, однострочный дисплей и индикаторы режимов работы. МУ обеспечивает сопряжение ПУ с внутренней магистралью обмена информацией.

МВВ и МВЫВ дискретных сигналов предназначена для связи ПК с ПР и ТО.

Они обеспечивают преобразование уровней сигналов и ее гальваническую развязку, а так же индикацию состояния каждого входа и выхода.

МПИ предназначен для обмена информацией между ПК и управляюще-вычислительным комплексом верхнего уровня в АСУТП. Он преобразует параллельные формы данных в последовательные при выводе данных из ПК и обратное преобразование - при вводе данных в ПК. Использование последовательного формата позволяет существенно сократить затраты на линии связи и повысить ее помехоустойчивость.

В каждый момент времени ПК может находиться в одном из пяти режимов работы: автоматическом, ручном, пошаговом, ввода программы и просмотра программы.

Автоматический режим работы является основным и предназначен для управления ПР И ТО в соответствии с управляющей программой, хранимой в МЭНЗУ. Клавиатура ПУ при этом заблокирована.

В режиме ручного управления процессор взаимодействует с ПУ и выполняет сформированный пультом код команды. Запись команд в МЭНЗУ не производиться.

Для отладки управляющих программ используется пошаговый режим работы ПК. Процес-сор при этом осуществляет выборку из ЭНЗУ очередной команды и ее выполнение. После этого он переходит в режим ожидания очередного ввода с клавиатуры. Каждое нажатие клавиши на ПУ инициирует процессор на выполнение очередного шага управляющей программы.

Режим «Ввод программы» используется для записи команд управляющей программы в МЭНЗУ. Режим «Просмотр программы» - для контроля оператором управляющей программы, хранящейся в памяти ПК.