Структурная схема учпу.
Все современные системы управления строятся на основе элементов вычислительной техники. Тип, состав, количество и взаимосвязь таких элементов зависят от назначения, функциональных характеристик системы, требований по качеству и надежности управления.
Рассмотрим эту проблему на примере устройств числового программного управления (УЧПУ). Одним из последних разработанных и выпускаемых отечественной промышленностью устройств является УЧПУ типа МС2101. Данное устройство ЧПУ построено по блочно-модульному принципу на базе микросхем с большой степенью интеграции (БИС). На рис.2.1. показаны два типа структурных схем УЧПУ: двух- или трехмодульные системы, связанные между собой телеграфными каналами связи типа “токовая петля”.
ВщМ
ВщМ
ВдМ
ВдМ 1 ВдМ 2
Рис.2.1. Структуры УЧПУ МС2101.
Конструктивно все модули одинаковы, а различие заключается в составе и функциональном назначении программно-математического обеспечения микроЭВМ соответствующего модуля. В обоих вариантах один из модулей (ВщМ) является ведущим, а другой (другие) - ведомыми (ВдМ), иногда ведущий модуль называют дисплейным (в нем размещается дисплей), а ведомый - исполнительным.
Ведущий модуль выполняет следующие функции:
связь с оператором,
связь с вышестоящими иерархическими уровнями СУ ГПС,
связь с ведомыми модулями, диагностика устройств ввода и хранения управляющих программ, устройств обмена с выше перечисленными объектами.
Ведомый модуль выполняет следующие функции
управление исполнительными органами оборудования (приводами),
управление элементами электроавтоматики оборудования,
сбор и обработка информации от измерительных систем станка,
сбор и обработка информации от датчиков технологических параметров (датчиков адаптивного управления),
связь с ведущим модулем,
диагностика узлов станка и самого модуля.
. ВЧС
МАГИСТРАЛЬ
ИРПМ
УОИ 3100
Блок
пит.
СПО Увв. Увыв.
.б. В Ч С
МАГИСТРАЛЬ
9212
9213 9220 Блок
пит.
Рис.2.2. Структурные схемы ведущего (а) и
ведомого (б) модулей УЧПУ МС2101.
На рис. 2.2. приведены структурные схемы ведущего и ведомого модуля. Модули состоят из вычислительного блока ВЧС и набора основных функциональных и периферийных устройств. Вычислитель в обоих случаях связан с периферийными устройствами посредством многоадресного параллельного канала связи (магистрали). Набор периферийных устройств у каждого модуля, естественно, свой.
Ведущий модуль кроме вычислителя имеет в своем составе два блока: многоканальный параллельный интерфейс ИРМП и блок управления накопителем на ЦМД - кристалле (3100). К ИРПМ могут подключаться такие внешние устройства, как:
СПО - станочный пульт оператора (упрощенная клавиатура),
УВВ - устройства ввода или вывода управляющих программ,
УОИ - устройство отображения информации (дисплей).
Накопитель на ЦМД - кристалле предназначен для хранения управляющих программ, а также переменной части программного обеспечения УЧПУ (обычно той части, которая управляет электроавтоматикой конкретного станка).
К блоку управления 3100 параллельно основному накопителю подключается и портативный накопитель на ЦМД - кристалле именуемый кассетой внешней памяти. Кассета предназначена для транспортировки управляющих программ в электронном виде.
Ведомый модуль в своем составе кроме вычислителя содержит один или два блока ввод / вывода дискретных сигналов электроавтоматики станка (9212) и один блок управления приводами и унитарными датчиками обратной связи (9213). В случае применения на станке аналоговых датчиков обратной связи вместо блока 9213 устанавливается блок 9220.
Количество ведомых модулей определяется в основном числом управляемых координат оборудования. Обычно одного модуля достаточно для управления станком с числом координат не более четырех, в противном случае необходима установка дополнительных ведомых модулей.
Основными функциональными блоками УЧПУ являются:
Вычислитель,
контроллер электроавтоматики станка,
контроллер измерительной системы,
контроллер управления приводом.