Состав устройства, его конструкция и работа - Автоматизация производства

    1.2.1 Устройство выполнено в виде отдельных функционально законченных блоков:
      - приборный блок; - блок БОСИ; - пульт управления; - ФСУ (КНМЛ); - электрическая часть (кабели).
    1.2.2 В состав приборного блока входят следующие основные блоки:
      - блок ЭВМ; - ОЗУ с сохранением информации после отключения питания; - РПЗУ; - блок входных сигналов от станка; - блок входных сигналов на станок; - блок управления приводом; - блок связи с датчиками; - таймер; - блок связи с ПУ; - блок связи с БОСИ; - блок связи с ФСУ; - блок связи с перфоратором; - блок умножения; - блок связи с КНМЛ; - блок связи с ЭВМ высшего ранга; - блок силовой; - блок стабилизаторов; - блок аккумуляторов; - прочие схемы.

Приборный блок выполнен в виде стационарного шкафа. Для крепления блока предусмотрены отверстия в основании и в верхней части приборного блока.

Электрическая связь приборного блока со станком и выносными блоками устройства осуществляется кабелями через панель выходных разъемов с разъемами типа 2РМ, ШР, установленную сверху шкафа.

На лицевой панели пульта управления имеется клавиатура и световая сигнализация. Связь с приборным блоком осуществляется кабелем 6.644.327.

Связь блока БОСИ с приборным блоком осуществляется кабелем 6.644.326.

ФСУ (КНМЛ) устанавливается на станке в месте, защищенном от пыли и брызг. Связь с приборным блоком осуществляется кабелем 6.644.321 - 01.

Электрическая часть устройства представлена кабелями и разделяется на информационную и силовую цепи. Для обеспечения помехозащищенности силовые цепи выполнены экранированными проводами. Информационные цепи выполнены экранированными проводами или витыми парами. Все жгуты выполнены в экранирующих плетенках.

1.2.3 По схемно-структурной организации устройство 2Р22 - комбинированное (контурно-позиционное) устройство ЧПУ типа CNC.

Основным функциональным и конструктивным узлом является приборный блок. Он имеет функционально-модульный принцип построения, т. е. все функциональные узлы приборного блока выполнены в виде запоминающих устройств (модулей).

Основные модули, входящие в состав приборного блока:

    - микро-ЭВМ "Электроника МС1201.02"; - ОЗУ; - РПЗУ; - блок связи с устройством ввода - вывода; - блок связи со станком.

ЭВМ в совокупности с необходимым программным обеспечением реализует заданный состав алгоритмов управления, включая обслуживание внешних устройств ввода - вывода, вычисление траектории и скорости перемещения подвижных органов станка, выдачу управляющих последовательностей команд выполнения стандартных и типовых технологических циклов, решение задач редактирования управляющих программ и т. д.

Связь между модулями осуществляется через единый канал обмена информацией. Канал обмена информацией является простой быстродействующей системой связей, соединяющей ЦП, память и все внешние устройства. Поскольку связь между отдельными элементами системы, включая ЦП, осуществляется через канал одинаково, внешние блоки доступны для ЦП, как и ОЗУ ЦП.

Интерфейс устройства - аппаратура, выполняющая функции связи с каналом.

В устройстве единый канал связи условно разбит на две части. По нижней панели устройства проходит канал блока ЭВМ. Через интерфейс связи со станком все сигналы передаются на верхнюю панель, где проходит магистраль станочной периферии.

Канал устройства содержит 39 линий связи, из которых 32 линии являются двунаправленными. Это означает, что по одним и тем же линиям информация может, как приниматься, так и передаваться относительно одного и того же блока.

Связь между двумя блоками, подключенными к каналу, осуществляется по принципу "управляющий - управляемый" (активный - пассивный). В любой момент времени только один блок является активным. Активный блок управляем циклами обращения к каналу, а пассивный блок является только исполнителем. Он может принимать и передавать информацию только под управлением активного блока.

В устройстве активными являются следующие блоки:

    - процессор; - блок связи с ЭВМ высшего ранга, в зависимости от ПО; - блок связи с ПУ; - блок связи с БОСИ; - блок связи с ФСУ; - блок связи с перфоратором; - блок связи с КНМЛ; - блок регенерации памяти.

Связь через канал замкнута, т. е. на управляющий сигнал, передаваемый активным блоком, должен поступать ответный сигнал от пассивного блока. Асинхронное выполнение операций передачи данных устраняет необходимость в тактовых импульсах. В результате обмен с каждым блоком может происходить с максимально возможным для данного блока быстродействием. Обмен может производится как 16-разряднымя словами, так и байтами (8 разрядов).

Канал обеспечивает три типа обмена данными:

    - программный обмен; - обмен в режиме прерывания программы; - обмен в режиме прямого доступа к памяти.

Программный обмен - это обмен данных по инициативе и под управлением программы. В режиме программного обмена работают все блоки устройства.

Обмен данными по инициативе внешнего блока может выполняться при прямом доступе к памяти (режим "ПДП") и в режиме прерывания программы.

Обмен в режиме "ПДП" является самым быстрым способом передачи между памятью и внешним блоком. Он не меняем состояния ЦП и поэтому может выполняться в промежутках между циклами обращения к каналу, проводимых ЦП. В режиме "ПДП" устройство работает при регенерации памяти.

Обмен данными в режиме прерывания программы - это выполнения программы обслуживания по требованию внешнего блока. После завершения выполнения программы обслуживания ЦП возобновляется выполнение прерванной программы с того мета, где она была прервана. В режиме прерывания программы работают перечисленные внешне активные блоки устройства. Каждый блок, требующий прерывания, имеет программу обслуживания, вход в которую осуществляется автоматически с помощью вектора прерывания. Вектор прерывания - это адрес ячейки памяти, где находится новое слово состояния процессора.

Кроме того, требующий прерывания, имеет приоритет (очередность) обслуживания, основанный на его расположении по отношению к процессору. Когда два блока (или более) требуют прерывания, то блок, электрически (физически) ближе расположенный к ЦП, имеет более высокий приоритет. Получив сигнал предоставления прерывания, он запретит дальнейшее распространение этого сигнала вдоль канала.

Конструктивно канал представляет собой систему печатных проводников, с помощью которых соединяется контакты розеток субблоков, образуя 39 сигнальных линий канала и линий питания.

Любой цикл обращения к каналу начинается с адресации пассивного блока. После завершения адресной части цикла активный блок выполняет прием или передаче данных. Канал позволяет адресоваться к 32К 16-разрядных слов или 64Кбайтов.

Центральный процессор управляет распределением времени использования канала внешними блоками и выполняет все необходимые арифметическо-логические операции для обработки информации. Он содержит восемь быстродействующих РОН, которые широко используются при выполнении различных операций. ЦП выполняет одноадресные и двухадресные команды и может обрабатывать как 16-разрядные слова, так и 8-разрядные байты.

Важностью использования двенадцати методов адресации позволяет вести высокоэффективную обработку данных, хранимых в любой ячейке памяти или регистре.

ЦП имеет ОЗУ динамического типа емкостью 64Кбайт. В блоке приборном используется ОЗУ с сохранением информации емкостью 8Кбайт и РПЗУ емкостью 40Кбайт (5 блоков по 8Кбайт) или РПЗУ емкостью 32Кбайта (4 блока по 8Кбайт).

Блок связи с ПУ позволяет вводить данные с ПУ в ЦП и выводить данные для сигнализации в ПУ.

Блок связи со станком включает в себя:

    - блок входных сигналов от станка; - блок выходных сигналов на станок; - блок связи со следящим приводом; - блок связи с шаговым приводом; - блок адоптивного управления; - блок связи с датчиками.

Каждый функциональный элемент блока связи со станком (32 выходных дискретных сигнала, 32 входных дискретных сигнала, 2 канала управления приводом, 1 канал связи с датчиками, 2 канала адаптивного управления, 1 канал связи с шаговым приводом) выполнен на одном субблоке. Такая структура блока связи со станком позволяет легко изменить количественное соотношение обменных сигналов.

Блоки входных и выходных сигналов обеспечивают бесконтактную выдачу сигналов на станок и бесконтактный прием сигналов от станка. Среди сигналов, приходящих от станка, выделены сигналы, вызывающие прерывание программы процессора и получившие название инициативных сигналов.

Блок связи со следящим приводом предназначен для выдачи управляющих сигналов напряжением плюс-минус 10В на следящий привод координат и привод главного движения. Каждый канал управления состоит из двух цифро-аналоговых преобразователей, один из которых преобразует код по пути, а другой предназначен для преобразования кода скоростной компенсации.

В режиме контурной обработки блок управления приводом осуществляет преобразование кода путевой ошибки и кода скоростной компенсации в напряжение соответствующей полярности и величины, суммирование этих величин и выдачу суммарного сигнала на привод станка.

Блок связи с шаговым приводом предназначен для связи шагового привода с магистралью УЧПУ, преобразования параллельного двоичного кода скорости в унитарный, получения информации пути методом цифрового интегрирования величины скорости.

Блок адаптивного управления предназначен для преобразования аналогово сигнала датчика момента в цифру для выполнения оптимального закона управления приводом подачи.

Блок связи с датчиками предназначен для измерения перемещений как линейных, так и круговых.

Таймер - это блок, который выдает сигналы с интервалом, определенной частотой 100кГц и программно-заданной величиной. По истечении заданного интервала времени происходит прерывание программы и переход на программу обслуживания через вектор с адресом 100.

Таймер подключен к линии прерывания от таймера. Требование прерывания от таймера имеет более высокий приоритет по сравнению с обычным требованием прерывания от внешнего устройства.

Блок связи с БОСИ предназначен для получения из ЦП кодов сигналов и выдачи в БОСИ управляющих сигналов.

Блок умножения выполняет умножение двух 24-разрядных чисел. Время выполнения умножения - 20мс.

Блок умножения необходим для увеличения быстродействия системы при расчете траектории движения во время контурной обработки.

Блок связи с ФСУ предназначен для приема данных от фотосчитывателя и передачи их в ЦП.

Блок связи с КНМЛ предназначен для обмена информацией КНМЛ с ЦП.

Блок связи с ЭВМ высшего ранга предназначен для последовательного обмена информацией между УЧПУ и ЭВМ высшего ранга.

Силовой блок предназначен для получения необходимых величин напряжений переменного тока.

Блок связи с перфоратором предназначен для управления выводом данных из устройства на ленточный перфоратор ПЛ - 150М. Блок связи с перфоратором позволяет получать откорректированные перфоленты и дубликаты перфолент.

Похожие статьи




Состав устройства, его конструкция и работа - Автоматизация производства

Предыдущая | Следующая