Оқулық «Білім беруді дамытудың Федералдық институты»

жүктеу 6,23 Mb.

бет	71/142
Дата	21.12.2022
өлшемі	6,23 Mb.
	#40728
түрі	Оқулық

1 ... 67 68 69 70 71 72 73 74 ... 142

Шишмарев Технологиялық үрдістерді автоматтандыру. Оқулық (1)

СББ типтік қҧрылымдарындағы микропроцессорлар және мини-ЭЕМ

СББ қолданылатын салалар және техникалық деректер
К е с т е 9 . 1

СББ жүйесінің атауы (жасаушы ел)	Жүйенің қолданылуы	Қолданылу саласы	Басқарылатын координаттар саны*	Интер- поляция типі	Тапсырман ың дискреттілі гі, мм	Құралдар саны	Жедел арна, мм/мин
НЗЗ 2М (СССР)	Сұлбалы	Орталықтарын ӛңдейтін жону, фрезерлеу станоктары	3	Шеңбер сызықты	—	100	4800
System 7 (Fanue, Жапония фирмасы)	Сұлбалы	Орталықтарын ӛңдейтін жону, фрезерлеу станоктары	4/2	Шеңбер сызықты	0,001	—	15 000
Nucon 400 ( AS SEA фирмасы, Швеция)	»	Орталықтарын ӛңдейтін жону, фрезерлеу станоктары	4/3	»	0,001	—	15 000
2С 85 (Ресей)	Сұлбалы	Робототехникалық кешендер	8	Шеңбер сызықты	0,001	99	15 000
2С 42-65 (Ресей)	Сұлбалы	Бұрғылау, жону, фрезерлеу станоктары	4/3	Шеңбер сызықты	0,001	99	15 000
2Р 22-31 (Ресей)	Сұлбалы	Жонушы, тегістеуші станоктар	3/2	»	0,001	1	10 000

Электроника НЦ- 31 (Россия)	То же	Токарлық станоктары	2/2	»	0,001	—	—
Размер 2М-5 (Россия)	»	Бұрғылау, жону, фрезерлеу станоктары	3/2	»	0,001	—	20 000
Электроника НЦ-80-31 (Россия)	»	Орталықтарын ӛңдейтін жону, фрезерлеу станоктар	8/2	»	0,001	—	15 000
2Р 32 (Россия)	Контурная	Жонушы, тегістеуші станоктар	3/2	»	0,001	—	15 000

* алымында - басқарылатын координаттардың жалпы саны, ал бӛлімінде – бірдей уақытта басқарылуы мүмкін болатын
координаттар саны.

СББ типтік қҧрылымдарындағы микропроцессорлар және мини-ЭЕМ

СББ құрылғылары жасауға арналған кең мүмкіндіктер микропроцессорлар және мини-ЭЕМ қолдануларды ашады. Станок немесе станоктар тобының жұмыс істеу қадамы ӛңделетін бұйымның конфигурациялық күрделігіне, талап етілген ӛңдеу дәлдігін және бет кедір-бұдырлығын алуға байланысты болады. Дәлдікке және ӛңдеу сапасына деген талаптың аса қаттылығына қарамастан қарапайым конфигурациялы бұйымды ӛңдеу мәселесін шешу үшін қызмет ету қадамдары жеткілікті түрде қарапайым болу қажет. ЭЕМ процессоры бұл жағдайда басқарушы құрылғы жасалатын стандартты бӛліктер негізінде орындалуы мүмкін. Ол станокты басқару үлгісін жасайды, күрделі емес қызметтерді жүзеге асыратын операциялардың қосарлана атқрылуына жол береді. Бұндай басқарушы қондырғылар сандық үлгілер деген атауды иеленген. Ӛнеркәсіп микроэлементтер негізінде құрастырылған СББ жүйелерінің Н22, Н33 типтерін шығарады. Олар станокты басқаруға арналған және ұстанымдық, тікбұрышты және сұлбалы (жазықтықта) басқаруды жүзеге асырады. Бұндай жүйелерде басқару қадамдарын қайта құру мүмкін емес.
Қызмет етудің кӛптеген күрделі қадамдары технологиялық ақпараттың кӛп кӛлемін қайта ӛңдеуді, кӛптеген факторларды есепке алуды талап етеді. Сандық үлгі бұндай жағдайда айтарлықтай күрделенеді, басқару қызметінің басқа да операциялармен қосарлана атқарылуы қиындай түседі, ал кейде мүлдем орындалады. Осымен байланысты басқару операциялары орталық арифметикалық қондырғы кӛмегімен сатылы түрде қалыптасатын басқарушы қондырғыны ЭЕМ қағидаты бойынша жасау қажет. Басқару міндеттернің күрделенуі күрделі бұйымдарды сандық машиналар қағидаты бойынша жасалған жүйелерді қолданумен аса дәлдікпен ӛңдеуді қажет етеді. Үш және одан да кӛп координаттарды басқару үшін және күрделі жүріп ӛту жолы бойынша ӛнеркәсіппен Н55, 2С85 типтегі қондырғылар шығарылады (ескек бұранда типті беттерді ӛңдеу).
Операциялардың бір бӛлігі аппараттық, ал екінші бӛлігі бағдарламалық әдіспен орындалатын гибридтық жүйелер қолданыс табуда.
Арнайы станоктар үшін қызмет кӛрсету номенклатурасы шектеулі үлгілер қолданылуы мүмкін; кішігірім пішінді күрделі бұйымдар ӛңдеуші арнайы станоктар үшін кіші жедел жадылы сандық машиналар қағидасымен құрастырылған қондырғылар — автоматты бағдарламалық басқарудың (АББ) қызметтік қадамдарын аппараттық жүзеге асыру жүйесі қолданылады.
Бұдан да күрделі мәселелерді шешу үшін: басқару қадамдарының кӛптеген номенклатураларын жүзеге асыру, басқару қадамдарын бағдарламалау, релейлі-байланыстық басқару қызметін орындау, ӛңдеудің тиімді режиміне ӛздігінен бапталулары, ӛңдеу барысындағы таноктың кинематикалық бұзылуынан ақауларын ӛтеу, станокқа қызмет кӛрсететін робот және басқа да қондырғыларды басқару — қызметтік қадамдарды бағдарламалық (ҚҚБ) жүзеге асырудың ЭЕМ жүйелері қолданылады. Орталықтандырылған ЭЕМ-нан станоктар тобын басқару мүмкін емес.
Станоктарда қолданылатын СББ жүйелерін бес деңгейге (рангтарға) бӛлу қарастырылған. Тӛрт деңгей жеке ЭЕМ-нан станоктарды басқаруды қамтиды. 1- деңгейлі қондырғы (сурет 9.8) кері байланыс ӛлшеуіштерімен, құралды ауыстыру механизмдерімен, ондағы орналасқан жетекпен ЕМ станогы болып табылады. 2- деңгейлі қондырғы болып, жетекті және станоктың электр автоматикаын басқару бӛліктері жататын қайта кодталатын бағдарлама бойынша UС станокты басқару жүйесі табылады. 2-ші деңгейлі жекелеген басқарудың типтік жүйесінің сызбасы 9.8, а. суретте келтірілген. 3- деңгейдегі басқару қондырғысымен F енгізу бӛлігінен ақпарат алатын DХ интерполяторы кӛмегімен кодталған бағдарламаны жасау жүзеге асырылады. 2- және 3- деңгейлі қондырғылар жиынтығы NQ сияқты белгіленетін СББ кӛмегімен жүзеге асырылады (сурет 9.8, б). Бұл құрылғының алуан түрлілігі болып, тетіктен бағдарламаны
қолмен берудің НNС және

басқару бағдарламаларының барлығын сақтауға жадысы жететін SNQ жүйесі табылады. 4- деңгейлі қондырғы болып CNC деп белгіленетін СББ жүйесі табылады (сурет. 9.8, в) және жедел сақтауға және мини-ЭЕМ басқарушылық бағдарламаларын ӛзгертуге пайдаланылатын жүйелер табылады.
5- деңгейліқондырғылар басқарушылық бағдарламаларды есептеу үшін және станоктар тобымен басқаруды жүзеге асырушы орта және үлкен ЭЕМ- нан құралады.
Басқарушы мини-ЭЕМ 32 қосарланған сӛздер қорынан, ал жадысы 256 Кбайтты құрайды, кӛбейту-бӛлу аппараттық
5-ші деңгей

4- деңгей

3- деңгей
2- деңгей

1- деңгей

Сурет 9.8. жекелеген ЭЕМ-ның типтік басқару жүйесі: а — 2- деңгейа; б — 3- деңгей; в — 5- деңгей

қағидатын жүзеге асырады және нысанмен 100 ден аса арналар арқылы байланыспен жарақтандырылған.
МикроЭЕМ мини-ЭЕМ айырмашылығы сӛз қоры және жады кӛлемінің аздығымен интегралдық сұлбалардың минималды кӛлемінде интегралданудың жоғары деңгейімен жүзеге асырылады және күрделі емес нысандарды, мини-ЭЕМ-мен байланысу құрылғыларын, жеке компьютерлерді және т.б. автоматты басқару жүйелерін құру үшін қызмет етеді.
Кӛпкристалды микропроцессордан бір кристалды микропроцессорға ауысу және бір кристалды микроЭЕМ –ға ауысу жеңілдетілген ЭЕМ жасауды жүзеге асыруда ең жоғары экономикалық тиімділікті құрайды. Кӛп кристалды мик- ропроцессорларесептеуші қуаттылық және ӛнімділіктің толыққанды кӛп қызметтерін иеленген және күрделі қондырғылармен технологиялық үрдістерді басқару үшін микро- және мини-ЭЕМ тиімдірек болып табылады.
Интегралданудың жоғары деңгейінде интегралдық сызбада микропроцессорлық топтамаларды жасау (МТЖ) - бір немесе бірнеше микропроцессордан, интерфейстерден және кіргізу-шығару қондырғыларынан тұратын келісілген байланыстары бар әмбебап интегралдық сызбалар топтамасын жасау болып табылады.
Қызмет кӛрсету жағынан микроЭЕМ компьютерге және мини- ЭЕМ-ға ұқсас келеді, алайда оның ерекшелігі болып Интегралданудың жоғары деңгейінде шектеулі интегралдық сызбаның қолданылуы табылады, сонымен қатар, ол басқа басқару жүйесінің бір бӛлігі болып табылады және құрастырмалы бір-екі қадамда жасалады. МикроЭЕМ-ның микропроцессоры орталық шешуші және басқарушы құрылғы рӛлін орындайды, ол басқару бұйрықтарын есте сақтау қондырғысын оқиды (жедел — ЖЕҚ немесе тұрақты — БЕСҚ), олардың, қажет болған жағдайда – уақытша есте сақтау, деректер жинау, түрлі қондырғылардың ӛзара қосарлы әрекетінің жүзеге асырылуын қамтамасыз етеді. ЖЕҚ және БЕСҚ орнына кішігірім кӛлемдегі деректерді сақтау үшін микропроцессор тіркеушілері қолданылуы мүмкін. Микропроцессордың перифериялық қондырғылармен ӛзара әрекеті бір-екі дӛңгелек кӛмегімен жасалады. Талап етілген ақпаратты қажетті қондырғыға беруді уақытқа қарай біріктірілетін қондырғылар жұмысын түзететін және микропроцессор мен перифериялық құрылғы арасындағы пішіні бойынша ақпарат ауыстырылуы болған жағдайда ақпаратты келісімді біріктіру сызбасы жүзеге асырады (сурет 9.9, а),. Біріктіру сұлбасында (сурет 9.9, б) ақпарат микропроцессорден дӛңгелек арқылы триггерлер тобы арқылы перифериялық қондырғыларға беріледі. Микропроцессор қажетті шығу триггерлері тобын басқарудың дыбыстық белгісі бойынша таңдайды және оның перифериялық

Сурет 9.9. Микропроцессор және перифериялық қондырғылар арасындағы біріктіру сұлбасы (а, б )
қондырғыға байланысын жүзеге асырады. Микропроцессорге перифериялық қондырғылардан ақпарат мультиплексор арқылы келіп түседі.
Микро ЭЕМ және миниЭЕМ станоктарын басқару барысындағы кейбір қадамдардың жүзеге асырылуын қарастырайық.

Мысал. Жонулық ӛңдеу барысында беткейдің қажетті тазалығына қол жеткізу үшін және құралдың тұрақтылығын арттыру үшін әрдайым берілген бағдарлама бойынша кесу жылдамдығын v тұрақты ұстану қажет. Оған қоса, сүмбі жетегінің қозғалтқышының бұрыштық жылдамдығы келесі қатынасқа сай ӛзгеруі тиіс:
^w⁼ⁱр ^v/30d,
^{мұндағы}ⁱр ^—^{жылдамдық}^{қорабының}^беру^саны;^d^—^{ӛңделетін}диаметр.
ЭЕМ кӛмегімен басқару кезінде бұл қатынастың орындалуы 9.10., а суретте кӛрсетілген қондырғымен жүзеге асырылады. ЭЕМ-нан берілген шама v сандық түрде сызықтық ЦАП UZY1 кіруіне ^{беріледі, шыға берісінен кернеу}^Ud ^{= k}x^v^{алынады. Сандық түрдегі}ӛңдеу диаметрі (интерполятордан) екінші сызықтық кіріске ЦАП ^UZY2^{беріледі,}^онда^Ud ⁼^k2^Uw^d.^{кернеуі құрылады.}^{Екі кернеуде}операциялық күшейткіш кірісіне А1 келіп түседі, ондағы шығыстан

Сурет 9.10. кесу жылдамдығын тұрақтандыру сұлбасы: а — қызметтік; б
— қағидалық

^{сүмбінің}^{бұрыштық}^{жылдамдығына}^{пропорционал}^Ua^,^кернеуалынады. Дәл осы кернеу UZY2 ӛзгеруге дейін беріледі. Осылайша, ^Ua ⁼^k(Uv^-^Ud^),^{мұндағы,}^к^—^А^{күшейткішінің}^{күшейткіш}коэффициенті.
^Uv ^және^Ud^,^{мәндерін}^бере^{отырып,}
^Uw ⁼^k(k1^-^k2^Uw^d),
аламыз, бұдан
^Uw ⁼^kk1^v/(1⁺^kk2^Uw^d).
Жеткілікті жоғары күшейткіш коэффициентте А күшейткішінің операциялық күшеюі А (k = 100...200)
^Uw ⁼^k1^v/k2^d.
Кесу жылдамдығы бағдарламадан үштаңбалы санмен екілік- ондық кодта беріледі және 1 ден 990 м/мин.дейін мәндерде болуы мүмкін.
Бірінші сан кесу жылдамдығының соңғы екі санымен ӛрнектелген оныншы реттік мәнін анықтайды, м/мин: мысалы, v = 406 мәніне 0,6 м/мин жылдамдық сәйкес келеді; v = 532 -32 м/мин жылдамдық сәйкес келеді; v = 643 -430 м/мин жылдамдық сәйкес келеді. Дискреттіліктен туындайтын берілу қателігі кез-келген диапазонда 10% аспайды. Қарастырылған қадамдардың аппараттық құралдармен жүзеге асырылуын кӛзге елестетейік. Кесу жылдамдығын тұрақтандыру жүйесінің толық сызбасы (сурет 9.10, б) бес операциялық күшейткіште құралған: А1, А2 күшейткіштердегі UZY1 кесу жылдамдығы; А3,А4 күшейткіштеріндегі UZY2 диаметрін ӛңдеу; шығыс қондырғысы А5 күшейткішінде орындалған.
А1 күшейткішінің ӛзгермелі күшейту коэффициенті екі-ондық кодпен берілетін жылдамдыққа v байланысты. Түрлі кіріс кедергілерін күшейткіш кірісіне қосу басқару белгілерімен басқарылатын екі және үш сандық тапсырма түріндегі екі-ондық код түрінде берілетін байланыссыз кілттермен жүргізіледі. Екінші деңгей UZY1 — А2 күшейткіші — тапырманың бірінші санының мәніне байланысты талап етілетін онынышы ретті тапсыраның берілуі үшін қызмет етеді.
А3 күшейткіштің кірісіне тӛрт түрлі берілістің станоктың жылдамдық қорабына қатынасына сәйкес тӛрт дыбыстық белгі i келіп түседі. Осы күшейткіштің шығыс кернеуі UZY2 үшін кіріс кернеу ретінде қызмет етеді, СББ жүйесінің интерполяторынан 8 таңбалы екі еселенген кодпен ақпарат алады (D001... D128 белгілер). Кіші екілік мәннің құны 1 мм, ол ӛңделуші бұйымдардың диаметр диапазондарын 1 ден 255 мм дейін алуға мүмкіндік береді. Осы диапазонды кеңейту үшін А3 күшейткішінің кері байланыс кедергілерін таңдайтын D1, D2, D3 беріледі.
^А5^{күшейткішінде}^кесу^{жылдамдығына}^{пропорционал}^Uv ^{кернеуінен,}^{диаметрге}^{попорционал}^кернеу^Ud^,^{есептелуі}^{жүргізіледі.}^А5^{күшейткішінің}^{шығысынан}^Uw ^басты^{қозғалыс}жетегімен М тиристік ӛзгермесінің U басқару сызбасымен беріледі. Талап етілетін динамикалық сипаттамалар сызбасын қамтамасыз ету үшін ЛС-тізімі қызмет етеді. Қондырғы интерполятор шығысында унитарлық емес, екілік кодты құрайтын СББ жүйелерімен ұштасуға мүмкіндік береді. Кесу жылдамдығы дәлдікпен ± 4 % кем емес қалыпта тұрақты ұсталады.

жүктеу 6,23 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 67 68 69 70 71 72 73 74 ... 142

Оқулық «Білім беруді дамытудың Федералдық институты»

СББ типтік қҧрылымдарындағы микропроцессорлар және мини-ЭЕМ