Автоматизация станка ВЗ 205 ФЗ

Рисунок 1.1− полуавтомат ВЗ 205-ФЗ(главный вид)

 

Рисунок 1.2 − полуавтомат ВЗ 205-ФЗ(вид сбоку)

   1.2.3. Описание расположения основных узлов полуавтомата.

 

    Все узлы полуавтомата выполнены как отдельные агрегаты, что облегчает их сборку и разборку при ремонте.

    На станине  установлено впереди основания  стола, на направляющих основания  установлен с возможностью продольного  перемещения стол на котором  смонтировано ограждение для  расширения технологических возможностей. Стол имеет два Т-образных паза, в которые устанавливаются бабка изделия и задняя бабка. Стол перемещается по оси Х с помощью ходового винта (винт - гайка качения) на который закреплен электродвигатель (М5).

     Сзади  станины на замкнутых направляющих качения установлена каретка с колонной, которая с помощью ходового винта (ВГК), может перемещаться в поперечном направлении (Ось У). Осуществляется перемещение с помощью электродвигателя (М2).

      На колоне  сверху смонтирована шлифовальная бабка, которая имеет возможность вертикального перемещения по оси Z с помощью ходового винта (ВГК), установленного в гильзе колонны. Перемещение осуществляется с помощью электродвигателя (М3). Шлифовальная бабка имеет возможность поворота вокруг горизонтальной оси. В корпусе шлифовальной бабки смонтирована шлифовальная головка с приводом от асинхронного электродвигателя (М1).

     Справа от  станины установлена стойка ЧПУ, на которой закреплен пульт  управления. Сзади стойки ЧПУ  установлен электрошкаф. Между станиной  и электрошкафом установлены  бак системы подачи и очистки  СОЖ и станция смазки.

    Бабка изделия оснащена электродвигателем М4 который исполняет перемещение по оси А.

 Зона обработки закрыта  ограждением. Ограждение имеет в  передней части открывающуюся вверх дверь с окнами из оргстекла.

   

 

 

 

1.3 Описание устройства ЧПУ и его анализ

 

1. Состав устройства

 

В состав устройства входят следующие основные блоки: центральный процессор; расширитель канала; запоминающее устройство: ОЗУ, ППЗУ, ПЗУ; интерфейс магистрали; блок входных сигналов от станка  от 4 до 10 штук; блок выходных сигналов на станок  от 1 до 4 штук;  блок управления приводом  от 3 до 4 штук; блок адаптивного управления; блок связи с датчиками; таймер; пульты управления и коррекции; блок связи с блоком обратной связи информации; блок связи с ФСУ; блок связи с перфоратором; блок умножения; блок силовой; блок стабилизаторов; блок связи с ЭВМ высшего ранга.

Блок приборный выполнен в виде шкафа, в который входят следующие конструктивные части: блок логический; блок ЭВМ; блок силовой; блок стабилизаторов; фильтр сетевой; блоки вентиляторов; панели выходных разъемов; соединительные кабели, жгуты, провода.

 На рисунке 1.1. представлена структурная схема устройства. Обмен информацией между центральным процессором (ЦП) и блоками устройства выполняется при помощи стандартных циклов обращения к каналу микро-ЭВМ.

 

                    Рисунок 1.3 − Структурная схема устройства ЧПУ 2С42-65.

 

 

Основой модуля ЭВМ является центральный процессор, ОЗУ, ППЗУ. Связь между блоками 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 легко доступны для ЦП, как и ОЗУ ЦП.

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 происходит 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 “активный – пассивный”. В любой момент времени только один блок является активным. Активный блок управляет 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 входных сигналов; таймер; блок связи с ПУ; блок связи с БОСИ; блок связи с ФСУ; блок связи с перфоратором; блок регенерации памяти.

Связь через канал замкнута, т.е. на управляющий сигнал, передаваемый активным блоком, должен поступать ответный сигнал от пассивного блока. Асинхронное выполнение операции передачи данных устраняет необходимость в тактовых импульсах. В результате обмен с каждым блоком может происходить с максимально возможным для данного блока быстродействием. Обмен может производиться как 16- разрядными 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 программе.

Конструктивно канал представляет собой систему печатных проводников, с помощью которых соединяются контакты розеток субблоков, образуя 39 сигнальных линий канала и линии питания. Как адрес, так и данные передаются по одним и тем же 16 линиям связи, в дальнейшем – линии адреса / данных (К ДА00 Н – К ДА15 Н). Канал позволяет адресоваться к 32 К 16-разрядных слов или 64 Кбайт. Для организации и обмена каждый блок имеет один или несколько адресуемых регистров. В каждом блоке имеются регистры двух типов: регистры состояний (РС); регистры данных (РД). Регистр данных содержит информацию данных. Регистр состояния содержит информацию для управления блоком.

Обмен данными между процессором и блоком осуществляется посредством программных операций с опросом готовности блока или выполнения программы обслуживания с использованием средств прерывания.

 

1.3.2 Основные элементы ЧПУ

 

Логический блок — это логическая схема, которая управляет последовательностью возбуждения обмоток в соответствии с поступлением входных импульсов. Обычно логический блок состоит из регистра сдвига и логических схем (функций) таких, как НЕ-И, НЕ-ИЛИ и другие. В настоящее время в качестве регистра сдвига применяют универсальные схемы. Однако для конкретных целей можно сконструировать необходимый логический блок подбором соответствующей интегральной микросхемы, реализующей триггер с логическим входом, срабатывающий по обратному фронту сигнала управления (триггеры JK-FF), и логических схем.

Субблок ОЗУ SB-067 является полупроводниковой динамической памятью предназначенной для временного хранения программ и данных.

Технические данные ОЗУ:

Информационная емкость – 32768 бит.

Разрядность ячейки памяти – 16 бит.

Время выборки не более 400 нс.

Обмен управляющими сигналами и двоичной информации в соответствии с интерфейсом магистрали ЭВМ.

Регенерацию (восстановление) информации в памяти осуществляет микросхема КР 1801ВП1-013.

Питание ОЗУ осуществляется от источника напряжения (от 5 до 0,25) В.

Ток потребления не превышает 1,4 А.

ОЗУ с сохранением информации предназначено для хранения и неразрушающего считывания информации при отключении основных источников питания.

ОЗУ с сохранением информации выполнено на субблоке SB-232.

Емкость памяти – 8 Кбайт.

Субблок работает в режиме записи и чтения информации.

Постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) предназначено для хранения и выдачи в ЦП постоянной информации микропрограмм, табличных данных и т.д. Объем хранимой информации 64 Кбайт. Этот объем обеспечивает субблок SB – 046 – 02 и два субблока SB – 978.

Базовыми элементами ППЗУ являются микросхемы К50037РФ2 матрицы- накопители емкостью 2 Кбайта с электрическим программированием и стиранием информации ультрафиолетовым излучением.

Субблок SB – 978 работает в режимах чтения и записи информации. Связь субблока с ЦП осуществляется через канал обмена информацией.

Исходя из вышеперечисленных характеристик УЧПУ, а в частности блока ОЗУ и ППЗУ, можно предложить увеличить объем ОЗУ и ППЗУ и сделать ОЗУ энергонезависимой, но одной установкой автономного питания здесь не обойтись. В существующей системе ЧПУ есть еще один недостаток – при включении станка центральный процессор не опрашивает ОЗУ на наличие в ней сохраненной информации а производит запрос с внешних устройств ввода программного обеспечения. Это происходит из-за работы по имеющемуся в ПЗУ математическому обеспечению.

Система сигнализации станка информирует обслуживающий персонал о состоянии исполнительных органов станка и представляет собой систему светодиодов и алфавитноцифрового дисплея, расположенных на пульте управления станка.

Светодиоды красного цвета сигнализируют миганием об отказе соответствующего устройства. Светодиоды зеленого цвета загораются при свершении соответствующего события. Светодиод желтого цвета светится при подаче питания на станок.

Защита электрооборудования от токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями и плавкими предохранителями. От длительных перегрузок асинхронные электродвигатели защищаются тепловыми реле, а электродвигатели приводов подач и шпинделя - термоэлементами.

         1.4 Краткая характеристика существующих схем автоматизации

 

Система автоматизации состоит из объекта автоматизации и системы управления этим объектом. Объект автоматизации в общем случае состоит из нескольких, в большей или меньшей степени связанных друг с другом, участков управления. Участки управления физически могут представляться в виде отдельных установок, агрегатов и т.д., или в виде локальных каналов управления отдельными параметрами одних и тех же установок, агрегатов и т.д.

В свою очередь, системы управления в зависимости от возможности регулируемых параметров, круга работников эксплуатационного персонала, которым необходимо знать их значения для осуществления оптимального управления объектом, в общем случае должно обеспечивать разные уровни управления объектом автоматизации, т.е. должно состоять из нескольких пунктов управления, в той или иной степени взаимосвязанных друг с другом.

С учетом изложенной структуры управления объектом автоматизации могут быть в частных случаях одноуровневыми централизованными, одноуровневыми децентрализованными и многоуровневыми.

Одноуровневыми системами управления являются централизованные системы, в которых управление объектом осуществляется с одного пункта управления. Одноуровневые системы, в которых отдельные части сложного объекта управляются из самостоятельных пунктов управления, называются децентрализованными. Однако с помощью одноуровневых систем не всегда представляется возможным оптимально решить вопросы управления технологическими процессами. Тогда целесообразно переходить к многоуровневым системам управления.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами классифицируются на уровни классов I, II и III. К классу I (АСУ нижнего уровня) относятся АСУ технологическими процессами, управляющие агрегатами, установками, участками производства, не имеющие в своем составе других АСУ технологическими процессами. К классу II (Автоматизированные системы управления верхнего уровня) относятся АСУ технологическими процессами, управляющие группами установок, цехами, производством, в которых отдельные агрегаты (установки) имеют свои локальные системы управления, не оснащенные автоматизированными системами управления технологическим процессами класса I.