Особенности проектирования современных

УДК 681.142.2

Конспект лекций

Организация и программирование систем ЧПУ

Модуль 1

Информации

Цифровые системы управления и обработки

МИТОХОНДРИИ.

Митохондрии – двумембранные органеллы эукариотической клетки, чьё симбиогенетическое происхождение (бывшая эндосимбиотическая бактерия, окончательно утратившая самостоятельность) считается доказанным. В митохондрии происходит дыхание клетки (то есть полное окисление органики), а конкретнее цикл Кребса. В отличие от других оргенелл, она имеет свой собственный белок синтезирующий аппарат, бактериального типа (нуклеоид (ДНК), 70S рибосомы). Основные процессы происходят на мембранах митохондрий. Внутренняя мембрана образует многочисенные складки, называемые КРИСТАМИ. Кристы могут быть разных типов: трубчатые (самые распространённые), дисковидные, пластинчатые, мешкоидные, пузырьковидные, ветвящиеся – форма крист один из ведущих филогенетических признаков для отделение таксонов крупных рангов в системе Протистов.

(для студентов специальности “Автоматизированное

управление технологическими процессами”)

Краматорск 2013

Цифровые системы управления и обработки информации. Конспект лекций. Модуль 1: Организация и программирование систем ЧПУ. (для студентов специальности 7.05020201 “Автоматизированное управление технологическими процессами”) / Сост. А. А. Сердюк. - Краматорск: ДГМА, 2013. – 162 с.

Излагаются особенности проектирования современных систем ЧПУ. Освещается архитектурная организация систем ЧПУ. Приводятся методики проектирования информационной модели систем ЧПУ и разработки программного обеспечения систем ЧПУ.

Составитель А. А. Сердюк, доц.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ

СИСТЕМ ЧПУ............................................................................................... 5

1.1 Задачи числового программного управления станками....................... 5

1.2 Варианты архитектурной организации современных систем ЧПУ...... 6

1.3 Варианты реализации открытой архитектуры систем ЧПУ............... 13

1.4 Организация связей между компонентами системы управления........ 17

1.5 Особенности реализации стандартов в системах ЧПУ........................ 19

1.6 Реализация интерфейсных OPC в системах ЧПУ................................. 23

1.7 Сущность производственных стандартов STEP.................................. 28

1.8 Разработка управляющих программ в стандарте STEP-NC.............. 30

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ.................... 36

2.1 Управление процессами операционной системой ЧПУ....................... 36

2.2 Состав информационной модели.......................................................... 41

2.3 Система ЧПУ и объект управления как функциональный автомат.... 43

2.4 Языки программирования и управление систем ЧПУ........................ 45

2.5 Анализ кадра управляющей программы............................................. 48

2.6 Пример проектирования управляющей таблицы МП-автомата......... 49

3 МЕТОДЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИКОЙ...... 52

3.1 Применение метода маскирования....................................................... 52

3.2 Метод бинарных программ (разложение в ряд Шеннона)................. 53

3.3 Метод адресных переходов.................................................................. 54

3.4 Метод маскирования многоместных логических функций................. 56

3.5 Формализм описания сложных автоматических циклов..................... 58

3.6 Графическое представление параллельных процессов сетью Петри.. 63

3.7 Формальное определение сети Петри.................................................. 65

3.8 Применение сетей Петри для моделирования...................................... 67

3.9 Разработка сети Петри для моделирования цикла автоматической
смены инструмента..................................................................................... 70

3.10 Моделирование процесса управления гибкими производственными модулями (ГПМ)...................................................................................................................... 73

4 РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ................................ 75

4.1 Базовые понятия.................................................................................... 75

4.2. Координатные оси и координатные системы...................................... 77

4.3 Программирование интерполяции....................................................... 85

4.4 Сплайновая интерполяция.................................................................. 100

4.5 Что дает применение сплайновой интерполяции?............................. 104

5 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЧПУ....................................................... 107

5.1 Анализ целей и задач модернизации.................................................. 107

5.2 Модернизация станков ЧПУ на базе систем ЧПУ SINUMERIK....... 112

5.3 Разработка структурной схемы системы ЧПУ станка и её конфигурирование 121

5.4 Разработка алгоритмов программного обеспечения........................ 129

6 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРЫ И КОМПОНЕНТОВ SIMODRIVE 133

6.1 Общая характеристика двигателей..................................................... 133

6.2 Обзор датчиков................................................................................... 135

6.3 Обзор приводных модулей SIMODRIVE.......................................... 139

6.4 Модули питания.................................................................................. 145

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИВОДА SIMODRIVE.......... 148

7.1 Принципы выбора двигателей, датчиков и плат управления........... 148

7.2 Косвенная регистрация положения с аналоговым и цифровым интерфейсами 150

7.3 Прямая регистрация положения с аналоговым управлением........... 152

7.4 Прямая регистрация положения с цифровым управлением............. 155

7.5 Выбор и подключение модулей структуры привода........................ 158

ЛИТЕРАТУРА........................................................................................... 162