3.5. Задачи, выполняемые системой управления

В настоящее время, учитывая поставленные задачи, в основу систем автоматического управления предлагаются различные по мощности, возможностям, стоимости контроллеры и промышленные компьютеры (IPC – Industrial PC).

Задающая информация (программа) выражена последовательность чи­сел, заданных на быстросменных носителях программы. Применяется для автоматизации оборудования в мелкосерийном и единичном производстве при частой смене объектов производства. После смены программы, можно пРис. тупать к изготовлению иного изделия. Задание программы в виде чисел позволяют автоматизировать процесс его изготовления (используются цифровые вычислительные маши­ны), возможно управление комплексами оборудования совместно с цифровыми вычислительными машинами.

Задачи управления, решаемые ЧПУ:

1. управление перемещением, положением исполнительных элемен­тов;

2. включение и переключение приводов;

3. синхронизация работы механизмов;

4. сбор и переработка информации о протекании процесса обработ­ки;

5. корректировка процесса обработки при изменении условий.

Рис. 19. Структурная схема системы числового

программного управления.

1-устройство подачи (ввода) участка программоносителя под головку считывающего устройства;

2 - программоноситель;

3 - считывающее устройство (дешифратор);

4 - усиливающее сигнал устройство;

5 - устройство преобразующее сигнал в сигнал, удобный для управления приводом;

6 - сравнивающее устройство;

7 - привод;

8 - исполнительный элемент (рабочий орган);

9 - датчик обратной связи.

3.6. Гибкие системы управления

Существовавшие раньше решения предполагали соединение шкафа управления с датчиками и исполнительными механизмами большим количеством проводов и контрольных кабелей. Для подключения таких цепей требовалось большое количество соединительных компонентов.

Сегодня широчайшее распространение получили схемы и устройства управления, основанные на системах программного управления (СПУ), под которыми понимают комплекс устройств, обеспечивающих автоматическую работу оборудования по определенной программе, вводимой обычно в виде чисел. СПУ находят широкое применение в приводах кузнечно-штамповочных машин, например для управления скоростью перемещения прессштемпеля в гидравлических прессах, для изменения давления в установках для прессования пластмасс, в дыропробивных прессах для управления перемещением каретки с закрепленным изделием и поворота револьверной головки с инструментом.

СПУ обеспечивают возможность быстрого перехода от одного технологического процесса к другому без сложной переналадки. В СПУ требуемые движения рабочих органов машины определяется заранее и запоминаются в элементах памяти.

Среди большого разнообразия вариантов схем СПУ можно выделить две основные подгруппы - это так называемые замкнутые и разомкнутые СПУ.

Характерной особенностью замкнутой СПУ (рис. 21) является обратная связь, контролирующая исполнение команды рабочим органом машины. Управляющее устройство УУ выполняет в рассматриваемой схеме декодирование введенной числовой программы и вырабатывает управляющую информацию, обеспечивающую все необходимые перемещения рабочих органов машины.

Сигнал X₁ с выхода управляющего устройства поступает на сравнивающее устройство СУ. Туда же поступает сигнал X₂ рабочего органа РО машины. Сравнивающее устройство СУ вырабатывает сигнал ошибки e, который усиливается усилителем У и поступает на исполнительный двигатель Д, перемещающий рабочий орган РО.

Рис. 20. Структурная схема замкнутой СПУ

У разомкнутых СПУ (рис. 22) обратная связь с выхода объекта регулирования отсутствует. Разомкнутые СПУ используют специальные так называемые шаговые двигатели ШД. При подаче импульса напряжения на одну или две обмотки статора ротор такого двигателя поворачивается на небольшой угловой шаг.

Распределение импульса по обмоткам двигателя осуществляет специальный блок управления шаговым двигателем БУ. Импульс в ШД направляется, когда на входе БУ появляется импульс управления. Число импульсов определяет величину перемещения; частота – скорость движения. Порядок, в котором импульсы подаются на обмотки, вызывают вращение двигателя в ту или иную сторону.

Рис. 21. Структурная схема разомкнутой СПУ

Системы числового управления делят на аналоговые и дискретные. В аналоговых системах числа, вводимые в УУ, преобразуют в пропорциональные им напряжения, углы сдвига фаз и другие величины. В дискретных системах числовая информация преобразуется управляющим устройством в определенную последовательность импульсов.

Наибольшее распространение в СПУ кузнечно-штамповочных машин получил так называемый двоичный код.

Для записи чисел в двоичной системе, а также для счета импульсов широко применяют двоичные счетчики. Производить преобразование чисел из двоичной системы в десятичную и наоборот помогают простые вычислительные устройства, называемые дешифраторами.

В общем смысле система управления (СУ) - совокупность средств, обеспечивающих группе объектов, объединенных общностью задач, дости­жение заданной цели.

Для данного курса объекты – «технологические машины» цель - выполнение технологических процессов. Система управления может быть автоматической (без участия человека) - САУ.

Частным случаем автоматического управления является процесс автоматического регулирования - АР.

Вопросы для самоподготовки:

• Приведите примеры жестких систем управления?

• Задачи решаемые СПУ?

• Каковы основные типы гибких СПУ?

• НаРис. уйте блок-схему ЧПУ.