Файл: Добролюбов, А. И. Автоматизация проектирования систем управления технологическими машинами.pdf

заметных» ошибок, характерных для чертежей, выполня­ емых вручную.

Трудной проблемой автоматизированного вычерчива­ ния является процесс приготовления входных данных для автоматического чертежного устройства. Чертежные устройства способны чертить лишь универсальные эле­ менты чертежей — прямые линии, дуги, буквы, цифры и некоторые другие стандартные знаки. Каждый из этих элементов чертится в ответ па получение чертежным устройством определенной входной команды (или серии команд), записанной на входном носителе, например перфоленте. При этом задача заключается в быстром (автоматическом) изготовлении входной перфоленты, не­ сущей информацию о чертеже, которая, будучи введен­ ной в чертежный автомат, предпишет ему в определен­ ной последовательности чертить элементы, составляю­ щие чертеж детали машины, сборочный чертеж, схему управления и т. п.

Возможна, конечно, и ручная подготовка входной перфоленты, но это сводит к нулю все преимущества автоматического вычерчивания.

Наиболее трудоемким этапом в решении проблемы автоматического вычерчивания чертежей является созда­ ние алгоритмов и программ, обеспечивающих получение на ЭВМ входных данных для чертежного автомата, зада­ ющих чертеж. Эти алгоритмы и программы обычно на­ зывают математическим обеспечением автоматизирован­ ных чертежных устройств.

Задачу автоматического вычерчивания можно рас­ сматривать в двух аспектах: как самостоятельную зада­ чу и как завершающий этап автоматического проекти­ рования. Целью автоматизированного вычерчивания как самостоятельного этапа является экономически оправ­ данное внедрение автоматизированных чертежных уст­ ройств в конструкторских бюро при наличии обычных («ручных») методов проектирования. В этом случае этап автоматического вычерчивания является конечным эта­ пом обычного, неавтоматизированного процесса проекти­ рования.

Целью автоматизированного вычерчивания как этапа автоматического синтеза является стыковка вычерчива­ ния с этапом конструирования и организация, таким об­ разом, автоматической системы: проектирование — вы­ черчивание.

150

Очевидно, что как в первом, так и во втором случаях требуется кодирование чертежа, подлежащего вычерчи­ ванию, и приготовление входной информации для чер­ тежного устройства.

В первом случае кодирование чертежа осуществляют вручную, а во втором случае этот процесс проходит ав­ томатически: этап автоматического синтеза выдает в том или ином виде сведения о полученном чертеже, после чего электронно-вычислительная машина по этим сведе­ ниям формирует и выдает входной носитель для чертеж­ ного автомата.

Методы кодирования чертежа и методы приготовле­ ния по этим кодам входной информации для чертежного устройства должны быть в максимальной степени уни­ версальными, т. е. пригодными как для ручной, так и для машинной обработки.

Очевидно, что кодирование чертежа для последующе­ го его вычерчивания автоматом предполагает наличие (в явном или неявном виде) специального языка, т. е. системы определенных символов, знаков, правил и их со­ четаний, адекватно отображающих определенные эле­ менты чертежа и позволяющих установить взаимораспо­ ложение этих элементов. Очевидно, что такой язык дол­ жен быть доступен для восприятия как человеком, кото­ рый должен быстро записать на этом языке любой чер­ теж, так и машиной, которая должна транслировать текст, записанный на этом языке, в чертеж. Эти два глав­ ных свойства языка (его образность и алгоритмичность) являются противоречивыми и разрабатываемые в насто­ ящее время языки строятся компромиссно, учитывая эти два свойства.

Переходя к главной теме настоящей главы — автома­ тическому вычерчиванию релейных схем—отметим, что автоматическое вычерчивание любых схем представляет собой задачу гораздо более простую по сравнению с за­ дачей вычерчивания машиностроительных чертежей, тре­ бующих построения проекций, разрезов, общих видов, определения видимых к невидимых элементов чертежа, строгого соблюдения масштабов и размеров, определе­ ния мест штриховки и т. д.

Однако задача автоматического вычерчивания схем также является весьма сложной, специфичной и мало изученной проблемой.

151

2. ВЫЧЕРЧИВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СХЕМ

Чертеж схемы управления представляет собой неко­ торое множество стандартных графических обозначений аппаратов, определенным образом связанных между со­ бой проводами (связями). Расположение знаков на чер­ теже строго не регламентируется, требуется обычно лишь строгое соблюдение связей и обеспечение наглядности чертежа. Последнее качество чертежа определяется та­ кими его свойствами, как естественное расположение

знаками аппаратов, минимум пересечений линий схемы, ясность и полнота надписей, одинаковое исполнение оди­ наковых участков схемы и т. д.

Графическое начертание элементов электросхем оп­ ределено единой системой конструкторской документа­ ции (ЕСКД). На рис. 33 изображена простая релейно­ контактная электрическая схема. Как видно из рисунка, чертеж схемы состоит из стандартных обозначений.ап­ паратов (под аппаратами в данном случае понимаются такие элементы схемы как контакты кнопок, путевых вы­ ключателей, контакты и катушки реле, пускателей, элект­ ромагнитов и т. п.), линий связи, подписей аппаратов1 и номеров узлов (проводов).

При автоматическом вычерчивании удобно на топо­ логию схемы наложить дополнительные ограничения: принять постоянными расстояния между соседними ап­ паратами как по горизонтали, так и по вертикали и не применять наклонных соединительных линий. При этом

1 Подписи аппаратов на чертежах, выполненных чертежным ав­

томатом, соответствуют принятым обозначениям в АЛГОЛ-програм- мах.

152

чертеж схемы в некоторых случаях может стать менее компактным.

При вычерчивании схем очень важным является вы­ бор языка, описывающего схему. Авторами приняты два способа описания схем: язык булевых функций и язык двухполюсников. При этом язык булевых функций может быть использован только для описания параллельно-пос­ ледовательных структур, язык двухполюсников — для описания структур произвольного класса.

На рис. 33 изображена параллельно-последователь­ ная схема. Выражение (25) является ее записью в виде булевой функции, а в табл. 32 эта схема записана в виде списка двухполюсников:

тежного знака аппарата, расположенного между сосед­

KOD2 и K.OD3 может быть опущена при разработке то­ пологии схемной структуры, а затем, после сформирова­ ния структуры схемы, использована. Схема, лишенная этой информации, принимает вид, изображенный на рис.

где х — обезличенный с целью упрощения записи символ аппарата.

На языке двухполюсников эта структура может быть описана списком пар соседних узлов I и IN.

Для задания такой структуры на плоскости очевидно достаточно указать координаты узлов. Условимся узлы пары соседних узлов изображать на одном горизонталь­ ном уровне. Тогда пара узлов I, IN может быть охаракте­

153

рис. 34, может быть задала табл. 33. Расстояния между аппаратами по вертикали и по горизонтали принимаем равными 1. За начало координат принимаем левую ниж­ нюю точку чертежа.

Т а б л и ц а 32

N A I ш K O D 2 K O D 3

Дополнив эту таблицу столбцами KOD2 и KOD3, оче­ видно, получим полную таблицу информации о чертеже, по которой можно вычертить и подписать схему.

Автоматическое вычерчивание схем на основе инфор­ мации табл. 33 предусматривает следующую последова­ тельность: вначале чертятся знаки аппаратов, дополнен­ ные, где это нужно, горизонтальными линиями; далее чертятся вертикали, связывающие одноименные узлы, затем подписываются наименования узлов и наименова­ ния аппаратов.

Главная трудность в решении задачи автоматическо­ го вычерчивания заключается в получении данных о схе­ ме в виде табл. 33 на основе исходной информации о схеме, заданной, как уже упоминалось, в виде булевой функции или в виде неупорядоченного списка двухполюс­ ников.

Т а б л и ц а 33

154