Файл: Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы..pdf

Упрощенное дифференциальное уравнение движения привода имеет вид

где Гм — электромеханическая постоянная времени двигателя с при­

*иер(вп. C/*) = min/ne„(eHf V).

Согласно принципу максимума для оптимальности по быстро­ действию следует выбирать управление, доставляющее максимум функции

сЮ/dt. '

Можно показать, что управляющее воздействие, минимизиру­ ющее время перехода, будет иметь интервал подачи разгоняющего привод воздействия Um (I) и интервал торможения под воздействием

После преобразований получим общий вид фазовой траектории оптимального торможения

е = kUmT H In (1 + ^ - ) - T MV = F (V ).

Структурная схема привода представлена на рис. 7.1.

195

Рис. 7.1. Структурная схема АСУ ТП участка сборки печатных плат

Блок 1 вычисления требуемой скорости формирует задание контуру 2 отслеживания скорости. Информацией, необходимой для работы блока /, являются рассогласование 0 и ограничение на ско­ рость Vm. Выходной сигнал блока 1 вычисляется следующим об­ разом:

Утр = 7 sign в/7!,

где

у < 1 — коэффициент запаса, учитывающий неточность задания па­ раметров системы и динамические погрешности контура 2.

Как показывает практика, выбор коэффициента у = 0,95^0,85 обеспечивает отсутствие перерегулирования.

В соответствии с определенным выше законом оптимального по быстродействию управления синтезировано устройство управления прецизионным быстродействующим приводом, которое условно можно разделить на основные функциональные блоки: анализатор направ­ ления движения; счетчик реверсивный; регулятор скорости.

Данная система выполнена в конструктивах ЕС ЭВМ на микро­ схемах серий К155 и К553.

В качестве датчиков обратной связи в быстродействующих пре­ цизионных приводах постоянного тока используются обтюрационные растровые фотоэлектрические датчики угловых перемещений, кото­ рые кинематически связываются с валом двигателя постоянного тока.

Фотоэлектрический датчик угла формирует три серии сигналов, функционально связанных с углом поворота его вала. Серии А и В предназначены для измерения углового положения, серия С служит для фиксации точки отсчета.

196

Усилитель мощности, являясь составной частью любой системы автоматического управления, в значительной мере определяет ка­ чество всей системы в целом, и к нему предъявляют ряд специфи-' ческих требований:

малое время запаздывания; хорошая перегрузочная способность, позволяющая обеспечить

пусковой и реверсивный ток двигателя; обеспечение динамического или рекуперативного торможения

двигателя, что необходимо для импульсного управления его ско­ ростью;

малое выходное сопротивление усилителя; достаточно высокая частота коммутации, необходимая для обес­

печения малых пульсаций тока в цепи якоря двигателя.

Из большого количества усилителей мощности, применяемых для систем автоматического регулирования, наиболее полно пере­ численным требованиям удовлетворяют полупроводниковые усили­ тели, работающие в режиме переключений (класс Д). Усилители такого рода с широтно-импульсной модуляцией обладают рядом преимуществ но сравнению с усилителями других типов.

Основные технические характеристики усилителя мощности

Как уже отмечалось, локальные системы управления предназна­ чены для управления отдельными единицами оборудования. В дан­ ном случае каждая локальная система управляет одним робототех­ ническим комплексом, состоящим из сборочного автомата, автома­ тизированных бункерных накопителей и специализированного про­ мышленного робота, осуществляющего загрузочно-разгрузочные опе­ рации. Работа локальной системы управления определяется тех­ нологической программой, введенной в оперативную память опера­ тором или системой управления второго уровня.

В состав локальной системы управления (рис. 7.2) входят устрой­ ство программного управления; пульт управления; фотосчитыва­ ющее устройство; интерфейсные блоки.

Устройство программного управления построено на микроЭВМ «Электроника-60». Специальное программное обеспечение устройства программного управления содержит монитор, инициирующий ра­ боту системы; драйвер клавиатуры; драйвер центра управления, осуществляющий прием сигналов внешних устройств, выполнение команд центра управления и управления работой станка.

197

Рис. 7.2. Структурная схема локальной систеиьг управления

Структура локальной системы управления обеспечивает адапта­ цию практически к любому типу сборочного технологического обо­ рудования.

АСУ ТП участка сборки пе­ чатных плат является системой вто­ рого уровня. Она представляет собой центр, предназначенный для

централизованного диспетчерского управления работой локальных систем управления, управления транспортной системой участка, автоматизации подготовки технологических программ, создания банка программ и данных участка, сбора диагностической информа­ ции и концентрации данных о работе сборочного участка для по­ следующей передачи в АСУ более высокого уровня. Центр управле­ ния обеспечивает быструю и эффективную адаптацию участка к из­ меняющимся условиям производства.

Для сборки печатных плат каждого вида требуется своя техно­ логическая программа, которая готовится автоматически в центре управления и затем передается в локальную систему управления конкретным сборочным оборудованием. Кроме того, центр управле­ ния оперативно вмешивается в работу транспортной системы участка, корректируя маршруты движения заготовок при изменении задания или состояния технологического оборудования. Вместе с тем полная автономность каждой локальной системы управления гарантирует высокую надежность сборочного участка в целом.

контроль и диагностирование оборудования.

Задача технологической подготовки производства включает сле­ дующие подзадачи:

генерирование комплекта технологических программ (при этом в режиме диалога с оператором центр управления проверяет и редактирует всю информацию): автоматическая сортировка элемен­ тов по сборочным автоматам; оптимизация последовательности сборки; расчет производительности оборудования и выдача техноло­ гических программ на входном языке локальней системы управ­ ления;

организация долговременного хранения комплектов технологи­ ческих программ в банке программ и обслуживание оператора при работе с банком;

организация долговременного хранения всей условно постоянной информации в справочнике центра управления и обеспечение управ­ ления справочником при его взаимодействии с оператором и внутрен­ ними подсистемами центра управления.

198

Рис.7.3. Структура специального программного обеспечения

В комплекс задач диспетче­ ризации участка входят:

разработка оптимального гра­ фика работы оборудования;

формирование документов, ре­ гламентирующих загрузку сбо­

рочного технологического оборудования необходимыми элементами; управление обслуживающим персоналом участка; управление транспортной системой участка;

передача технологических программ локальной системе управ­ ления и диспетчерское управление этой системой в соответствии с графиком работы участка;

сбор и предварительная обработка технико-экономической ин­ формации, предназначенной для руководства участка и АСУ более высокого уровня.

При решении задач контроля и диагностирования центр управ­ ления выполняет следующие операции: выявляет отказавшие под­ системы; информирует оператора о сбоях и аварийных ситуациях; выдает рекомендации по устранению неисправностей и проводит административно-статистический учет их причин.

Система управления является обучаемой и при появлении нового оборудования допускает введение дополнительных диагностических алгоритмов.

Все программное обеспечение системы построено по модульному принципу, в соответствии с которым оно делится на компоненты, а те, в свою очередь, делятся на программные модули. Вызов мо­ дулей внутри компоненты осуществляется по методу Ашкрофта— Манны — через коммутатор модулей, который вызывает модули в заданной последовательности. Такая организация программного обеспечения позволяет использовать оверлейный режим работы (программно-организованная виртуальная память). Это экономит объем оперативной памяти, хотя время работы программ возрастает.

В состав программного обеспечения входят следующие компо­ ненты: «Диалог»; «Генератор» (подготовка программ); «Библиотека»; «Справочник»; «Управление и диагностирование технологического оборудования».

Каждая из компонент является законченной программой, кото­ рая может работать самостоятельно. Структура специального про­ граммного обеспечения приведена на рис. 7.3.

«Диалог» является постоянной работающей программой и позво­ ляет оператору вызывать компоненты программного обеспечения и задавать для их работы исходные данные.

«Справочник» хранит всю условно-постоянную информацию об используемых оборудовании и радиоэлементах. Посредством диа­ лога с оператором информация в «Справочнике» может дополняться и корректироваться.

199