Система управления роботом сборочного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автоматизированная система управления или АСУ - комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Важнейшая задача АСУ - повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают АСУ объекты (технологическими процессами-АСУТП, предприятием-АСУП, отраслью-ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

Система управления роботом сборочного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

При использовании в системах автоматического управления микропроцессор следует рассматривать как универсальную логическую структуру, приспосабливаемую программным путем для выполнения конкретных функций управления. Принцип использования микропроцессора в системе управления рассмотрим на примере системы циклового управления перемещениями руки промышленного робота по двум координатам.

Принципиальная схема управления приводом робота показана на рис. 1. Пневмоцилиндр ЦП обеспечивает вертикальное перемещение руки робота. Управляется пневмоцилиндр от двухпозиционного распределителя ЗП с электромагнитным управлением. Горизонтальное движение руки имеет привод от пневмоцилиндра ЦP, управляемого двухпозиционным распределителем ЗР с электромагнитным управлением. Конечные выключатели S1, S2, S3, S4 являются датчиками сигналов обратной связи. Конечные положения перемещающихся органов определяются упорами, не показанными на схеме.

Таким образом, состояние привода в каждый момент времени определяется комбинацией сигналов, поступавших от конечных выключателей S1, S2, S3, S4, и включением или выключением управлявших электромагнитов К1 и К2 распределителей. Состояние конечных выключателей S1, S2, S3, S4 преобразуется в потенциальные сигналы Х1, Х2, Х3, Х4 (например, с помощью схемы включения, показанной на рис. 2); они подаются на вход системы управления СУ. В зависимость от значения входных сигналов X и требуемой последовательности перемещений система управления СУ вырабатывает сигналы управления У1 и У2 распределителями К1 и К2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пусть требуется обеспечить циклические движения схвата робота по контуру 0АВС0, показанному на рис. 1, тогда граф функционирования привода робота будет иметь вид

Применительно к системе управления этот граф можно переписать следующим образом:

На основе графика функционирования систему управления можно описать следующими структурными логическими формулами в виде дизъюнкции конъюнкций:

,.

После упрощений получаем конечные выражения

где Л - символ операции конъюнкции; V - операция дизъюнкции.

Реализовать полученные логические зависимости можно либо традиционным путем проектирования специализированной логической структуры, либо путем программирования универсальной логической структуры (микропроцессора).

На рис. 3 показан пример реализации системы управления структурным путем с использованием электронных логических элементов. Эта система будет обеспечивать подачу на привод, робота сигналов, реализующих заданный цикл движений. При необходимости обеспечения другой последовательности движений в цикле или иного цикла структура должна быть изменена.

Достоинством структурной реализации является отсутствие избыточности элементов и функций, что обеспечивает простоту и достаточно высокую надежность схемы. Однако эта простота приводит одновременно к малой гибкости (способности к перестройке) системы управления.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В качестве логической схемы, реализующей полученные выше структурные формулы системы управления, можно использовать и микропроцессор. Микропроцессор оперирует с машинным словом в виде двоичного числа (кода) определенной разрядности. Значение двоичного разряда числа представляется при этом электрическим напряжением высокого (1) и низкого (0) уровня. Наиболее распространенные микропроцессоры имеют длину машинного слова в восемь бит (1 байт). Будем рассматривать входные сигналы системы управления X1, Х2, Х3, Х4 как некоторый двоичный код и припишем логические значения этих сигналов битам машинного слова (В-обозначение бита)

Аналогично в виде двоичного кода можно представить и выходные сигналы системы управления

Запись единицы в бите означает активный уровень соответствующего входного или выходного сигнала, запись нуля - отсутствие активного уровня сигнала. Двоичный код входных сигналов будем хранить в регистре ввода микропроцессора, а двоичный код выходных сигналов - в регистре вывода.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В этом случае структуру системы управления с микропроцессором можно представить в виде, показанном на рис. 3.8.

Усилители выходных сигналов использованы для согласования слаботочных логических выходов микропроцессора с мощной нагрузкой (электромагниты управления распределителей). В памяти микропроцессора хранится программа, которая позволяет ему реализовать логические формулы, описывающие управление роботом. Для реализации управления рассматриваемым циклом движений робота схема алгоритма работы микропроцессора показана на рис. 5.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

микропроцессор сборочный конвейер робот

Микропроцессор обращается к регистру ввода и осуществляет ввод двоичного кода Х состояния датчиков обратной связи (блок 1). Затем в блоках 2 и 3 вычисляется значение логических функций М и L, соответствующих функциям У1 и У2; при этом В1 - содержимое соответствующего бита машинного слова.

Значения вычисленных логических функций проверяются в блоках 4 и 7, и если они равны единице, то в соответствующий бит регистра вывода также записывается единица, если же функции равны нулю, то в биты регистра вывода также записываются нули. Это обеспечит наличие на выходах системы управления управляющих сигналов, определяющих выполнение текущего элемента цикла движений робота. Задержка времени (блок 10), которая реализуется в виде подпрограммы работы микропроцессора, введена для получения требуемой периодичности опроса датчиков. Поскольку микропроцессор работает с тактовой частотой около 2 МГц, то без этой задержки ввод и вывод информации происходил бы излишне часто.

На основе рассмотренного алгоритма составляется конкретная программа, которая записывается в память процессора и организует его работу. При изменении цикла движений робота программа изменяется и система управления реализует новый алгоритм управления без каких-либо структурных изменений.

По сравнению с описанной выше структурной реализацией логической схемы управления, реализация на микропроцессоре обладает значительной избыточностью. Так, например, набор команд микропроцессора составляет несколько десятков команд, а используется только часть из них, лишь частично используется машинное слово и т.д. Это допустимо в том случае, когда стоимость системы управления с микропроцессором соизмерима со стоимостью специализированных логических структур системы управления, что обеспечивается при современном массовом производстве микропроцессоров в виде сверхбольших интегральных микросхем (СБИС) сравнительно невысокой стоимости.

Достоинством микропроцессорной системы управления является ее гибкость, универсальность и высокая степень унификации, которая выступает уже не на уровне элементной базы логической структуры, а на уровне системы управления в целом.

Размещено на Allbest.ru