Организация управления гибким производственным комплексом на основе системы ЧПУ (стр. 2 из 3)

4.1 Построение дерева иерархии

Построение дерева иерархии производим по следующему алгоритму: на верхнем уровне этого дерева находится автоматизированный комплекс, который обозначается Р0. На более низком уровне находятся устройства, составляющие АК, которые оберегаются Р1 … Р4. Ниже показывают операции, которые эти устройства производят и обозначают Р5 … Р12.

В схеме дерева иерархии приняты следующие обозначения:

Р0 – автоматизированный комплекс,

Р1 – станок,

Р2 – робот,

Р3 – транспортер,

Р4 – бункер,

Р5 – загрузка – выгрузка станка станочными механизмами,

Р6 – обработка детали,

Р7 – загрузка станка роботом,

Р8 – выгрузка станка роботом,

Р9 – подача детали к роботу,

Р10 – отвод детали,

Р11 – загрузка станка станочными механизмами,

Р12 – выгрузка станка станочными механизмами,

4.2 Построение сложной сети Петри и расчет дублеров

Из операций, описанных выше можно построить сложную сеть Петри в виде последовательно соединенных дублеров. Сложная сеть Петри состоит из дублеров di, номер которого соответствует позиции Pi дерева иерархии. Дублеры обозначаются двойным кружком. Сложная сеть Петри соответствует следующему алгоритму:

По кнопке "Пуск" (переход t0) происходит загрузка станка роботом (дублер d7); затем происходит загрузка станка станочными механизмами (дублер d11); После этого по переходу t2 происходит обработка детали (дублер d6); далее происходит выгрузка детали станочными механизмами (дублер d12); потом происходит выгрузка станка роботом (дублер d8); после чего происходит отвод детали (дублер d10); и далее цикл повторяется.

5. Построение расчетно-контактной схемы

По описанию алгоритма запишем формулы для механизмов РК.

На основе формул строим РКС. Умножение записываем в виде последовательной цепи, а сложение в виде параллельного соединения. Нормально разомкнутые контакты показаны на рисунке 2.1, что соответствует прямому сигналу, нормально замкнутые контакты показаны на рисунке 2.2, что соответствует инверсному состоянию датчиков. Механизм обозначаем релейным объектом 2.3.

Рисунок 2 – Условные обозначения в РКС

6. Построение циклограммы

На основе сети Петри, а также алгоритма работы комплекса составляем циклограмму, которая представляет собой графическое изображение последовательности работы отдельных механизмов схемы во времени.

Работа элемента и наличие соответствующего этому элементу сигнала изображается на циклограмме отрезком горизонтальной прямой. Толстой линией обозначаются сигналы командных и исполнительных элементов. Слева от отрезка, на границе циклограммы проставляются его обозначения. Большими буквами латинского алфавита обозначаются исполнительные механизмы. Маленькими буквами латинского алфавита – сигналы датчика.

Последовательность работы элементов определяется положением концов отрезков, изображающих их работу, относительно левой границы циклограммы.

Воздействие одного элемента на другой изображается на циклограмме стрелкой указывающей направление воздействия.

Возможны четыре случая:

Рисунок 3 – Варианты воздействия датчиков на исполнительные элементы. (3.1 – Случай, когда появление сигнала датчика а приводит к появлению сигнала с исполнительного устройства В

3.2 – Исчезновение сигнала с датчика а приводит к прекращению работы с исполнительного органа В;

3.3 – Исчезновение сигнала с датчика а приводит к началу работы исполнительного органа В;

3.4 – Появление сигнала с датчика а приводит к прекращению работы исполнительного органа В).

Все временное пространство работы комплекса разбивается на такты. Под тактом подразумевается период, в течении которых в схеме не изменяется состояние ни одного из сигналов. На основе вышесказанного строится циклограмма, которая приведена на листе 2 приложения А.

7. Проверка составления РКС

7.1 Проверка по циклограмме

Данная проверка включает в себя еще три проверки. При первой анализируются, существуют ли записанные ранее условия срабатывания в течении всего включающего периода.

Проверку проведем по функции, составленной для главного привода.

В течении всего цикла работы комплекса условие включения не изменилось, т.е. данная формула удовлетворяет первой проверке.

При второй проверке анализируется, существуют ли записанные ранее условия несрабатывания в течении всего включающего периода. Для функции главного привода таких ситуаций, когда условие несрабатывания бы не выполнялось, нет. Следовательно, данная функция удовлетворяет и второму условию.

Третья проверка заключается в том, чтобы после отключения исполнительного элемента исключить возможность создания условий для его повторного (неправильного) включения. Т.к. функция главного привода представляет собой произведение всех сигналов и удовлетворяет двум предыдущим проверкам, т.е. никаких дополнительных элементов не вводится, то функция А однозначно определяет условия срабатывания и несрабатывания и исключает случай неправильного включения (т.е. функция А равна 1 только при одной комбинации датчиков), то функция А удовлетворяет и третьей проверке. Следовательно функция А составлена правильно.

7.2 Проверка по таблице состояний

Проверку проводим для привода перемещения робота К.

Таблица 2 – Состояния функции К.

К	h	d	a	e	c
0	1	*	*	*	*
0	1	1	0	1	0
1	0	0	1	0	0
1	0	0	1	1	0
1	0	0	1	0	1
1	0	0	1	1	1
0	0	0	0	1	0
0	0	0	0	0	1
0	0	0	0	1	1
1	0	0	0	0	0
1	0	0	1	0	0
1	0	1	0	0	0
1	0	1	1	0	0
0	0	1	1	1	1
0	0	1	1	1	0
0	0	1	1	0	1
0	0	1	0	1	0
0	0	1	0	0	1
0	0	1	0	1	1

Запишем функцию К как сумму функций 1; т.е. функций имеющих значение 1 только при одной комбинации датчиков.

Производим упрощение по законам алгебры логики.

формула записана правильно.

8. Составление бесконтактно логической схемы

На основании функции, составленных ранее строим бесконтактную логическую схему.

При разработке приняты следующие обозначения:

Рисунок 4 – Условные графические обозначения элементов в бесконтактной логической схеме.

На рисунке 4.1 представлен логический элемент "И" (умножение).

На рисунке 4.2 представлен логический элемент "ИЛИ" (сложение).

На рисунке 4.3 представлен логический элемент "НЕ" (инверсия или отрицание).

Построение логической схемы представим на примере – составим бесконтактную логическую схему для управления приводом перемещения роботом К.

Ранее была проведена проверка формулы составленной для привода К.

Рисунок 5 - Бесконтактная логическая схема для элемента К.

9. Составление управляющей программы

Перед написанием программы проведем детализацию дублеров и напишем соответствие позиций сети Петри адресом ОЗУ контроллера NS-915. Представим данную операцию в виде таблицы:

Таблица 3 – Описание и адресация позиций сети Петри.

№ п/п	Обозн.	Функциональное описание	Адрес
d0	Начальное состояние
1	P0	Начальное состояние	2000
d7	Загрузка станка роботом
2	P1	Подвод транспортером детали	2001
3	P2	Опускание робота	2002
4	P3	Схват детали	2003
5	P4	Подъем робота	2004
6	P5	Перемещение робота	2005
7	P6	Опускание робота	2004
8	P7	Поворот робота и зажим детали на станке	2006
d11	Загрузка станка станочным материалом
9	P8	Отпускание детали	2003
10	P9	Подъем робота	2004
d6	Обработка детали
11	P10	Включение подач	2007
12	P11	Включение главного привода	2008
d12	Разгрузка станка станочными механизмами
13	P12	Опускание робота	2004
14	P13	Схват детали	2003
15	P14	Отвод пиноли	2006
d8	Разгрузка станка роботом
16	P15	Подъем робота	2004
17	P16	Поворот робота и передвижение	2009
d10	Отвод робота
18	P17	Опускание робота	2004
19	P18	Отпускание детали	2003
20	P19	Подъем робота	2004
21	P20	Передвижение робота	2010

На основе таблицы запишем управляющую программу: