Примеры курсовых работ от Бунько Е. Б. (пахомов)

Посмотреть архив целиком

Введение.

В настоящее время в промышленном производстве стремятся к повышению производительности.

Один из конкретных путей достижения поставленных целей – это повышение производительности труда за счёт автоматизации технологических процессов, и в частности применения микропроцессоров в системе управления производственным оборудованием. Ожидается также, что наибольший эффект может быть получен путём внедрения микропроцессоров в нетрадиционные области применения электроники, например заменой микропроцессорами механических устройств, для изготовления которых сейчас требуется ограниченное число токарей, фрезеровщиков и других рабочих аналогичной профессии.

Микропроцессор – это программно – управляемое устройство, предназначенное обработки цифровой информации и управлением процессом этой обработки, выполненное в виде одной (или нескольких) интегральной схемы с высокой степенью интеграции электронных элементов (БИС). Микропроцессор способен выполнять подпрограммным управлением обработку информации, включая ввод и вывод информации, принятия решений, арифметические и логические операции.

В любом микропроцессоре имеются четыре основных архитектурных элемента: устройство управления; арифметико – логическое устройство; устройство памяти; устройство ввода вывода.

Рассказы об ЭВМ и микропроцессорах нередко сопровождаются восторженными восклицаниями и пышными эпитетами роде «умные», «интеллектуальные» и т.п.

Однако при этом упускается из вида, что сими по себе эти машины способны выполнять лишь очень примитивные действия вида: 1+1.

При этом, кстати сказать, получается либо 1, если операция логическая либо 0, если операция арифметическая. Всё же остальное, весь машиностроительный «разум» достигается благодаря приготовленной человеком и заложенной в ЭВМ программе.

Программа микропроцессора состоит из последовательных инструкций, выполняемых шаг за шагом. Отдельный шаг такой последовательности называется командой. Команды хранятся в памяти и выбираются для использования по мере надобности. Хранение программы в памяти, точно также как и хранение данных, позволяет исчислять саму программу, т.е. трансформировать её в ходе выполнения. Иными словами, появляется возможность изменять алгоритм в ходе управления технологическим процессом и обработки данных. Это свойство микропроцессоров и позволяет называть их системами с гибким управлением. Именно принцип гибкого программного управления превратил современные системы в инструмент, увеличивающий во много раз интеллектуальную мощь человека.

Область дискретной промышленной информации занимается вопросом проектирования систем логического управления, т.е. таких, алгоритм работы которых описывается на языках булевых функций и конечных автоматов, а входные и выходные сигналы, относятся также к классу логических, т.е. принимают значение либо 0, либо 1.

Широкое применение станков с ЧПУ, ПР, автоматизированных складов в сочетании с дешевыми и эффективными средствами вычислительной техники (микропроцессоры, микро- и мини - ЭВМ) позволяет говорить о новом этапе автоматизации - создании автоматизированного поточного производства, сочетающего производительность автоматической линии с достаточной гибкостью. Решение данной задачи даст существенный технико-экономический и социальный эффект, т.к. позволит увеличить производительность труда и коэффициент использования оборудования, освободить человека от монотонного труда. Средства вычислительной техники в составе системы управления оборудованием позволяют оперативно изменять технологический процесс и выпускать на одном конвейере продукцию разной номенклатуры.

Основой автоматизированного поточного производства станут роботоконвейерные технологические комплексы (РКТК) - производственные системы, состоящие из перестраиваемых роботизированных технологических позиций (РТП) и конвейерного оборудования. Система управления РКТК должна обеспечивать взаимоувязанную работу всех РТП и конвейера с учетом состояния отдельных элементов РТП и ситуации на конвейере.






















Описание объекта управления.

Роботоконвейерный технологический комплекс( РКТК).








(рис 1.)




Комплекс состоит из отдельных РТП, связанных между собой конвейерным транспортом (К). В общем случае РТП может включать следующие элементы: робот (Р), технологический автомат (ТА), контрольный автомат (КА) и локальный накопитель (Н). В каждом отдельном случае состав РТП может быть различим в зависимости от выполняемых операций. Так, входная и выходная позиции РКТК состоят из перегрузочного Р и, соответственно, -входного и выходного Н. В состав сборочной РТП входят сборочный Р, Н устанавливаемых деталей и, в некоторых случаях, КА. В состав обрабатывающей РТП входит ТА (токарный или фрезерный), обрабатывающий центр, пресс-автомат и т.д., перегрузочный Р, обслуживающий автомат, а также магазин сменных инструментов и оснастки. Контрольная РТП может состоять из Р, КА, и , в отдельных случаях, Н отбракованных по результатам контроля изделий. Как видно из примеров типовых РТП, неизменным элементом любой РТП является Р, осуществляющий связь ее элементов с конвейером и между собой.


Структурная схема системы управления РКТК.


ПУИ



М – манипулятор.

ПУИ – пульт управления и индикации.

ОЭ – операционный элемент.

БУ – блок управления.

МПТП – механизм межоперационного перемещения и точного позиционирования


Данная структура системы управления ориентирована на использование широкого класса логических микроконтроллеров и позволяющая сократить сроки проектирования систем управления, для конкретных применений, повысить живучесть, минимизировать в них число каналов ввода – вывода и распространить преимущества принципа локальности преобразований на этапе отладки и эксплуатации.

После синтеза данной схемы должны быть сформулированы требования к логическим микроконтроллерам, ориентированным на эффективную работу в рамках предлагаемой структуры управления и представлены основные характеристики двух типов микроконтроллеров.

Первичное описание алгоритма управления станком.

Формальное задание и методы проектирования СУ РКТК опираются на динамическую модель функционирования РКТК в виде сети Петри (33) и на основанный на этой модели способ описания условий работы управляющих устройств в виде графов операций (33).

Для читателей, не знакомых с математическим аппаратом сетей Петри, укажем, что сеть Петри - это ориентированный граф с вершинами двух типов, изображаемых кружками (позиции)и прямоугольниками (переходы), в котором стрелками соединяются только вершины разного типа. В позиции сети помещаются метки (точки),которые перемещаются из одних позиций в другие по определенным правилам, отображая динамику моделируемого процесса. Размещение точек в позициях в каждый момент времени называется маркировкой сети Петри; при задании сети всегда фиксируется ее начальная маркировка.

Изменение маркировки (перемещение точек из позиция в позицию) происходит в результате выполнения (срабатывания) переходов, с каждым из которых сопоставлено некоторое внешнее событие. Переход срабатывает, если во всех его входных позициях (из которых ведут стрелки в переход) есть точки и, кроме того, наступает внешнее событие. При срабатывании перехода из каждой его входной позиции удаляется точка, а в каждую выходную позицию (в которую ведет стрелка из перехода) точка вносится.

При использовании сети Петри как динамической модели функционирования РКТК, позиции соответствуют технологическим операциям реализуемым в комплексе, а переходы - событиям, определяющим смену операций. Попадание точки в позицию означает начало операции, а ее удаление из позиции - конец операции. Таким образом, операция протекает во времени, переходы срабатывают мгновенно.

На рис. 2 дан пример сети Петри, отображающий работу одной из РТП в РКТК для сборки часовых механизмов (см. рис. 1). Перечень сигналов дан в таблице 1, содержание операций, соответствующее позициям сети, указано в таблице 2.

Сеть Петри называется правильной, если в любой ее позиции может быть не более одной точки; из любой достижимой в сети маркировки с помощью срабатывания цепочки переходов всегда можно перейти в начальную маркировку; любой переход срабатывает в какой-нибудь из достижимых маркировок.

В качестве модели функционирования РКТК используются только правильные сети, гарантирующие отсутствие в ходе процесса так называемых тупиковых ситуаций, не позволяющих продолжить процесс, а также отсутствие в ходе процесса так называемых тупиковых ситуаций, не позволяющих продолжить процесс, а также отсутствие повторных запусков операций во время их выполнения. Нетрудно убедиться, что сеть Петри на рис. 4 при указанной начальной маркировке является правильной.

Динамическая модель функционирования РКТК отображает, во-первых, работу всех элементов комплекса - Р, Н, КА, ТА конвейера, и , во-вторых, взаимодействие роботов с остальными элементами комплекса, заключающиеся в передаче либо приеме деталей. Робот при этом выполняет роль активного элемента, а взаимодействующее с ним устройство - пассивного: в процессе взаимодействия Р реализует некоторую последовательность технологических операций, приводящих к изменению его состояния, а пассивный элемент находится в неизменном состоянии, соответствующем операции взаимодействия.














рис. 2

Для построения модели РКТК в начале составляются сети Петри, отображающие функционирование его элементов, а затем наносятся связи, отображающие взаимодействия.

Таблица 1

Агрегат

Сигналы датчиков

РКТК

Обозна-чение

Управляющие сигналы на механизмы РКТК

Обозна-чение

Робот

Рука в нижнем

положении

Рука в верхнем

положении

Рука над накопителем


Рука над конвейером


Деталь взята

Деталь не взята


x1.1.


x1.2.

x1.3.


x1.4.


x1.5.

x1.6.


Поднять руку


Опустить руку

Передвинуть руку к

конвейеру

Передвинуть руку к

накопителю

Вкл. механизм схвата

Выкл. механизм схвата


z1.1.


z1.2.

z1.3.


z1.4.


z1.5.

z1.6.

Нако-питель

Барабан с упорами повернут на 3600

Кассета сдвинута до упора

x2.1.


x2.2.


Повернуть барабан с упорами на 1 шаг

Сдвинуть кассету на 1 шаг

z2.1.


z2.1.

Кон-вейер

Конвейер сдвинут на 1 шаг

Механизм перемещения расфиксирован

Механизм перемещения зафиксирован

Механизм базирования поднят

Механизм базирования опущен

x3.1.


x3.2.


x3.3.


x3.4.


x3.5.

Сдвинуть конвейер на 1 шаг

Расфиксировать механизм перемещения

Зафиксировать механизм перемещения

Поднять механизм базирования

Опустить механизм базирования

z3.1.


z3.2.


z3.3.


z3.4.


z3.5.


Случайные файлы

Файл
56839.rtf
26703.rtf
73251-1.rtf
25131-1.rtf
115482.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.