CS241167B1 - Zapciení řídicího systému se zabudovaným programovatelným přizpůsobovacím obvodem - Google Patents

Abstract

Návrh řeší zapojení řídicího systému se zabudovaným programovatelným přizpůsobovacím obvodem, kde centrální procesor řídicího systému realizuje řídicí program přizpůsobovacího obvodu způsobem sdílení času tzn., že v určitém časovém úseku je centrálním procesorem řídicího systému zpracováván řídicí program řídicího systému a v dalším časovém úseku je tímto procesorem zpracováván řídicí program přizpůsobovacího obvodu. Zapojení lze s výhodou využít ve výstavbě CNC řídicích systémů obráběcích strojů při současném zjednodušení dosavadní struktury řídicího systému. Řešení se týká oboru automatizační techniky, číslicového řízení obráběcích strojů.

Description

Vynález se týká zapojení řídicích systému CNC se zaljudovaným programovatelným přizpůsobovacím obvodem pro určitý typ obráběcího stroje.

Vstupy a výstupy obvyklých mikroprocesorových systémů pro řízení obráběcích strojů mají univerzální charakter odpovídající mezinárodním doporučením. Spojení těchto vstupů a výstupů s akčními členy, které řídí funkci jednotlivých mechanismů obráběcího stroje a se stavovými členy, které podávají informace o stavu jednotlivých mechanismů stroje, je možné pouze přes tzv. přizpůsobovací obvody. Úkolem přizpůsobovacích obvodů je rozhodování univerzálních výstupních signálů řídicího systému a jejích logické zpracování na vlastní řízení jednotlivých mechanismů stroje, napr. řízení otáček vřetene, ovládání hlavního motoru, uvolňování a upínání souřadnic, výměnu nástroje apod.

Výstupy přizpůsobovacích obvodů jsou přímo, případně přes zesilovače, řízení akčními členy jednotlivých mechanismů stroje a vstupy přizpůsobovacích obvodů jsou spojeny se stavovými členy např. mikrospínači, signalizujícími dosažení určitých stavů mechanismů. Moderní systémy mají přizpůsobovací obvody řešeny jako programovatelné automaty. Nevýhodou dosavadních řešení je složitá struktura a tím i cena celého zařízení. Jejím důsledkem je např. nežádoucí zpoždění některých důležitých signálů předávaných z obráběcího stroje přes přizpůsobovací obvod řídicímu systému.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení řídicího systému se zabudovaným programovatelným přizpůsobovacím obvodem sestávající ze sběrnice systému, bloku paměti dat přizpůsobovacího obvodu, bloku programu přizpůsobovacího obvodu, bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu, bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu, bloku paměti dat univerzální části řídicího systému, bloku paměti programu univerzální části řídicího systému, bloku panelu řídicího systému, bloku zadávání a archivace programu, bloku řízení souřadnic a centrálního procesoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na hlavní sběrnici systému je připojen řídicí kanál paměti dat přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál paměti programu přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál paměti dat univerzální části systému, řídicí kanál paměti programu univerzální části řídicího systému, řídicí kanál panelu řídicího systému, řídicí kanál bloku zadávání a archivace programu, řídicí kanál bloku řízení souřadnic a řídicí kanál centrálního procesoru, přičemž na hlavní adresovou sběrnici řídicího systému je připojen adresový kanál paměti dat přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál paměti programu přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál paměti dat univerzální části systému, adresový kanál paměti programu univerzální části systému, adresový kanál panelu řídicího systému, adresový kaná! bloku zadávání a archivace programu, adresový kanál bloku řízení souřadnic a adresový kanál centrálního procesoru, přičemž na hlavní datovou sběrnici řídicího systému je připojen datový kanál paměti dat přizpůsobovacího obvodu, datový kanál paměti programu přizpůsobovacího obvodu, datový kanál bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál paměti dat univerzální části systému, datový kanál paměti programu univerzální části systému, datový kanál bloku panelu řídicího systému, datový kanál bloku zadávání a archivace programu, datový kanál bloku řízení souřadnic a datový kanál centrálního procesoru, přičemž na výstupní kanál bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu je připojen vstupní kanál bloku akčních členů jednotlivých mechanismů obráběcího stroje a na vstupní kanál bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu je připojen výstupní kanál bloku stavových členů jednotlivých mechanismů obráběcího stroje.

Výhoda řešení podle vynálezu spočívá především ve zjednodušení struktury zařízení a tím i snížení jeho ceny. Další výhodou je vložení přizpůsobovací logiky obráběcího stroje přímo do logiky systému, takže odpadá nutnost přenášení kódovaných funkcí pro stroj a na straně stroje tyto opět složitě dekódovat. Další výhoda je v nižší energetické náročnosti, neboť logika systému pracuje s nižšími výkonovými úrovněmi než stroj.

Příklad zapojení je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno blokové schéma současného zapojení systému s připojeným odděleným programovatelným automatem, obr. 2 představuje blokové schéma zapojení řídicího systému se zabudovaným přizpůsobovacím obvodem a obr. 3 představuje blokové schéma zapojení systému se zabudovaným přizpůsobovacím obvodem s pomocnou sběrnicí.

Na obr. 1 sestává řídicí systém z první centrální procesorové jednotky 511, paměti 02 dat univerzální části systému, paměti 03 programu univerzální části systému, bloku 04 panelu řídicího systému, bloku 03 zadávání a archivace programu, bloku 06 řízení souřadnic a vazebního obvodu 13. Všechny tyto části jsou svými řídicími, adresovými a datovými kanály připojeny na řídicí sběrnici 1000, adresovou sběrnici 1001 a datovou sběrnici 1002 systému CNC. Přizpůsobovací obvod pro určitý typ obráběcího stroje podle obr. 1 sestává z druhé centrální procesorové jednotky 14, paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, paměti 08 pro241167 gramu přizpůsobovacího obvodu, bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu a bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu. Všechny části přizpůsobovacího obvodu jsou svými řídicími, adresovými a datovými kanály připojeny na řídicí sběrnici 2000, adresovou sběrnici 2001 a datovou sběrnici 2002 přizpůsobovacího obvodu. Spojení řídicího systému s přizpůsobovacím obvodem je provedeno přes vazební obvod 13. Na výstupní kanál 094 bloku 09 výstupů přizpůsobovacích obvodů je připojen blok 11 akčních členů jednotlivých mechanismů stroje a na vstupní kanál 104 bloku 10 vstupů přizpůsobovacích obvodů je připojen blok 12 stavových Členů jednotlivých mechanismů stroje.

Blokové schéma zapojení řídicího systému se zabudovaným přizpůsobovacím obvodem, které je znázorněno na obr. 2, sestává z hlavní řídicí sběrnice 1000 systému CNC, ke které jsou připojeny, řídicí kanál 071 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 081 paměti 08 programu přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 091 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 101 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 021 paměti 02 dat univerzální části systému, řídicí kanál 031 paměti 03 programu univerzální části systému, řídicí kanál 051 bloku 05 zadávání a archivace programu, řídicí kanál 081 bloku 06 řízení souřadnic a řídicí kanál 011 centrálního procesoru 01. Přitom na hlavní adresovou sběrnici 1001 systému jsou připojeny, adresový kanál 072 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 082 paměti 08 programu přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 092 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 102 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 022 paměti 02 dat univerzální části systému, adresový kanál 032 paměti 03 programu univerzální části systému, adresový kanál 042 bloku 04 panelu řídicího systému, adresový kanál 052 bloku 05 zadávání a archivace programu, adresový kanál 062 bloku 08 řízení souřadnic a adresový kanál 912 centrálního procesoru. 01.

Na hlavní datovou sběrnici 1002 systému CNC je připojen datový kanál 073 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 083 paměti 03 programu přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 0S3 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 103 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 023 paměti 02 dat univerzální části řídicího systému, datový kanál 033 paměti 03 programu univerzální části řídicího systému, datový kanál 043 bloku 04 panelu řídicího systému, datový kanál 053 bloku 05 zadávání a archivace programu, datový kanál 063 bloku 06 řízení souřadnic a datový kanál 013 centrálního procesoru 01. Na výstupní kanál 094 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu je připojen vstupní kanál 111 bloku 11 akčních členů jednotlivých mechanismů obráběcího stroje, na vstupní kanál 104 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu je připojen výstupní kanál 121 bloku 12 stavových členů mechanismů obráběcího stroje. Některé z výše popsaných modulů programovatelného přizpůsobovacího obvodu nemusí být svými řídicími, adresovými a datovými kanály připojeny přímo na hlavní řídicí sběrnici 1000, adresovou sběrnici 1001 a datovou sběrnici 1002 systému CNC, ale na pomocnou řídicí sběrnici 3000, pomocnou adresovou sběrnici 3001 a pomocnou datovou sběrnici 3002 podle obr. 3, zobrazující příklad zapojení podle vynálezu.

Řídicí systém se zabudovaným přizpůsobovacím obvodem podle obr. 3 je zapojen tak, že na hlavní řídicí sběrnici 1000 systému CNC je připojen řídicí kanál 071 paměti G7 dat přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 071 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 081 paměti OS programu přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 101 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál 021 paměti 02 dat univerzální části systému, řídicí kanál 031 paměti 03 programu univerzální části systému, řídicí kanál 041 bloku 04 panelu řídicího systému, řídicí kanál 051 bloku 05 zadávání a archivace programu, řídicí kanál 061 bloku OB řízení souřadnic, řídicí kanál 011 centrálního procesoru 01 a první řídicí kanál 141 oddělovacího obvodu 14. Přitom na hlavní adresovou sběrnici 1001 je připojen adresový kanál 072 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 082 paměti 08 programu přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 102 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 022 paměti 02 dat univerzální části systému, adresový kanál 032 paměti 03 programu univerzální části řídicího systému, adresový kanál 042 bloku 04 panelu řídicího systému, adresový kanál 052 bloku 05 zadávání a archivace programu, adresový kanál 062 bloku 06 řízení souřadnic, adresový kanál 012 centrálního procesoru 01 a první adresový kanál 142 oddělovacího obvodu '14.

Na hlavní datovou sběrnici 1002 řídicího systému CNC je připojen datový kanál 073 paměti 07 dat přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 083 paměti 08 programu přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 103 bloku 10 vstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál 023 paměti 02 dat univerzální části systému, datový kanál 033 paměti 03 programu univerzální části systému, datový kanál 043 bloku 04 panelu řídicího systému, datový kanál 053 bloku 05 zadávání a archivace programu, datový kanál 063 bloku 06 řízení souřadnic, datový kanál 013 centrálního procesoru 01 a první datový kanál 143 oddělovacího obvodu 14. Řídicí kanál 091 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál 092 bloku 09

241 výstupů přizpůsobovacího obvodu a datový kanál 033 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu jsou na hlavní řídicí sběrnici 10GQ systému, hlavní adresovou sběrnici 1001 systému a hlavní datovou sběrnici 1002 systému připojeny přes oddělovací obvod 14, a to tak, že druhý řídicí kanál 1410 oddělovacího obvodu 14 je připojen na pomocnou řídicí sběrnici 3000, nu kterou je také připojen řídicí kanál 091 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu, druhý adresový kanál 1420 oddělovacího obvodu 14 je připojen na pomocnou adresovou sběrnici 3001, na kterou je také připojen adresový kanál 092 bloku OS výstupů přizpůsobovacího obvodu a druhý datový kanál 1430 oddělovacího obvodu 14 je připojen na datovou pomocnou sběrnici 3002, na kterou je také připojen datový kanál G93 bloku 09 výstupů přizpůsobovacího obvodu.

V zapojení podle vynálezu realizuje ří6 7 dici program přizpůsobovacího obvodu centrální procesor řídicího systému způsobem sdílení času, tzn., že v určitém časovém úseku je centrálním procesorem řídicího systému zpracováván řídicí program řídicího systému CNC a v dalším časovém úseku- je tímto procesorem zpracováván řídicí program přizpůsobovacího obvodu. Přitom např. blok vstupů přizpůsobovacího obvodu je bezprostředně přístupný jak řídicímu programu řídicího systému CNC, tak i řídicímu programu přizpůsobovacího obvodu. Tím je zajištěna rychlá reakce řídicího systému CNC např. na signály ze zpomalovacích spínačů nebo spínačů koncových poloh jednotlivých souřadnic obráběcího stroje.

Vynález je-možno s výhodou využít u číslicových řídicích systémů obráběcích strojů, neboť přizpůsobovací část stroje se použitím vynálezu značně zjednoduší.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zapojení řídicího systému se zabudovaným programovatelným přizpůsobovacím obvodem sestávající ze sběrnice systému, bloku paměti dat přizpůsobovacího obvodu, bloku programu přizpůsobovacího obvodu, bloku vstupů přizpůsobovacího obvodu, bloku výstupů přizpůsobovacího obvodu, bloku paměti dat univerzální části řídicího systému, bloku paměti programu univerzální části řídicího systému, bloku panelu řídicího systému, bloku zarávání a archivace programu, bloku řízení souřadnic a centrálního procesoru, vyznačující se tím, že na hlavní sběrnici (1000) systému je připojen řídicí kanál (071] paměti (07) dat přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál (081) paměti (08) programu přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál (091) bloku (09) výstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál (101) vstupů přizpůsobovacího obvodu, řídicí kanál (021) paměti (02) dat univerzální části systému, řídicí kanál (031) paměti (03) programu univerzální části řídicího systému, řídicí kanál (041) panelu (04) řídicího systému, řídicí kanál (051) bloku (05) zadávání a archivace programu, řídicí kanál (061) bloku (06) řízení souřadnic a řídicí kanál (011) centrálního procesoru, přičemž na hlavní adresovou sběrnici (1001) řídicího systému js připojen adresový kanál (072) paměti (07) dat přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál (082) paměti (08) programu přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál (092) bloku (09) výstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál vynalezu (102) bloku (10) vstupů přizpůsobovacího obvodu, adresový kanál (022) paměti (0?) dat univerzální části systému, adresový kanál (032) paměti (03) programu univerzální části systému, adresový kanál (042) panelu (04) řídicího systému, adresový kanál (052) bloku (05) zadávání a archivace programu, adresový kanál (062) bloku (03) řízení souřadnic a adresový kanál (012) centrálního procesoru (01), přičeriiž na hlavní datovou sběrnici (1002) řídicího systému je připojen datový kanál (073) paměti (07) dat přizpůsobovacího obvodu, datový kanál (083) paměti (08) programu přizpůsobovacího obvodu, datový kanál (093) bloku (09) výstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kaná! (103) bloku (10) vstupů přizpůsobovacího obvodu, datový kanál (023) paměti (02) dat univerzální části systému, datový kanál (033) paměti (03) programu univerzální části systému, datový kanál (043) bloku (04) panelu řídicího systému, datový kanál (053) bloku (05) zadávání a a archivace programu, datový kanál (063) bloku (06) řízení souřadnic a datový kanál (013) centrálního procesoru (01), přičemž na výstupní kanál (094) bloku (09) výstupů přizpůsobovacího cbvodu je připojen vstupní kanál (111) bloku (11) akčních členů jednotlivých mechanismů obráběcího stroje a na vstupní kanál (104) bloku (10) vstupů přizpůsobovacího obvodu je připojen výstupní kanál (121) bloku (12) stavových členů jednotlivých mechanismů obráběcího stroje.