Состав задач УЧПУ и мера их сложности оказывают непосредственное влияние на архитектуру УЧПУ. Эти влияния можно заметить в двух архитектурных решениях: с разделяемым вычислителем и с выделяемыми вычислителями.
Первое решение означает, что все задачи являются параллельными процессами и претендуют на один и тот же вычислитель, как-то разделяя между собой процессорное время.
Второе решение означает, что каждая задача имеет свой собственный вычислитель, параллельные вычисления на разных вычислителях должны быть скоординированы между собой.
Выбор разделяемого вычислителя приводит к простейшей базовой архитектуре.
Недостаточная вычислительная мощность присущая этому варианту, сдерживает развитие функциональных возможностей системы управления, накладывая ограничение на число управляемых координат, минимальную дискретность перемещения и т.д. Радикальным резервом повышения вычислительной мощности в рамках базовой архитектуры является переход на 32 разрядные МП. Другой способ повышения мощности состоит в использовании интеллектуальных контроллеров ПУ, автоматики, приводов подачи.
Интеллектуальные контроллеры разгружают вычислитель от операций ввода-вывода, берут на себя выполнение отдельных частей задач УЧПУ, осуществляют ввод-вывод дискретных сигналов автоматики, а в некоторых случаях решают задачу УЧПУ полностью.
Выбор в пользу выделяемых вычислителей приводит к мультиплексорной архитектуре. Число вычислителей не обязательно соответствует числу задач, возможно распределение одной задачи между несколькими вычислителями и наоборот. Мультиплексорная архитектура реализуется 2 вариантами: сосредоточенная и распределенная.
Различие распределенной и сосредоточенной структур:
- в распределенном многомашинном комплексе каждая машина имеет свою ОС, в то время как в сосредоточенной системе ОС накрывает мультиплексорную структуру;
- обмен данными между машинами распределенной системы менее интенсивен, чем обмен данными между процессорами мультиплексора;
- каждая машина распределенной системы имеет свой собственный внешний интерфейс к ПУ, объекту управления, средствам управления более высокого ранга;
- машины распределенной системы не могут иметь общей обменной памяти для ее коллективного использования всеми машинами;
- в распределенной системе допустимо большое пространственное распределение машин, которые приближены к своим объектам.
Базовое однопроцессорное решение.
В структуре УЧПУ просматриваются 2 фрагмента: объектно-независимый ведущий вычислитель и объектно-зависимая часть, состоящая в основном из специфичных для ЧПУ ведомых модулей. В числе этих модулей традиционный набор контроллеров, в том числе для связи с приводами подачи, главного движения и электроавтоматики, для связи с пультом оператора и ЭВМ высшего ранга. В памяти ПЗУ хранится прикладное программное обеспечение, поддерживающее функции УЧПУ. В памяти ОЗУ размещается управляющая программа ЧПУ, кроме того, эта память используется в текущих вычислениях. Базовому архитектурному решению отвечают микропроцессорные ЧПУ первого поколения серий 2У, 2С, 2Р.
Микропроцессорное УЧПУ для токарных станков “Электроника НЦ-31”.
Имеет возможность использование двух модулей процессора. Предоставление магистрали одному из ведущих модулей, запросивших обмен, выполняется арбитром магистрали, входящим в состав процессора. Помимо магистрали типа НЦ (общая шина) для связи модулей предусмотрена дополнительная шина, управляемая адаптером магистрали. Это позволяет упростить аппаратную реализацию модулей. Программируемый таймер в составе адаптера осуществляет отсчет задаваемых интервалов времени, причем по окончании отсчета вызывается прерывание процессора. Инициатор обмена запрашивает разрешение захвата магистрали, если такое разрешение получено, генерирует адрес ведомого устройства. Адаптер на основе этого адреса устанавливает связь по дополнительной шине. Контроллер электроавтоматики рассчитан на 16 входов и выходов. При поступлении сигнала электроавтоматики инициируется прерывание. Предусмотрен запрет прерываний. Контроллер импульсных датчиков имеет четыре входа, один из которых принадлежит датчику маховика ручного управления.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.