西門子6AV6643-0DD01-1AX1觸摸屏
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CNC系統的多任務性。CNC系統通常作為一個獨立的過程控制單元用于工業自動化生產中,因此它的系統軟件必須完成管理和控制兩大任務。系統的管理部分包括輸入、I/O處理、顯示和診斷。系統的控制部分包括譯碼、補償、速度處理、插補和位置控制。在許多情況下,管理和控制的某些工作必須同時進行。例如,當CNC系統工作在加工控制狀態時,為了使操作人員能及時地了解CNC系統的工作狀態,管理軟件中的顯示模塊必須與控制軟件同時運行。當CNC系統工作在NC加工方式時,管理軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時運行。而當控制軟件運行時,其本身的一些處理模塊也必須同時運行。例如,為了保證加工過程的連續性,即在各程序段之間不停刀,譯碼、補償和速度處理模塊必須與插補模塊同時運行,而插補又必須與位置控制同時進行。
下面給出CNC系統的任務分解圖(圖3-10(a))和任務并行處理關系圖(圖3-10(b))。在圖3-10(b)中,雙向箭頭表示兩個模塊之間有并行處理關系。
(2)并行處理的概念。并行處理是指計算機在同一時刻或同一時間間隔內完成兩種或兩種以上性質相同或不相同的工作。并行處理 顯著的優點是提高了運算速度。拿n位串行運算和n位并行運算來比較,在元件處理速度相同的情況下,后者運算速度幾乎提高為前者的n倍。這是一種資源重復的并行處理方法,它是根據“以數量取勝”的原則大幅度提高運算速度的。但是并行處理還不止于設備的簡單重復,它還有更多的含義。如時間重疊和資源共享。所謂時間重疊是根據流水線處理技術,使多個處理過程在時間上相互錯開,輪流使用同一套設備的幾個部分。而資源共享則是根據“分時共享”的原則,使多個用戶按時間順序使用同一套設備
在CNC系統的硬件設計中,已廣泛使用資源重復的并行處理方法,如采用多CPU的系統體系結構來提高系統的速度。而在CNC系統的軟件設計中則主要采用資源分時共享和資源重疊的流水線處理技術。
(3)資源分時共享。在單CPU的CNC系統中,主要采用CPU分時共享的原則來解決多任務的同時運行。一般來講,在使用分時共享并行處理的計算機系統中,首先要解決的問題是各任務占用CPU時間的分配原則,這里面有兩方面的含義:其一是各任務何時占用CPU;其二是允許各任務占用CPU的時間長短。
在CNC系統中,對各任務使用CPU是用循環輪流和中斷優先相結合的方法來解決。圖3-10(c)是一個典型CNC系統各任務分時共享CPU的時間分配圖。
系統在完成初始化以后自動進入時間分配環中,在環中依次輪流處理各任務。而對于系統中一些實時性很強的任務則按優先級排隊,分別放在不同中斷優先級上,環外的任務可以隨時中斷環內各任務的執行。
每個任務允許占有CPU的時間受到一定限制,通常是這樣處理的,對于某些占有CPU時間比較多的任務,如插補準備,可以在其中的某些地方設置斷點,當程序運行到斷點處時,自動讓出CPU,待到下一個運行時間里自動跳到斷點處繼續執行。
(4)資源重疊流水處理。當CNC系統處在NC工作方式時,其數據的轉換過程將由零件程序輸入、插補準備(包括譯碼、補償和速度處理)、插補、位置控制4個子過程組成。如果每個子過程的處理時間分別為,那么一個零件程序段的數據轉換時間將是
如果以順序方式處理每個零件程序段,即第 y個零件程序段處理完以后再處理第二個程序段,依此類推,這種順序處理時的時間空間關系如圖3-11(a)所示。從圖上可以看出,如果等到第 y個程序段處理完之后才開始對第二個程序段進行處理,那么在兩個程序段的輸出之間將有一個時間長度為t的間隔。同樣在第二個程序段與第三個程序段的輸出之間也會有時間間隔,依此類推。這種時間間隔反映在電機上就是電機的時轉時停,反映在上就是的時走時停。不管這種時間間隔多么小,這種時走時停在加工工藝上都是不允許的。消除這種間隔的方法是用流水處理技術。采用流水處理后的時間空間關系如圖3-11(b)所示。
流水處理的關鍵是時間重疊,即在一段時間間隔內不是處理一個子過程,而是處理兩個或更多的子過程。從圖3-11(b)可以看出,經過流水處理后從時間開始,每個程序段的輸出之間不再有間隔,從而保證了電機轉動和移動的連續性。 從圖3-11(b)中可以看出,流水處理要求沒一個處理子程序的運算時間相等。而在CNC系統中每一個子程序所需的處理時間都是不相等的,解決的辦法是取長的子程序處理時間為處理時間間隔。這樣當處理時間較短的子程序時,處理完成之后就進入等待狀態。
在單CPU的CNC裝置中,流水處理的時間重疊只有宏觀的意義,即在一段時間內,CPU處理多個子程序,但從微觀上看,各子程序分時占用CPU時間。
2、實時中斷處理自動化的對象變為大規模、復雜的工程和非工程系統,涉及許多用現代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究,促進了自動化的理論、方法和手段的革新,于是出現了大系統的系統控制和復雜系統的智能控制,出現了綜合利用計算機、通信技術、系統工程和人工智能等成果的高級自動化系統,如柔性制造系統、辦公自動化、智能機器人、專家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。
研究內容編輯
自動化是一門涉及學科較多、應用廣泛的綜合性科學技術。作為一個系統工程,它由5個單元組成:①程序單元。決定做什么和如何做。②作用單元。施加能量和定位。③傳感單元。檢測過程的性能和狀態。④制定單元。對傳感單元送來的信息進行比較,制定和發出指令信號。⑤控制單元。進行制定并調節作用單元的機構。自動化的研究內容主要有自動控制和信息處理兩個方面,包括理論、方法、硬件和軟件等,從應用觀點來看,研究內容有過程自動化、機械制造自動化、
管理自動化智能小區
管理自動化智能小區
管理自動化、實驗室自動化和家庭自動化等。
過程自動化
石油煉制和化工等工業中流體或粉體的化學處理自動化。一般采用由檢測儀表、調節器和計算機等組成的過程控制系統,對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行*控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和*控制等。
機械自動化
這是機械化、電氣化與自動控制相結合的結果,處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產線。20世紀60年代以后,由于電子計算機的應用,出現了數控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產型式的柔性制造系統(FMS)。以柔性制造系統為基礎的自動化車間,加上信息管理、生產管理自動化,出現了采用計算機集成制造系統(CIMS)的工廠自動化。
21世紀以后,特別是近幾年,機械自動化檢測、分類、生產、包裝、印刷,已經廣泛應用于工廠。提高工業效率、減少成本,為中國現代工業的發展做出了巨大的貢獻。
管理自動化
工廠或事業單位的人、財、物、生產、辦公等業務管理自動化,是以信息處理為核心的綜合性技術,涉及電子計算機、通信系統與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網絡。現代已在管理信息系統的基礎上研制出決策支持系統(DSS),為高層管理人員決策提供備選的方案。 對社會的影響 自動化是新的技術革命的一個重要方面。自動化技術的研究、應用和推廣,對人類的生產、生活等方式將產生深遠影響。生產過程自動化和辦公室自動化可地提高社會生產率和工作效率,節約能源和原材料消耗,保證產品質量,改善勞動條件,改進生產工藝和管理體制,加速社會的產業結構的變革和社會信息化的進程.
技術應用編輯
自動化技術在倉儲領域(包括主體倉庫)中的發展可分為五個階段:人工倉儲階段、機械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在90年代后期及 21世紀的若干年內,智能自動化倉儲將是自動化技術的主要發展方向。
自動化倉儲系統
自動化倉儲系統
階段
物資的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現,其實時性和直觀性是明顯的優點。人工倉儲技術在初期設備投資的經濟指標也具有*性。
第二階段
物料可以通過各種各樣的傳帶,工業輸送車、機械手、吊車、堆垛機和升降機來移動和搬運,用貨架托盤和可移動貨架存儲物料,通過人工操作機械存取設備,用限位開關,螺旋機械制動和機械監視器等控制設備的運行。機械化滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復存取和搬運等要求。
第三階段
是自動化倉儲技術階段自動化技術對倉儲技術和發展起了重要的促進作用。 50年代末和60年代,相繼研制和采用了自動導引小車(AGV)、自動貨架、自動存取機器人、自動識別和自動分揀等系統。70年代和80年代,旋轉體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機和其他搬運設備都加入了自動控制的行列,但這時只是各個設備的局部自動化并各自獨立應用,被稱為"自動化孤島"。隨著計算機技術的發展,工作重點轉向物資的控制和管理,要求實時,協調和一體化,計算機之間、數據采集點之間、機械設備的控制器之間以及它們與主計算機之間的通信可以及時地匯總信息,倉庫計算機及時地記錄訂貨和到貨時間,顯示庫存量,計劃人員可以方便地做出供貨決策,他們知道正在生產什么、訂什么貨、什么時間發什么貨、管理人員隨時掌握貨源及需求。信息技術的應用已成為倉儲技術的重要支柱。
西門子 6SE7028-0ES87-2DA1 制動單元
西門子 6SE7023-2ES87-2DA1 制動單元
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西門子 6ES7-132-0BL01-0XB0 模塊
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