Функциональная спецификация определяет функции, которые должна выполнять контроллер для удовлетворения требований пользователей и обеспечения связи с объектом управления и конечным пользователем. Функциональная спецификация состоит из двух основных компонентов:
Список функций, выполняемых контроллером.
Описание взаимосвязи между контроллером и объектом управления.
Описание взаимосвязи необходимо для проектирования устройства связи с объектом (УСО). Представляемая информация должна содержать электрические и иные характеристики выходных сигналов с датчиков и входных сигналов устройств управления (УУ).
Описание форматов и характеристик входных сигналов
Для управления ходом технологического процесса необходимо на соответствующем оборудовании расставить датчики. Количество и тип датчиков определяется исходя из следующих условий:
количество датчиков должно быть достаточным, но не избыточным. При увеличении количества датчиков увеличивается стоимость системы вследствие необходимости установки дополнительных средств сопряжения (реле, усилители, оптроны и т.д.);
тип датчика зависит от того, на какие действия он должен срабатывать (перемещение, вращение, угол поворота, наличие объекта в рабочей зоне, изменение различных физических параметров окружающей среды, таких как температура, освещённость, давление и проч.).
Сигналы, информирующие о состоянии станков, сведены в таблицу.
Параметры сигналов следующие:
сигналы, поступающие с УЧПУ станка о состоянии станка (U=24В; I=0,6А);
сигналы, поступающие с датчиков, расположенных на роботе: напряжение питания (постоянное) 24 В, ток нагрузки 20мА.
Описание форматов и характеристик выходных сигналов
Зажим/разжим заготовки в ЗУ, перемещение руки по порталу, подъем/опускание, подвод/отвод руки ПР, поворот ЗУ робота происходит при помощи пневмоцилиндров.
Перемещение робота манипулятора с позиции на позицию осуществляется с помощью двигателя постоянного тока.
Сигналы и соответствующие им действия:
Т.е. выходные сигналы следующие:
сигналы на пневмоцилиндры (U=24B; I=0,6A);
сигналы, поступающие на станок, предназначенные для управления работой механизмов станка (U=24B; I=0,6A).
сигналы поступающие на устройство ориентации поступает на реле нагрузки а далее на электромагнит (U=24B; I=0,6A).
Перечень функций контроллера
Ввод данных
Информация, поступающая от объекта управления, содержит в себе сигналы от датчиков расположенных на станках, устройстве ориентации, склизе и роботе. С помощью этих данных появляется возможность прослеживать состояние РТУ в любой момент времени.
Функция ввода реализуется аппаратно-программным путем.
Инициализация:
подготовка портов к записи
установка адреса для записи входных и выходных данных
Чтение данных из порта
обработка входных данных:
При этом осуществляются следующие подфункции:
Формирование уровней ТТЛ (обеспечение номинального тока; ограничение напряжения)
Гальваническая развязка входных сигналов
Мультиплексирование входных сигналов
формирование адреса мультиплексирования
определение адреса датчика (запись в порт)
формирование сигнала чтения значений Х из порта МП
формирование сигнала записи данных в РПД МП
Последовательный порт
Ввод с последовательного порта
декодирование входных сигналов
формирование адреса ячейки РПД
Вывод с последовательного порта
Реализуется аппаратно-программно.
Формирование управляющего слова.
Эта функция реализуется программным путем. Формирование управляющего слова производится на основании вычислений проведенных по составленным уравнениям (математической модели), которые в явном виде описывают функционирование СУ во всех возможных ситуациях.