Методические указания к лабораторным занятиям для подготовки инженеров по специальности: 220301 "Автоматизация технологических процессов и производств" (стр. 1 из 8)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ТулГУ)
КАФЕДРА "АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СТАНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ"
"Компьютерные системы управления в производстве и бизнесе"
Методические указания
к лабораторным занятиям
для подготовки инженеров по специальности:
220301 "Автоматизация технологических процессов и производств".
Тула 2005
Разработал: Сальников В. С.
д.т.н, доцент;
Рассмотрено на заседании Согласовано:
кафедры Ответственный. по стандар-
Протокол № ___ от ___.___.2005 г. тизации на кафедре
Зав. кафедрой АСС ......................
А.Н. Иноземцев
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Курс «Системы числового программного управления» является важной частью подготовки специалистов в области оборудования и автоматизации технологических процессов и производств. Технический прогресс современной техники в частности широко базируется на применении электроавтоматики и электронных устройств, современной микропроцессорной техники. Вместе с тем курс относится к общеинженерным дисциплинам и не ставит своей задачей подготовку специалистов в области чистой электронной схемотехники. При изучении курса студенты должны понять принципы действия и возможности электрических, электромеханических и электронных устройств, входящих в состав систем числового программного управления, уметь грамотно эксплуатировать эти устройства и квалифицированно формулировать задание на их разработку.
Лабораторный практикум предусматривает ознакомление с современным уровнем техники, основанном на последних достижениях теории управления, микроэлектроники, средств измерения и преобразования. Рассмотрены принцип действия, характеристики и параметры современных систем ЧПУ, таких как «Электроника МС2101», «Электроника НЦ31», 2Р32 и их основные контроллеры связи с технологическим оборудованием.
Лабораторные занятия
1 Изучение конструктивных особенностей системы ЧПУ "Электроника МС2101"- 2 час.
2 Изучение конструктивных особенностей системы ЧПУ "Электроника НЦ31"- 2 час .
3 Изучение конструктивных особенностей системы ЧПУ 2Р32- 2 час
4 Изучение контроллера привода системы ЧПУ "Электроника МС2101"- 2 час.
5 Изучение контроллера привода системы ЧПУ "Электроника НЦ31"- 2 час .
6 Изучение контроллера привода системы ЧПУ 2Р32- 2 час
7 Изучение контроллера ДОС системы ЧПУ "Электроника МС2101"- 2 час.
8 Изучение контроллера ДОС системы ЧПУ "Электроника НЦ31"- 2 час.
9 Изучение контроллера ДОС системы ЧПУ 2Р32- 2 час.
10 Изучение контроллера КЭА системы ЧПУ "Электроника МС2101"- 2 час.
11 Изучение контроллера КЭА системы ЧПУ "Электроника НЦ31"- 2 час.
12 Изучение контроллера КЭА системы ЧПУ 2Р32- 2 час.
13 Изучение контроллера пульта оператора системы ЧПУ "Электроника МС2101"- 2 час.
14 Изучение контроллера пульта оператора системы ЧПУ "Электроника НЦ31"- 2 час .
15 Изучение контроллера пульта оператора системы ЧПУ 2Р32- 2 час
16 Изучение конструктивных особенностей и принципов построения кассет внешней памяти -2 час.
17 Изучение режима самообучения на станке с СЧПУ "Электроника НЦ-31" - 2 час.
Лабораторная работа № 1
Контроллер привода систем ЧПУ.
1.Цель и задачи работы.
Ознакомиться с типами, характеристиками и принципами построения схемных решений контроллеров приводов (КП) систем ЧПУ металлорежущих станков.
Задачи работы.
1. Изучить структуру и принципиальную схему КП системы ЧПУ «Электроника НЦ31».
2. Изучить структуру и принципиальную схему КП системы ЧПУ «Электроника МС2101».
3. Изучить структуру и принципиальную схему КП системы ЧПУ 2Р32.
4. Изучить особенности функционирования различных контроллеров.
5. Ознакомиться с процедурой обмена информацией КП и процессора.
2.Основные теоретические сведения
КП - контроллер привода предназначен для хранения цифровой команды задания скорости и преобразования ее в аналоговый сигнал со стандартным значением ±10В.
Модуль программного обеспечения КП и его аппаратная часть -обеспечивают требуемые значения управления на различных участках траектории движения рабочих органов. Реализует движение с учетом участков разгона и торможения, а также требуемой точности позиционирования. В СЧПУ реализуются следующие законы регулирования:
- пропорциональный регулятор
- пропорционально-интегральный регулятор
-пропорционально-дифференциальный регулятор.
Функциональная схема контроллера привода (КП) или узла связи с приводом (УСП) так же, как и его принципиальная схема существенно зависят от типа выбранного ЦАП. Однако во всех случаях на функциональной схеме должно быть показано необходимое количество каналов (2 или3) устройство распознания адреса (дешифратор адреса) необходимые элементы управления работой ЦАП, регистр ошибки, собственно ЦАП, необходимые оптронные развязки и т.д.
Разрядность регистра ошибки nROопределяется величиной скоростной ошибки, выраженной в единицах дискреты:
, (1)где К – коэффициент усиления ( или добротность позиционного контура) СЧПУ, 1/с;
D - величина дискреты, мм/имп.
Например, если в исходных данных К = 100 1/с, а D = 4×10-4 мм/имп (ВЕ 51) и Vmax = 10 м/мин, то
ед., т.е. nRO = 11Наиболее важными характеристиками ЦАП, определяющими работу узла связи СЧПУ с приводом, является разрядность преобразуемого кода и время преобразования. При выборе разрядности ЦАП необходимо обеспечить требуемый диапазон регулирования скорости. Диапазон регулирования скоростей приводов подач в станках, как правило, лежит в пределах от Д = 1000:1 до 10000:1. Разрядность ЦАП
nRЦ = log2 Д (2)
Передача информации от СЧПУ к ЦАП, как правило, осуществляется на постоянной несущей частоте fK
(5¼10) wC /2p, где wC - частота среза привода. На основании анализа асимптот логарифмических амплитудно- частотных характеристик в первом приближении частоту среза для m = КТ > 1 можно определить из выражения: 
, (3)Для случая m = KT < 1 
Время преобразования ЦАП tn должно удовлетворять условию (4).
(4)