Технология организации выводов

На базовой плате устанавливается до 10 модулей (рис.3.5). При использовании удаленных вх/вых общее количество расширений до 31 станции.

Главный узел удаленного ввода/вывода имеет доступ ко всем подчиненным узлам при скорости передачи информации до 10 Мбит/с.

Рисунок 3.5 ‑ Многомодульная система B&R System 2003

Функции мониторинга

Следующие функции мониторинга выполняются модулем подчиненного узла шины CAN: контроль напряжения для подчиненного модуля, контроль напряжения для модулей ввода-вывода, контроль работоспособности, контроль времени простоя, контроль выходов.

Легко расширяемая система

Система просто расширяется с помощью технологии полевой шины. Модульная конструкция системы позволяет реализовывать экономичные конфигурации с уровнем модульности 132 канала на модуль и непосредственно соединять датчики и исполнительные механизмы.

Высокое быстродействие

Времена реакции в микросекундном диапазоне возможны с использованием аппаратных средств, поддерживающих функции TPU, которые основаны на технологии RISC. Подобные быстродействующие задачи выполняются без дополнительной нагрузки на CPU.

Технические характеристики основных модулей B&R System 2003

Модули центрального процессора CPU	CP430 CP470 CP474 CP476 CP770 CP774 CP476	Многозадачность Стандартные протоколы полевой шины Электрическая изоляция между входами и полевой шиной Рабочее напряжение: 24 VDC; 100-240 VAC Количество обрабатываемых сигналов без расширения: 272 цифровых и 80 аналоговых Интерфейсы: RS232; CAN; ETHERNET Powerlink Память: 750 kB SRAM; 1,5 MB Flash PROM Встроенный блок питания
Контроллеры удаленных входов/выходов	EX270 EX470 EX481 EX484 EX770 EX779	Модульная концепция: ввода-вывода Стандартные протоколы полевой шины Электрическая изоляция между входами и полевой шиной Рабочее напряжение: 24 VDC; 100-240 VAC Интерфейсы: RS232; CAN; ETHERNET Powerlink
Модули с цифровыми вх/вых	DI 138, DO 139, DI 140, DO 164 DI 435, DO 435 DI 439, DO 720 DI 465, DO 721 DM 465, DO 722	Электрическая изоляция между контроллером и полевой шиной Количество каналов: 2; 4; 8; 16; 32 Напряжение: 24 VDC; 100-240 VAC Ток до 2 A Выходные элементы: транзистор, реле, семистор
Модули с аналоговыми вх/вых	AI 261 AI 774 AI 351 AO 352 AI 354	От 1 до 4 вх/вых на модуль; Сигналы: ± 10 V, 0..20 mA; Измерительный тензометрический мост Разрядность: 12, 13, 16 bit
Температурные модули	AT 324 AT 351 AT 352 AT664	До 4 каналов на модуль. Разрядность до 16 bit Датчики температуры со встроенной линеаризацией (0C) FeCuNi тип J; NiCrNi тип K; PtRhPt тип S; KTY; PT100 200; PT1000 2000
Интерфейсные модули	IF 311 IF 361 IF 321 IF 371	RS232; RS485/RS422; RS485; CAN; PROFIBUS DP; ETHERNET Powerlink; ETHERNET, X2X
Модули ЧПУ и позиционирования	NC 161 DI 135 DO 135	Encoder: частота 100 kHz Разрядность: 32 bit Питание: 5…24 VDC
Смешанные модули	CM 211 CM 411	8 вх. 24 VDC, 4 ms; 8 тран. вых 24 VDC 0,5 A, 20 kHz 2 вх. ± 10 V, 0..20 mA, 2 вых. ± 10 V, 12 bit 3 вх. 24 VDC, 4 ms; 2 тран. вых 24 VDC 0,5 A, 50 kHz 3 вх. ± 10 V16 bit, 3 вых. ± 10 V, 16 bit

 

Модуль ввода-вывода B&R 7CM211.7 показан нарисунке.3.7.

 

Рисунок 3.7 ‑ Модуль ввода-вывода

Схема входов показан нарисунке.3.8.

Б

Рисунок 3.8 ‑Схема входов контроллера

Схема выходов показан нарисунке.3.9.

 

Рисунок 3.9 ‑Схема выходов контроллера

 

 

Таблица 3.1 ‑ Сопоставление виртуальных и реальных входов-выходов

 

 

3.2 Работа в Automation Studio

Программный продукт В&R Automation Studio предназначен для про-граммирования микроконтроллеров.

В первую очередь, при открытии нового проекта, необходимо задать его имя (рис.3.10). Внизу диалогового окна необходимо установить «птичку» (Upload hard-ware from target):

 

Рисунок 3.10 – Окно нового проекта

 

 

- если «птичка» установлена, то происходит автоматическая привязка к оборудованию, которое подключено к PC;

- если нет, то появляется диалоговое окно для выбора оборудования, которое может быть подключено (при некорректном определении существующего оборудования) или для подключения эмулятора.

Далее происходит проверка компьютером подключенного оборудования, при обнаружении которого активизируется кнопка Next (имеем возможность продолжить работу дальше).

На экране появиться следующее диалоговое окно содержащее:

характеристики проекта;

путь к новому проекту (его расположение);

тип оборудования.

Внизу диалогового окна необходимо установить «птичку» (Launch Insert Objekt Wizard).

если «птичка» установлена, то при дальнейшей работе, запускается Мастер создания проекта;

в противном случае проект запускается без создания программного модуля.

При запуске мастера создания проекта, появляется следующее диалоговое окно (рисунок 3.11), в котором предлагается выбрать тип программного модуля из приведенных ниже:

циклический объект;

информационный объект;

системный объект;

расширенный объект.

 

Рисунок 3.11 – Выбор типа объекта

 

При выборе одного из первых трех проектов, конкретно указывается тип программы, которая будет создана.

При выборе расширенного объекта, имеем возможность задать один из расширенных типов программ.

Выбираем, для создания основной программы циклический объект. После нажатия Next, появляется следующее диалоговое окно (рисунок 3.12).

В нем задают имя самой программы, язык программирования и время цикла (частота обработки программы микроконтроллером).

Можно задать один из ниже перечисленных языков программирования.

> В & R Automation Basic;

> С Language;

> Ladder Diagram;

> Sequential function chart;

> Structured text.

При выполнении нашей лабораторной работы был выбран язык программирования - В & R Automation Basic и время цикла Ciclic # 1 - (10 ms).

После нажатия Finish на экране появляется следующее диалоговое окно (рисунок 3.13).

 

 

Рисунок 3.12 —Диалоговое окно определения параметров программного модуля

 

Рисунок 3.13 — Окно проекта

Слева этого окна располагается дерево проекта:

> название проекта;

> тип контроллера;

> тип процессорного модуля;

> название модулей ввода/вывода.

При выборе в дереве проекта процессорного модуля, в правом окне появляется информация о процессорном модуле (в виде дерева). В нем указан тип программного модуля с указанием частоты, имя программы, указывается системный модуль с информацией о подключенных системных файлах.

При выборе модуля ввода/вывода (рис.3.14) в правом окне появляется информация о существующих каналах ввода/вывода с их характеристиками (их тип, характеристики, имена соответствующих переменных).

 

Рисунок 3.14 — Описание модуля ввода-вывода

 

Названия вводов/выводов, их тип (дискретный или аналоговый), их параметры (ток и напряжение) задаются по умолчанию (в зависимости от типа контроллера), а имена соответствующих переменных на усмотрение пользователя

Внизу экрана расположено «окно вывода» в котором размещается информация о проекте при компиляции (количество ошибок и замечаний, их краткий комментарий).

Для получения доступа к программе необходимо в левом окне выбрать модуль процессора, а в правом, в дереве состояний проекта, клацнуть мышкой по имени программы (CPU —»Ciclic—>имя программы). При этом откроется поле для составления программы(рис. 3.15).

После составления программы, при необходимости, подключаются дополнительные системные файлы (библиотеки или модули) и компилируется написанная программа. Компиляция программы происходит командой Build (Project—»Build), нажатием левой клавиши мыши на соответствующую пикто­грамму или нажатием клавиши F7.

После компиляции программы, появляется окно выбора дальнейших действий (рис. 3.16).

 

 

Рисунок 3.15 — Поле для составления программы

При отсутствии ошибок в проекте активна кнопка Transfer, которая дает возможность передать откомпилированную программу на контроллер.

Клавиша ОК нажимается при желании возврата в проект без передачи программы на контроллер

 

 

Рисунок 3.16 ‑ Окно передачи программы на контроллер

 

Если в проекте есть ошибки, которые обнаружил компилятор, появляется соответствующее сообщение.

После нажатия кнопки Transfer, будет появляться ряд окон по настройке передачи информации, с содержанием которых нужно соглашаться по умолча­нию. Функциональных клавиши панели инструментов, которые не были опи­саны выше.

Transfer - служит для передачи на контроллер последней откомпилированной версии программы.

Monitor - служит для наблюдения за выполняемой программой (компьютер связывается с контроллером и интерактивно опрашивает состояния переменной, отображая их на экране, если это предусмотрено). 0 Stop target - остановить устройство - служит для остановки всей рабо­тающей программы на контроллере.

Cold Restart - «холодный перезапуск» - служит для перезапуска контрол­лера с стиранием всей содержащейся в нем информации (системных файлов и файлов программы).

Warm Restart - «теплый перезапуск» - служит для сброса в памяти кон­троллера текста программной программы, но не системных файлов.

 

 

3.3 ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРА

 

Программа, реализующая циклический процесс перемещения манипулятора в заданной последовательности, может быть написана на встроенном языке программирования B&R Automation Basic, Ladder Diagram и др. Выполняется последовательно операции, замыкаемые в цикл. Следующая операция начинается после получения сигналов о завершении предыдущей операции, полученной с датчиков.

Пример выполнения задания в программной среде Automation Basic

Запрограммировать микроконтроллер на выполнение следующей последовательности операций:

Переместить манипулятор робота в начальное положение: крайнее правое, втянут, нижнее, схват разжат;

Последовательно выполнить следующие операции: выдвинуть, захватить, поднять, втянуть, повернуть влево, выдвинуть, опустить, разжать, втянуть, вернуться в исходное положение.

 

Код программы, реализующей опрос датчиков и перемещение манипулятора:

select

state S1

goright=1 (*поворот направо

goleft=0 (*обнуляем предедущее состояние-закрываем клапан

when right (*проверка срабатывания датчика

next S2 (*если датчик сработал - переход на S2

state S2

goback=1 (*рука назад

goforward=0 (*обнуляем предедущее состояние-закрываем клапан

when back (*проверка срабатывания датчика

next S3 (*если датчик сработал - переход на S3

state S3

goforward=1 (* рука вперед

goback=0

when forward

next S4

state S4

i=i+1

when i>100

i=0

next S3

state S3

goup=1

godown=0

when up

next S14

state S14

goback=1

goforward=0

when back

next S4

state S4

goleft=1

goright=0

when left

next S15

state S15

goforward=1

goback=0

when forward

next S5

state S5

godown=1

goup=0

when down

next S6

state S6

goforward=1

goback=0

when forward

next S8

state S8

goback=1

goforward=0

when back

next S1

endselect

Пример выполнения задания в программной среде Ladder Diagram

Варианты заданий

Подготовлен промышленный робот МП-9С, система управления B&R2003 с ПЭВМ, программный продукт В&R Automation Studio, технологическое оборудование - токарный патронно-центровой станок с ЧПУ мод. 16К20ФЗС32, вспомогательное оборудование

1.Создать структурную схему комплекса.

2. Создать планировку комплекса с учетом сервисной зоны робота.

3.Составить алгоритм функционирования ПР относительно загрузки или разгрузки станка в соответствии с вариантом задачи.

4. Разработать циклограмму работы роботизированного технологического комплекса.

5. разработать программу управления роботизированным комплексом.

 

ПЕРВОЕ ЗАДАНИЕ К ОБСЛУЖИВАНИЮ РОБОТОМ СТАНКА.

Исходное положение ПР относительно оборудования: рука опущена, втянута, повернута влево к магазину-накопителю, схват разжат. Накопитель расположен на расстоянии вытянутой руки робота. Станок расположен справа от накопителя.

 

Вариант 1: Получить технологическую команду (время выдержки - 1с), взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок и перенести в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.9с.

 

Вариант 2: Получить технологическую команду (время выдержки – 1.1с)и перенести деталь после обработки из патрон токарного станка с ЧПУ в трафарет накопителя деталей. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1с.

 

 

Вариант 3: Взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок, повернуться к станку, подождать технологической команды (время выдержки – 1.2с) и загрузить в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.8с.

 

 

Вариант 4: Получить технологическую команду (время выдержки – 1.3с), взять деталь после обработки из патрона токарного станка с ЧПУ, повернуться к накопителю, подождать технологической команды (время выдержки - 1с) и положить деталь в трафарет. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.7с.

 

 

Вариант 5.Получить технологическую команду (время выдержки – 1.2с), взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок и переместить к станку, выдержать время окончания обработки на станке(время выдержки – 1.4с), загрузить в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.1с.

 

Вариант 6. Взять деталь после обработки из пневматических тисков сверлильного станка с ЧПУ, повернуться к тактовому столу, подождать технологической команды (выдержка времени 1.4с) и положить деталь в трафарет. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.5с.

 

 

Вариант 7. Выдержать время окончания обработки на станке (выдержка времени 1.0 с) и перенести деталь после обработки из пневматических тисков сверлильного станка с ЧПУ в накопитель заготовок. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.3с.

 

 

ВТОРОЕ ЗАДАНИЕ К ОБСЛУЖИВАНИЮ РОБОТОМ СТАНКА.

Исходное положение ПР относительно оборудования: рука опущена, втянута, повернута влево к станку, схват разжат. Тактовый стол расположен по правую сторону от станка.

 

Вариант 8: Получить технологическую команду (время выдержки - 1с), взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок и перенести в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.9с.

 

Вариант 9: Получить технологическую команду (время выдержки – 1.1с)и перенести деталь после обработки из патрон токарного станка с ЧПУ в трафарет накопителя деталей. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1с.

 

 

Вариант 10: Взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок, повернуться к станку, подождать технологической команды (время выдержки – 1.2с) и загрузить в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.8с.

 

 

Вариант 11: Получить технологическую команду (время выдержки – 1.3с), взять деталь после обработки из патрона токарного станка с ЧПУ, повернуться к накопителю, подождать технологической команды (время выдержки - 1с) и положить деталь в трафарет. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 0.7с.

 

 

Вариант 12.Получить технологическую команду (время выдержки – 1.2с), взять деталь для обработки из трафарета накопителя заготовок и переместить к станку, выдержать время окончания обработки на станке(время выдержки – 1.4с), загрузить в патрон токарного станка с ЧПУ. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.1с.

 

Вариант 13. Взять деталь после обработки из пневматических тисков сверлильного станка с ЧПУ, повернуться к тактовому столу, подождать технологической команды (выдержка времени 1.4с) и положить деталь в трафарет. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.5с.

 

 

Вариант 14. Выдержать время окончания обработки на станке (выдержка времени 1.0 с) и перенести деталь после обработки из пневматических тисков сверлильного станка с ЧПУ в накопитель заготовок. Выдержка времени на разжим-зажим схвата робота – 1.3с.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИЗУЧЕНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА «EV8031/AVR» И УПРАВЛЕНИЕ РТК 4