GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 1 MÁY TÍNH VÀ NỀN TẢNG CỦA CAD/CAM - CHƯƠNG 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

80
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

MÁY TÍNH MINI, MICRO VÀ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐƯỢC (MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, PROGRAMMMABLE CONTROLLERS) Vào giữa những năm 1960 những máy tính cỡ nhỏ xuất hiện, gọi là minicomputer để phân biệt với máy tính cỡ lớn. Việc xuất hiện minicomputer phản ánh một xu hướng mini hóa trong công nghiệp máy tính mà đến nay một CPU cùng với bộ nhớ chính nhỏ xíu và bộ xuất nhập có thể chứa gọn trong một con chíp LSI (Large-Scale-Integrated) cỡ vài milimét. Con chíp này khi phối hợp với các thiết bị xuất - nhập được gọi là microcomputer....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 1 MÁY TÍNH VÀ NỀN TẢNG CỦA CAD/CAM - CHƯƠNG 3

Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER CHÖÔNG CHÖÔNG 3 CH MAÙY TÍNH MINI, MICRO MAÙ VAØ CAÙC BOÄ ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TRÌNH ÑÖÔÏC (MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, PROGRAMMMABLE CONTROLLERS) 3.1 3.1 Toång quan Vaøo giöõa nhöõng naêm 1960 nhöõng maùy tính côõ nhoû xuaát hieän, goïi laø minicomputer ñeå minicomputer phaân bieät vôùi maùy tính côõ lôùn. Vieäc xuaát hieän minicomputer phaûn aùnh moät xu höôùng mini hoùa trong coâng nghieäp maùy tính maø ñeán nay moät CPU cuøng vôùi boä nhôù chính nhoû xíu vaø boä xuaát nhaäp coù theå chöùa goïn trong moät con chíp LSI (Large-Scale-Integrated) côõ vaøi milimeùt. Con chíp naøy khi phoái hôïp vôùi caùc thieát bò xuaát - nhaäp ñöôïc goïi laø microcomputer. Trong chöông naøy chuùng ta seõ noùi veà minicomputer vaø microcomputer microcomputer. minicomputer microcomputer laø nhöõng maùy tính thöôøng ñöôïc söû duïng trong CAD/CAM. Chuùng ta cuõng seõ baøn veà PLC (Programmable Logic Controller) vaø nhöõng thieát bò ñöôïc duøng trong vieäc ñieàu khieån caùc quùa trình: Tröôùc khi xem xeùt kyõ caùc thieát bò naøy, ta haõy ñònh nghóa chuùng vaø toång quan veà vieäc öùng duïng chuùng. Maùy tính coù ba loaïi: 1. Maùy tính lôùn 2. Maùy tính mini 3. Maùy tính micro. Maù Maùy tính lôùn coù giaù thaønh lôùn, khaû naêng lôùn vaø chöùc naêng cuõng lôùn. Giaù moät maùy tính môùi loaïi lôùn coù theå ñeán haøng trieäu USD. Khaû naêng cuûa boä nhôù lôùn hôn maùy tính mini vaø micro ñeán vaøi laàn, toác ñoä tính lôùn hôn vaøi laàn. Chöùc naêng coù hai loaïi (baûng 3.1) Baûng 3.1. Nhöõng öùng duïng ñieån hình cuûa maùy tính côõ lôùn. Baû 1. Duøng trong kyõ thuaät vaø khoa hoïc ñeå giaûi nhöõng baøi toaùn phöùc taïp trong CAD: - Truyeàn nhieät - Ñoäng löïc hoïc doøng chaûy - Phaân tích caáu truùc thieát keá 2. Xöû lyù soá lieäu coù dung löôïng lôùn trong caùc öùng duïng CAM: - Keá toaùn - Laäp bieåu ñoà saûn xuaát - Tính giaù thaønh saûn phaåm - Baûo trì caùc hoà sô thoâng tin lôùn Maùy tính mini laø maùy tính loaïi nhoû. Coù hai xu höôùng nhoû hoùa trong coâng nghieäp Maù maùy tính. CAD/CAM 29
Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER 1. Goùi goïn naêng löïc tính toaùn to lôùn trong maùy coù cuøng kích thöôùc ôû nhöõng maùy tính theá heä môùi. 2. Goùi goïn loaïi coù cuøng naêng löïc tính toaùn trong moät maùy tính coù kích thöôùc nhoû hôn. Caùc nhaø saûn xuaát maùy tính mini choïn höôùng thöù 2 . Gía thaønh moät maùy tính mini côõ töø döôùi 1000 ñeán 50.000 USD. Minicomputer coù theå duøng cho hai chöùc naêng chung nhö laø maùy tính côõ lôùn (xem baûng 3.1). Tuy nhieân kích thöôùc cuûa coâng vieäc ñöôïc xöû lyù phaûi nhoû hôn vaø naèm trong khaû naêng cuûa minicomputer. Caùc maùy tính mini nhoû hôn thöôøng truøng vôùi maùy tính micro veà chöùc naêng cuûa chuùng. Nhöõng chöùc naêng cuûa maùy tính mini vaø micro coù khaùc so vôùi maùy tính lôùn. Caùc ñaëc ñieåm cuûa maùy tính mini vaø micro ñöôïc moâ taû trong baûng 3.2 Baûng 3-2 Ñaëc tính ñieån hình cuûa maùy tính mini vaø micro Baû 3- 1. Laø moät thaønh phaàn cuûa heä thoáng: thí duï duøng trong thieát bò thöû, maùy coâng cuï, chi nhaùnh ngaân haøng ñeå chuyeån maïch, môû nguoàn ñieän, hoaëc hieän hình. Maùy tính coù theå khoâng ñöôïc troâng thaáy ôû beân ngoaøi. 2. Maùy tính thöïc hieän moät nhieäm vuï ñaëc bieät trong heä thoáng, khoâng chia seû taøi nguyeân cho caùc nguoàn khaùc gioáng nhö maùy tính lôùn. Thí duï duøng trong thieát bò y teá, maùy saûn xuaát. 3. Maùy tính coù chöông trình coá ñònh, ít khi phaûi thay ñoåi. Khoâng gioáng nhö maùy tính lôùn coù theå giaûi nhöõng baøi toaùn lôùn cuûa kyõ thuaät vaø kinh doanh, maùy tính nhoû chæ thöïc hieän nhöõng nhieäm vuï rieâng bieät. Thí duï, ñieàu khieån heä thoáng an toaøn, hieän hình ñoà hoïa saûn phaåm, hoaëc uoán taám kim loaïi. Chöông trình thöôøng ñöôïc chöùa trong caùc boä nhôù thöôøng tröïc hoaëc ROM. 4. Maùy tính thöôøng thöïc hieän nhöõng nhieäm vuï töùc thôøi, töùc laø taïi moät thôøi ñieåm nhaát ñònh, noù ñaùp öùng nhu caàu cuûa heä thoáng. Thí duï trong maùy coâng cuï, noù laøm nhieäm vuï xoay duïng cuï taïi ñuùng thôøi ñieåm cho tröôùc hoaëc trong vieäc laùi moät phi ñaïn taïi sao cho taïi moãi thôøi ñieåm chính xaùc phaûi ñaït ñöôïc quyõ ñaïo caàn thieát 5. Maùy tính thöïc hieän vieäc ñieàu khieån hôn laø vieäc söû lyù soá lieäu vaø tính toaùn. Nhieäm vuï ñaàu tieân coù theå laø quaûn lyù kho, ñieàu khieån heä thoáng daây chuyeàn hoaëc ñaûm baûo ñieàu kieän cuûa ngöôøi beänh. Maùy tính micro: Duøng boä vi xöû lyù laøm thieát bò xöû lyù trung taâm. Boä vi xöû lyù coù chöùa caùc maïch IC trong con chip LSI. Nhöõng con chip LSI coù theå saûn xuaát haøng loaït vaø giaù reû. Boä vi xöû lyù coù theå thöïc hieän taát caû caùc nhieäm vuï cuûa CPU coå ñieån (Thí duï, thöïc hieän caùc pheùp tính loâgic, soá hoïc hoaëc truy xuaát döõ lieäu trong boä nhôù). Boä vi xöû lyù coù theå noái vôùi boä nhôù vaø caùc boä xuaát nhaäp ñeå taïo thaønh maùy tính micro. Ñaëc ñieåm ñieån hình cuûa maùy tính micro cuõng ñöôïc cho trong baûng 3.2. Boä ñieàu khieån logic laäp trình ñöôïc: Ñöôïc ñöa vaøo söû duïng vaøo nhöõng naêm 1960 ñeå thay theá cho caùc heä thoáng loâgic söû duïng rôle ñieän - cô. Nhöôïc ñieåm cuûa vieäc duøng rôle ñieän - cô laø kích thöôùc lôùn vaø khoâng meàm deûo trong vieäc laäp trình . Nhöõng boä ñieàu khieån laäp trình ñöôïc (Programmable Logic Controller) loaïi boû ñöôïc nhöôïc ñieåm treân. Boä ñieàu CAD/CAM 30
Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER khieån laäp trình ñöôïc (PLC) coù theå ñöôïc ñònh nghóa nhö moät thieát bò loâgic tuaàn töï coù theå xuaát ra tín hieäu tuøy theo caùc pheùp toaùn loâgic cuûa tín hieäu vaøo. Tröôùc kia trong nhieàu naêm khi duøng heä thoáng rôle, phaûi coù sô ñoà goïi laø sô ñoà baäc thang ñeå boä phaän kyõ thuaät laép ñaët. Phaàn lôùn caùc boä phaän PLC ñöôïc laäp trình vôùi vieäc söû duïng cuøng kieåu sô ñoà baäc thang. Ñieàu thuaän lôïi laø moïi ngöôøi coù theå thích öùng deã daøng vôùi thieát bò ñieàu khieån môùi. Nhöõng naêm gaàn ñaây vôùi coâng ngheä LSI, söï khaùc bieät giöõa PLC vaø maùy tính mini, micro ñöôïc giaûm xuoáng. Caùc boä PLC coù giao dieän vôùi maùy tính ôû trong saûn xuaát. Caùc boä PLC ñöôïc duøng ñeå tröïc tieáp thöïc hieän nhöõng nhieäm vuï cuï theå coøn maùy tính ñöôïc duøng ñeå theo doõi, ñieàu khieån vaø xöû lyù döõ lieäu. Boû qua vieäc tìm hieåu saâu veà minicomputer vaø microcomputer vì phaàn lôùn nhöõng vaàn ñeà lieân quan laø töông töï nhö ñoái vôùi maùy tính noùi chung maø ta ñaõ tìm hieåu trong chöông 2, ta haõy tìm hieåu saâu veà Programmable Logic Controller. 3.2. Controller- 3.2. Programmable Logic Controller-PLC Laø moät thieát bò ñieän hoaït ñoäng theo kieåu soá hoùa duøng boä nhôù laäp trình ñöôïc ñeå löu tröõ chöông trình ôû beân trong ñeå thöïc hieän caùc chöùc naêng chuyeân duøng nhö logic, tuaàn töï, thôøi gian, ñeám, vaø soá hoïc ñeå ñieàu khieån maùy moùc vaø quùa trình khaùc nhau qua caùc moâdun xuaát nhaäp töông töï hoaëc soá. PC ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp, thí duï ñieàu khieån baêng taûi, maùy ñuøn nhöïa, maùy maøi, maùy haøn, caùc quùa trình saûn xuaát Ximaêng, thöïc phaåm, quaûn lyù naêng löôïng, thieát bò thöû saûn phaåm. Caù PLC Caùc thaønh phaàn cuûa PLC Goàm coù: - Input/Output interfaces - Processor, - Memory - Programming device - Power supply Caùc thaønh phaàn naøy ñöôïc giöõ trong hoäp kín vaø chaéc chaén ñeå coù theå chòu ñöïng ñöôïc trong moâi tröôøng saûn xuaát. Caáu hình cuûa heä thoáng PLC ñöôïc veõ treân hình 3.5 Nguoàn ñieän Noái vôùi thieát bò Giao dieän Thieát bò laäp Boä xöû lyù coâng nghieäp vaøo ra trình Boä nhôù Hình 3.5. Caáu hình ñieån hình cuûa heä thoáng PLC Boä xöû lyù (Processor) laø thaønh phaàn trung taâm cuûa PLC vaø ñoâi khi ñöôïc nhaéc ñeán nhö Boä CPU. Noù thöïc hieän nhieàu chöùc naêng logic khaùc nhau, thöïc hieän caùc pheùp toaùn töø döõ lieäu nhaäp vaø xaùc ñònh döõ lieäu ra caàn thieát. Do coâng ngheä vi xöû lyù phaùt trieån neân noù ñöôïc goùi goïn beân trong thieát keá cuûa PLC ñeå taêng khaû naêng tính toaùn vaø ra quyeát ñònh. CAD/CAM 31
Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER Boä nhôù (PLC memory) ñöôïc duøng ñeå löu chöông trình chæ ñònh hoaït ñoäng logic cuûa quaù trình xuaát/nhaäp. Khaû naêng nhôù cuûa PLC memory vaøo khoaûng 1Kb ñeán 4Kb Chöông trình ñöôïc naïp vaøo boä nhôù cuûa PLC qua thieát bò laäp chöông trình. Vieäc laäp thieá trình coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng maøn hình CRT (Cathode Ray Tube) hoaëc töø baøn phím. maø Maøn hình CRT cho pheùp ngöôøi laäp trình söû duïng hoaëc sô ñoà baäc thang rôle hoaëc moät Maø ngoân ngöõ laäp trình khaùc ñeå nhaäp chöông trình logic ñieàu khieån vaøo boä nhôù. Baøn phím cho pheùp ngöôøi laäp trình nhaäp chöông trình logic ñieàu khieån vaø caùc döõ lieäu Baø khaùc baèng caùc nuùt chöùc naêng vaø nuùm xoay. Caùch naøy reû hôn vaø linh hoaït hôn, nhöng maøn hình CRT thì laïi thích hôïp hôn cho vieäc laäp trình. Boä nguoàn (power supply) laøm cho PLC hoaït ñoäng vaø laø nguoàn naêng löôïng cho caùc tín Boä hieäu ra. Noù cuõng ñöôïc duøng ñeå baûo veä PLC choáng laïi nhieãu trong caùc ñöôøng daây daãn ñieän. Laäp trình cho PLC Laä Moät trong nhöõng ñaëc ñieåm haáp daãn cuûa PLC laø deã laäp trình. Coù 3 ngoân ngöõ laäp trình cho PC: • Sô ñoà baäc thang • Bieåu thöùc ñaïi soá Boole • Ngoân ngöõ töôïng tröng gioáng nhö ngoân ngöõ assembly. Ba kieåu laäp trình naøy ñöôïc theå hieän treân hình 3.6 Sô ñoà baäc thang laø thoâng duïng nhaát vì quen thuoäc ñoái vôùi caùc thôï ñieän, kyõ sö ñieàu Sô khieån vaø ñoäi nguõ baûo trì. Nhö hình 3.6 cho thaáy sô ñoà maïch goàm caùc kyù hieäu thöôøng môû vaø thöôøng ñoùng vaø caùc thaønh phaàn khaùc ñeå ñieàu khieån thieát bò ñieän. Bieåu thöùc Boole thieát laäp quan heä giöõa ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa PC. Bieåu thöùc Boole coù Bieå theå bao goàm caùc pheùp toaùn logic AND (daáu . ), OR (daáu +) , EQUAL (daáu =). Daïng ngoân ngöõ laäp trình PLC thöù 3 hoaøn toaøn gioáng vôùi ngoân ngöõ assembly. Ngoân Daï ngöõ thöôøng goàm caùc caâu leänh nhö LOAD, AND, OR vaø STORE nhö ñöôïc minh hoïa treân hình. Ñòa chæ trong caâu leänh thöôøng laø chæ tín hieäu vaøo/ra. Vieäc laäp trình cho PLC baèng ngoân ngöõ töôïng tröng trong nhaø maùy thöôøng phaûi nhôø tôùi moät chuyeân gia laäp trình maùy tính vì ñoäi nguõ thôï trong nhaø maùy khoâng quen. Tuy nhieân trong töông lai thì vieäc laäp trình baèng ngoân ngöõ töôïng tröông cho PLC nhaát ñònh seõ taêng leân vì seõ coù nhieàu ngöôøi hieåu bieát veà maùy tính hôn. Caù Caùc chöùc naêng cuûa PLC 1. Caùc chöùc naêng ñieàu khieån rôle: taïo tín hieäu theo quy taéc logic chöùa trong PLC memory 2. Chöùc naêng thôøi gian: phaùt tín hieäu sau thôøi gian cho tröôùc 3. Chöùc naêng ñeám: phaùt tín hieäu sau khi ñaït ñöôïc soá ñeám nhaát dònh. 4. Chöùc naêng soá hoïc: coäng, tröø, nhaân, chia 5. Chöùc naêng ñieàu khieån töông töï: thöïc hieän caùc chöùc naêng ñieàu khieån tæ leä, tích phaân, ñaïo haøm. Ba chöùc naêng ñaàu laø thoâng duïng trong PLC. Hai chöùc naêng sau chæ toàn taïi trong caùc PLC maïnh. Öu ñieåm cuûa PLC Öu • Deã laäp trình hôn so vôùi panel ñieàu khieån rôle CAD/CAM 32
Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER Coù theå laäp trình laïi • Tieát kieäm khoâng gian hôn • Baûo trì PLC deã hôn , tin caäy hôn • PLC coù theå giao dieän vôùi heä thoáng maùy tính trong nhaø maùy deã hôn so vôùi • heä rôle. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, vieäc söû duïng caùc boä vò xöû lyù ñaõ laøm taêng khaû naêng cuûa PLC vaø coù xu höôùng giaûm söï caùch bieät giöõa PLC vaø minicomputer/microcomputer. Sô ñoà baäc thang thoâng duïng 1PB 2CR 4CR 5CR SOL A 3LS Laäp trình kieåu sô ñoà PLC töông ñöông daïng töï do • 1PB 2CR 4CR 5CR SOL A B 3LS • Laäp trình kieåu bieåu thöùc Boole: ((1PB.2CR)+3LS).4CR.5CR=SOL A Laäp trình kieåu maõ hoaù hoaëc ngoân ngöõ töôïng tröng: • LOAD 1PB AND 2CR OR 3LS AND 4CR NAND 5CR STORE SOL A Hình 3.6 Ba daïng ngoân ngöõ laäp trình PC - So So saùnh söï khaùc nhau giöõa maùy tính vaø PLC - Coâng ngheä : Nhö nhau - ÖÙùng duïng : Khaùc nhau PLC coù theå xem nhö moät maùy tính chuyeân duøng. Söï khaùc bieät giöõa PLC vaø maùy tính ñöôïc theå hieän ôû nhöõng khía caïnh sau: CAD/CAM 33
Chöông 3. MINICOMPUTER, MICROCOMPUTER, Leâ Trung Thöïc PROGRAMMABLE CONTROLLER • Keát noái vôùi saûn xuaát: PLC duøng ñeå giao dieän vôùi saûn xuaát coâng nghieäp. Ñaàu Keá vaøo vaø ñaàu ra ñöôïc noái tröïc tieáp vôùi caùc thieát bò coâng nghieäp trong nhaø maùy thoâng qua caùc modun xuaát nhaäp. Vôùi maùy tính, ta phaûi thöïc hieän coâng vieäc ñaëc bieät laø keát noái vôùi quùa trình, maø chuùng ta seõ xem xeùt trong chöông 17. • PLC ñöôïc thieát keá ñeå ñaët trong saûn xuaát, chòu ñöïng va ñaäp , tieáng ñoäng, ñoä PLC aåm (0 - 90%), nhieät ñoä thay ñoåi trong phaïm vi roäng ( 0 - 600C) • Laäp chöông trình: PLC duøng ngoân ngöõ laäp trình (sô ñoà baäc thang) quen thuoäc Laä cho CB kyõ thuaät, Vieäc baûo döôõng PLC ñöôïc thöïc hieän bôûi caùc heä thoáng goïi laø Modular vaø vì vaäy maø söï chaån ñoaùn söï coá deã hôn. Caâu hoûi oân taäp Caâ 1. Haõy cho bieát chöùc naêng vaø ñaëc ñieåm cuûa maùy tính lôùn, maùy tính mini vaø maùy tính micro. 2. PLC laø gì? Caáu hình cuûa PLC goàm nhöõng thaønh phaàn gì? Cho bieát chöùc naêng cuûa moãi thaønh phaàn. 3. PLC ñöôïc laäp trình nhö theá naøo? 4. So saùnh PLC vaø maùy tính. HEÁT CHÖÔNG 3 CAD/CAM 34