GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 7 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NHỜ MÁY TÍNH - CHƯƠNG 17

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

Thêm vào BST

Báo xấu

65
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

GIAO DIỆN GIỮA MÁY TÍNH VỚI QÚA TRÌNH 17.1 KHÁI QUÁT Trong phần này chúng ta sẽ xem xét vấn đề dùng máy tính để điều khiển quá trình sản xuất như thế nào. Trước hết là việc giao diện giữa máy tính và quá trình. Máy tính phải có khả năng giao tiếp với môi trường của nó.Trong một hệ thống xử lý dữ liệu, sự giao tiếp được thực hiện bởi các thiết bị xuất nhập mà chúng ta đã xem xét trong chương 2, như các thiết bị đọc thẻ, máy in, màn hình CRT. ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CAD/CAM - PHẦN 7 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NHỜ MÁY TÍNH - CHƯƠNG 17

Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc PHAÀN VII KHIEÅ ÑIEÀU KHIEÅN QUAÙ TRÌNH NHÔØ MAÙY TÍNH Chöông Chöông 17 GIAO GIAO DIEÄN GIÖÕA MAÙY TÍNH VÔÙI QUÙA TRÌNH 17.1 17.1 KHAÙI QUAÙT Trong phaàn naøy chuùng ta seõ xem xeùt vaán ñeà duøng maùy tính ñeå ñieàu khieån quaù trình saûn xuaát nhö theá naøo. Tröôùc heát laø vieäc giao dieän giöõa maùy tính vaø quaù trình. Maùy tính phaûi coù khaû naêng giao tieáp vôùi moâi tröôøng cuûa noù.Trong moät heä thoáng xöû lyù döõ lieäu, söï giao tieáp ñöôïc thöïc hieän bôûi caùc thieát bò xuaát nhaäp maø chuùng ta ñaõ xem xeùt trong chöông 2, nhö caùc thieát bò ñoïc theû, maùy in, maøn hình CRT. Trong saûn xuaát nhôø maùy tính, moâi tröôøng cuûa maùy tính khoâng chæ coù nhöõng thieát bò treân maø coøn bao goàm caû quaù trình saûn xuaát. Nhö moät heä thoáng ñieàu khieån quùa trình, maùy tính phaûi coù khaû naêng caûm nhaän ñöôïc nhöõng bieán soá quan troïng cuûa quùa trình vaø duy trì söï kieåm soaùt quùa trình moät caùch hieäu quûa. Trong caùc muïc sau ñaây chuùng ta seõ xem xeùt moät soá thaønh phaàn quan troïng cuûa heä thoáng ñieàu khieån quùa trình nhôø maùy tính. 17.2. VEÀ 17.2. DÖÕ LIEÄU VEÀ QUAÙ TRÌNH SAÛN XUAÁT. Chuùng ta haõy xem xeùt baûn chaát cuûa döõ lieäu lieân keát maùy tính vôùi quùa trình saûn xuaát. Nhöõng döõ lieäu naøy ñöôïc chia laøm ba loaïi: 1. Tín hieäu töông töï lieân tuïc (thí duï nhö nhieät ñoä, aùp suaát, doøng chaát loûng), 2. Döõ lieäu nhò phaân rôøi raïc (on, off, ñoùng môû, möùc ñieän aùp 0 vaø +5V,..) 3. Döõ lieäu xung (tín hieäu xung do moät maùy phaùt xung thöïc hieän, thí duï duøng ñeå ñieàu khieån moâtô böôùc). Ba daïng tín hieäu ñöôïc theå hieän treân hình 17.1. Tìn hieäu töông töï 1 Tìn hieäu nhò phaân Tìn hieäu xung 0 Hình 17.1. Ba daïng döõ lieäu veà quùa trình saûn xuaát. 17.3. 17.3. HEÄ THOÁNG BIEÂN DÒCH DÖÕ LIEÄU VEÀ QUÙA TRÌNH Coù 6 caùch bieåu dieãn döõ lieäu nhaäp xuaát giöõa maùy tính vaø quùa trình. Ñoù laø: 1. Chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï thaønh tín hieäu soá. 2. Tín hieäu nhaäp kieåu coâng taéc 3. Ñeám xung 4. Chuyeån ñoåi tín hieäu soá thaønh tín hieäu töông töï CAD/CAM 199
Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc 5. Tín hieäu xuaát kieåu coâng taéc 6. Thieát bò phaùt xung. Giao dieän toång quaùt giöõa maùy tính vaø quùa trình ñöôïc theå hieän treân hình 17.2. Boä bieán ñoåi tín hieäu töông töï-soá Thieát bò nhaäp kieåu coâng taéc Maùy tính Thieát bò ñeám soá xung Quaù trình Boä bieán ñoåi tín saûn xuaát hieäu soá-töông töï vaø thieát bò Thieát bò xuaát Thieát bò kieåu coâng taéc ngoaïi vi xöû lyù döõ lieäu Boä phaùt xung Hình 17.2. Giao dieän giöõa maùy tính vaø quaù trình 17.4. 17.4. CAÙC THIEÁT BÒ GIAO DIEÄN PHAÀN CÖÙNG Caùc thieát bò naøy duøng ñeå thöïc hieän söï giao dieän giöõa maùy tính vaø quùa trình. Thieá Thieát bò chuyeån ñoåi tín hieäu vaø caûm bieán. Thieát bò chuyeån ñoåi duøng chuyeån ñoåi moät ñaïi löôïng vaät lyù naøy sang ñaïi löôïng vaät lyù khaùc ñeå cho deã söû duïng vaø deã ñaùnh giaù hôn. Khi thieát bò chuyeån ñoåi duøng deå ño giaù trò cuûa moät ñaïi löôïng vaät lyù chuùng ñöôïc coi nhö nhöõng caûm bieán (sensor). Coù hai daïng thieát bò chuyeån ñoåi laø töông töï vaø soá. töông so Thieát bò chuyeån ñoåi töông töï phaùt ra tín hieäu lieân tuïc, nhö kieåu doøng ñieän hoaëc Thieá ñieän theá ñaëc tröng cho bieán cuûa quaù trình. Chuùng coù hai loaïi: möùc thaáp (vaøi milivolts) vaø möùc cao (côõ lôùn hôn 1 volt). Thieát bò chuyeån ñoåi kieåu soá phaùt ra tín hieäu soá bieåu dieãn ñaïi löôïng ño ñöôïc ôû daïng Thieá moät boä caùc bít song song hoaëc moät loaït caùc xung ñeám ñöôïc. Nhôø töông thích vaø deã duøng vôùi maùy tính soá chuùng ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi. Boä Boä chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï thaønh tín hieäu soá. Quaù trình chuyeån ñoåi goàm 3 giai ñoaïn: 1. Tín hieäu lieân tuïc chuyeån thaønh moät loaït caùc tín hieäu töông töï ôû daïng rôøi raïc theo thôøi gian. CAD/CAM 200
Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc 2. Moãi giaù trò töông töï rôøi raïc bieán thaønh moät soá höõu haïn caùc möùc ñieän theá rôøi raïc vôùi bieân ñoä cho tröôùc. 3. Caùc möùc vôùi bieân ñoä cho tröôùc ñöôïc bieán thaønh daïng soá. Giai ñoaïn naøy ñoâi khi ñöôïc goïi laø encoding (maõ hoaù). Khi choïn boä chuyeån ñoåi töông töï – soá duøng trong coâng nghieäp phaûi löu yù ñeán ñaëc tính cuûa noù: toác ñoä chuyeån ñoåi, thôøi gian chuyeån ñoåi, ñoä phaân giaûi. Boä chuyeån ñoåi tín hieäu soá thaønh tín hieäu töông töï Nhaän tín hieäu töø maùy tính vaø phaùt ra tín hieäu töông töï ôû daïng ñieän theá duøng cho vieäc ñieåu khieån caùc thieát bò töông töï nhö boä ghi döõ lieäu vaø maùy in. Ñaây laø thieát bò phaûn hoài cuûa maùy tính veà quaù trình maø noù ño ñaïc. Quaù trình chuyeån ñoåi chia laøm hai giai ñoaïn: 1. Tín hieäu soá chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu töông töï töông ñöông. Giai ñoaïn naøy goïi laø giaûi maõ (decoding). Vieäc giaûi maõ ñöôïc thöïc hieän bôûi thanh ghi nhò phaân. Ñieän theá ra ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: [ ] () −1 V0 = Vref 0.5B1 + 0.25 B2 + 0.125 B3 + ... + 2n Bn trong ñoù V0 = ñaàu ra cuûa hoaït ñoäng giaûi maõ Vref = nguoàn ñieän theá tham chieáu, baèng ñaïi löôïng lôùn nhaát cuûa ñaàu ra. B1, B2, …, Bn = traïng thaùi (0 hoaëc 1) cuûa caùc bít noái tieáp nhau trong thanh ghi. 2. Chuyeån ñoåi tín hieäu töø thanh ghi nhò phaân thaønh tín hieäu töông töï lieân tuïc gaàn ñuùng. Thí Thí duï: V0 = 10[0.5(1) + 0.25 (0) + 0.125(1) + 0.625(1) +0.03125(0) + 0.0156(1)] = 0.03125 V Thieát bò chuyeån ñoåi tín hieäu haøng loaït (multiplexers) Thieá Laø moät thieát bò ñoùng ngaét noái haøng loaït vôùi moãi keânh nhaäp döõ lieäu töø quaù trình. Noù chia seû thôøi gian söû duïng vôùi caùc boä chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï thaønh tín hieäu soá (vaø caû caùc boä khueách ñaïi tín hieäu) giöõa nhöõng tín hieäu vaøo. Noù cuõng coù theå coù nhöõng boä chuyeån ñoåi tính hieäu töông töï – soá rieâng bieät. Do vieäc laép ñaët caùc boä chuyeån ñoåi cho nhieàu tín hieäu ñeán maùy tính seõ raát ñaét tieàn neân vieäc söû duïng boä multiplexers seõ raát höõu ích vì reû tieàn maø vaãn ñaùp öùng nhu caàu chuyeån ñoåi cuûa heä thoáng. 17.5. 17.5. XÖÛ LYÙ TÍN HIEÄU NHAÄP XUAÁT DAÏNG SOÁ Döø Döøng heä thoáng Maùy tính ñöôïc trang bò moät heä thoáng logic ñeå ñieàu khieån vieäc döøng maùy moùc vaø quaù trình. Muïc tieâu cuûa heä thoáng naøy laø cho pheùp vieäc ñoùng ngaét giöõa caùc chöông trình chính vaø chöông trình con ñeå ñaùp öùng nhu caàu cuûa thieát bò khi thöïc hieän quaù trình. Thí duï ngaét maïch khi maùy khoâng coù phoâi, ñöa phoâi vaøo vò trí gia coâng. Vieäc ñoùng ngaét coù theå laø do caùc nguyeân nhaân beân ngoaøi vaø nguyeân nhaân beân trong heä thoáng. Möùc ñoä öu tieân ngaét nhö sau: Möùc 1 (thaáp nhaát): Vieäc ngaét heä thoáng bôûi ngöôøi vaän haønh Möùc 2: Vieäc ngaét sinh ra bôûi heä thoáng Möùc 3: Vieäc ngaét do rô-le thôøi gian CAD/CAM 201
Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc Möùc 4: Vieäc ngaét do thöïc hieän xong leänh ñieàu khieån Möùc 5 (cao nhaát): Vieäc ngaét ñöôïc sinh ra bôûi quùa trình Laä Laäp trình ñieàu khieån Phaàn lôùn vieäc laäp trình ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän baèng ngoân ngöõ assembly hoaëc moät ngoân ngöõ caáp cao nhö FORTRAN. Vieäc laäp trình baèng ngoân ngöõ assemly thích hôïp cho nhöõng coâng vieäc ñôn giaûn. Nhöõng chöông trình naøy coù öu ñieåm laø hieäu quûa hôn vaø thöïc hieän nhanh choùng hôn, ñaëc bieät khi vieäc tính toaùn phaûi laëp laïi nhieàu laàn. Nhöõng chöông trình ñöôïc vieát baèng ngoân ngöõ caáp cao ñònh höôùng ñoái töôïng coù öu ñieåm laø giaûm ñöôïc thôøi gian vieát, quen thuoäc vôùi nhieàu kyõ sö vaø baùc hoïc. 17.6. Phaân caáp vaø noái maïng maùy tính trong saûn xuaát 17.6. Toå chöùc hoaït ñoäng cuûa maùy tính theo kieåu phaân caáp (hình 17.7). Maùy tính coâng ty Caáp 4 Maùy tính nhaø maùy Caáp 3 Maùy tính veä tinh Maùy tính veä tinh Caáp 2 Maùy vi Maùy vi Maùy vi Maùy vi Caáp 1 tính tính tính tính Quaù trình Quaù trình Nguyeân Quaù trình Quaù trình saûn xuaát saûn xuaát coâng saûn xuaát saûn xuaát Hình 17.7. Toå chöùc hoaït ñoäng cuûa maùy tính trong saûn xuaát. Öu ñieåm cuûa hoaït ñoäng phaân caáp maùy tính trong saûn xuaát laø: Vieäc ñieàu khieån ñöôïc hình thaønh theo töøng caáp. Vieäc duøng maùy tính kieåu - naøo laø tuyø theo nhu caàu ôû caáp ñoù. Söï dö thöøa trong sô ñoà toå chöùc cho pheùp caùc maùy tính khaùc thöïc hieän laïi caùc chöùc naêng thænh thoaûng bò loãi. Caùc phaàn meàm thieát keá cho sô ñoà toå chöùc naøy deã quaûn lyù hôn vì caùc döï aùn - laäp trình coù theå ñöôïc hoã trôï moät caùch ñoäc laäp nhau. Toå Toå chöùc hoaït ñoäng cuûa maùy tính theo kieåu maïng. Coù 4 kieåu noái maïng maùy tính trong saûn xuaát (hình 17.8) CAD/CAM 202
Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc a) c) d) b) Hình 17.8. Caùc daïng noái maïng maùy tính trong saûn xuaát a) Noái maïng kieåu ñieåm tôùi ñieåm b) Noái maïng kieåu sao c) Noái maïng kieåu daây treo d) noái maïng kieåu xoay voøng Noái maïng kieåu ñieåm tôùi ñieåm laø kieåu noái daây daãn giöõa hai thieát bò vôùi nhau (ñieån Noá hình laø noái maùy tính vôùi maøn hình). Öu ñieåm laø ñôn giaûn, khi moät daây daån bò ñöùt caùc daây daãn kia vaãn hoaït ñoäng. Tuy nhieân khi soá löôïng thieát bò taêng leân thì caùc daây daãn trôû neân daøi vaø chi phí ñaét tieàn. Noái maïng kieåu sao laø kieåu noái trong ñoù moät maùy tính trung taâm (chuû) noái vôùi moät Noá soá thieát bò ngoaïi vi (tôù). Nhöôïc ñieåm cuûa kieåu noái maïng naøy laø khi maùy chuû bò truïc traëc thì taát caû caùc maùy tôù khoâng hoaït ñoäng ñöôïc. Trong kieåu noái maïng daây treo thì caùc maùy tính vaø caùc thieát bò ngoaïi vò ñöôïc noái Trong chung vaøo moät daây daãn. Daây naøy goïi laø bus truyeàn döõ lieäu. Nhöôïc ñieåm cuûa kieåu noái maïng naøy laø chæ coù hai boä xöû lyù laø coù treå truyeàn döõ lieäu cho nhau trong moät luùc. Trong kieåu noái maïng xoay voøng, moãi maùy tính ñöôïc noái vôùi daây daãn taïi choã baét Trong ñaàu vaø keát thuùc treân boä ñieàu khieån xoay voøng, ñieån hình laø moät maùy tính duy trì söï kieåm soaùt vieäc keát noái giöõa caùc maùy tính. Khi coù moät thoâng baùo cho moät maùy tính naøo ñoù thì taát caû caùc maùy khaùc trong maïng ñeàu nhaän ñöôïc. CAD/CAM 203
Chöông 17. MAÙY TÍNH – GIAO DIEÄN VÔÙI QUÙA TRÌNH Leâ Trung Thöïc Caâu hoûi oân taäp 1. Döõ lieäu veà quaù trình saûn xuaát coù nhöõng daïng naøo? 6 caùch bieåu dieãn tín hieäu nhaäp xuaát laø gì? Laøm theá naøo ñeå chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï thaønh tín hieäu soá vaø ngöôïc laïi? 2. Tín hieäu nhaäp xuaát daïng soá ñöôïc thöïc hieän nhö theá naøo? 3. Maùy tính trong saûn xuaát ñöôïc phaân caáp vaø noái maïng nhö theá naøo? HEÁT CHÖÔNG 17 HEÁ CAD/CAM 204