ЖУРНАЛ «СТА» №3/2002

требований. Система ЧПУ NC2000 впервые была продемонстрирована в Москве на выставке «Пе- редовые технологии авто- матизации — 2001» в дека- бре 2001 года. Мы создавали NC2000 как систему нового поко- ления, воплощая в ней весь имеющийся опыт. Конструктивно система построена на основе отла- женных стандартных се- рийно выпускаемых базо- вых узлов и плат, производимых фир- мами Advantech, Fastwel, Grayhill и Omron. Использование стандартных узлов позволило решить сразу несколь- ко важных задач. Первая из них — су- щественное сокращение сроков разра- ботки системы при одновременном снижении трудозатрат. Вторая — по- вышенная надежность комплектую- щих, так как их серийно выпускают хо- рошо зарекомендовавшие себя на ми- ровом рынке фирмы. Третья — универ- сальность и доступность применяемых комплектующих: они поставляются на российский рынок в массовом поряд- ке, на их основе могут быть построены самые разнообразные системы управ- ления, включая большие распределен- ные системы АСУ ТП, при сохранении однородности ремонтной базы. Основной особенностью системы NC2000 является принцип её построе- ния. Это распределенная система с гибкой архитектурой. Варианты архи- тектуры системы NC2000 показаны на рис. 1, а примерная структура произ- водственного участка с её использова- нием — на рис. 2. Как видно из рисун- ков, ядром системы является базовая станция, построенная в конструктиве промышленной рабочей станции фир- мы Advantech. Базовая станция управ- ляет всей системой на уровне команд, обес- печивает пользова- тельский интерфейс, сетевые возможности, а также отвечает за вза- имодействие с авто- номными внешними устройствами (такими, например, как система технического зрения) и системами верхнего уровня. Работает стан- ция под управлением WindowsNT. Блок (контроллер) адаптивного уп- равления выполняет функцию регули- ровки параметров технологического процесса или подстройки параметров оборудования в реальном масштабе времени. В зависимости от сложности процесса адаптивного управления, уровня требований к надежности и точности управления, временных ха- рактеристик цепи обратной связи эта функция может быть реализована на специально выделенном контроллере либо быть дополнительной функцией базовой станции или любого контрол- лера, например контроллера управле- ния движением. На нижнем уровне NC2000 распо- ложены контроллеры, отвечающие за управление технологической машиной в режиме жесткого реального времени. Это контроллеры управления движе- нием, контроллеры электроавтомати- ки, адаптивного управления и т.д. Все контроллеры объединены между собой и с базовой станцией в единую сеть и имеют индивидуальный сетевой адрес. Каждый контроллер получает задание от базовой станции, выполняет его и посылает базовой станции информа- цию о ходе выполнения задания. Данная архитектура системы позво- ляет получить наивысшую скорость её реакции на внешнее воздействие, сохранив обширные сетевые, гра- фические и вычислительные воз- можности. Время отработки одно- го цикла управления движением NC2000 не более 200 мкс, при этом один контроллер может уп- равлять одновременно 32 осями. Гарантированное время реакции контроллеров системы может до- стигать 50 мкс. Количество кон- троллеров в системе NC2000 в ос- новном определяется сетевыми возможностями. Траектория движения инстру- мента по обрабатываемой поверхности представляет собой кусочноломаную линию, приближающуюся к теорети- ческому контуру поверхности с задан- ной точностью. В обычных системах ЧПУ, чтобы пе- рейти на следующий отрезок этой ли- нии, узел станка должен сначала оста- новиться, дабы исключить «перебег» конечной точки отрезка и не нарушить точность обработки. Поэтому станок постоянно работает в режиме разго- на/торможения и при малой длине от- резков (не более 10 мкм для достиже- ния точности трехмерной поверхности IT8) не успевает выходить на заданную скорость подачи, что существенно сни- жает его реальную производитель- ность. Чтобы преодолеть такую ситуа- цию, нужно заменить полное торможе- ние торможением до некоторой вели- чины скорости, при которой отклоне- ние реальной траектории от заплани- рованной не превышает заданного до- пуска, а для этого требуется информа- ция о последующих перемещениях ин- струмента. Поэтому контроллер управ- ления движением NC2000 принимает к исполнению от базовой станции па- кет буферизованных кадров, про- граммно описывающих отдельные по- следовательные отрезки запланиро- 30 СТА 3/2002 СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИ Я / МАШИНОС Т Р О Е НИ Е www.cta.ru БАУ Блок (контроллер) адаптивного управления К исполнительным устройствам и датчикам К серверу Контроллер управления движением Рабочая станция со встроенным модулем электроавтоматики БАУ Блок (контроллер) адаптивного управления К исполнительным устройствам и датчикам К серверу Контроллер управления движением со встроенным модулем электроавтоматики Рабочая станция БАУ Блок (контроллер) адаптивного управления К исполнительным устройствам и датчикам К серверу Контроллер управления движением Контроллер электроавто# матики Рабочая станция Рис. 1. Варианты архитектуры системы NC-2000 Применение системы NC-2000 для управления каландровой линией по производству жёстких плёнок (ОАО Дзержинское производственное объединение «Пластик»)