Логическое «или»

Обозначение: ; or (в программе)

Функция равна «1», если хотя бы один из аргументов x_i равен «1».

Логическое «ИЛИ» используется, если для включения/отключения механизма достаточно хотя бы одного из нескольких условий. Такими сигналами являются сигналы аварийного отключения.

Пример: станки с ЧПУ и станки-автоматы обычно имеют ограждение, которое в процессе работы обязательно должно быть закрыто. Если в процессе работы срабатывает концевой выключатель открытого ограждения, то обработка должна прекращаться. Такими же аварийными сигналами, запрещающими дальнейшую обработку, могут быть прекращение подачи СОЖ, превышение температуры в зоне резания допустимого максимального значения, превышение потребляемой мощности двигателя главного движения допустимого максимума. В этом случае сигнал аварийного отключения станка можно описать следующей функцией:

y₂= x ₄ x ₅ x ₆ x ₇, где

x₄=1 – заграждение открыто;

x ₅=1 – СОЖ не подается;

x ₆=1 – t_рез > t_max;

x ₇=1 – P_рез > P_max;

Логическое «не»

Результат логической операции НЕ равен значению, противоположному значению аргумента, т.е., если x=«0», то «1», и наоборот, если x=«1», то «0». Такое значение называют инверсным значением [латин. inverto — переворачиваю].

Очень часто для того, чтобы включить механизм, некоторый датчик должен быть в выключенном состоянии. При этом в процессе перемещения рабочего органа датчик включается, и в момент его включения перемещение рабочего органа должно заканчиваться.

Рассмотрим перемещение суппорта. Оно должно закончиться в момент касания суппортом датчика крайнего положения. В момент включения и перемещения суппорта этот датчик выключен (т.е. НЕ включен). Таким образом, логическую функцию включения перемещения суппорта можно связать с инверсным показанием датчика крайнего положения. Пусть условием подачи сигнала перемещения суппорта являются ранее введенные x₁, x₂, x₃. Кроме того, двигатель главного движения должен быть включен – x₈ и резец подведен – x₉. Крайнее рабочее положение суппорта фиксируется датчиком, которому соответствует x₁₀. Тогда функцию включения перемещения суппорта можно описать следующим образом:

y₃= x₁ x₂ x₃ x₈ x_{9 10} .

Инверсные показания датчиков могут использоваться не только как условия прекращения подачи сигнала. Например, все сигналы перемещения рабочих органов должны быть связаны с условием, что ограждение закрыто. При этом в любой момент времени при открытии заграждения все механизмы должны остановиться.

С учетом этого сигнал перемещения суппорта будет иметь вид:

y₃= x₁ x₂ x_{3 4} x₈ x_{9 10} .

Аналоговое регулирование

Этот вид управления используется тогда, когда система должна поддерживать заданный режим работы механизма. Например, заданную частоту вращения шпинделя, заданную температуру в печи отжига, заданную скорость перемещения суппорта, заданную скорость перемещения руки робота. Работу таких механизмов описывает теория автоматического управления. Сами механизмы описываются дифференциальными уравнениями в форме Лапласа. Разные составляющие части системы описываются передаточными функциями, а управляющим сигналом является разностный сигнал между заданным значением параметра и фактическим.

Раньше основными средствами аналогового регулирования были специальные устройства – аналоговые регуляторы, в которых реализация передаточных функций W(p) выполнялась обычными аналоговыми усилителями с обратной связью. Сейчас для этой цели всё больше используются специализированные устройства – контроллеры. В них соответствующее дифференциальное уравнение решается непосредственно.

Контроллеры для управления исполнительным устройством в режиме аналогового регулирования способны реализовывать любую передаточную функцию. Наиболее общим видом управления при этом является пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования (ПИД-регулирование). Пропорциональная составляющая обеспечивает усиление слабого сигнала рассогласования (разность между фактическим режимом работы исполнительного устройства и заданным). Интегральная составляющая обеспечивает накопление (интегрирование слабого сигнала рассогласования), в результате чего режим работы исполнительного устройства будет в точности соответствовать заданному. Дифференциальная составляющая обеспечивает быстрое реагирование на изменение заданного режима работы (производная от скачка равна бесконечности).

Программное управление

Этот вид управления отличается тем, что режим работы исполнительного механизма изменяется по программе. Системы программного управления известны уже несколько десятилетий. В качестве программного датчика в них могут использоваться схемы релейно-контактной автоматики, штекерные панели, в которых путем электрического соединения исполнительных реле задается программа работы.

Еще одним средством являются кулачковые командно – аппараты (рисунок 1).

Рисунок 1 – Кулачковый командоаппарат

Барабан командо-аппарата медленно вращается. Кулачки один за другим включают исполнительные механизмы. В настоящее время командо – аппараты и штекерные панели все больше заменяются контроллерами. Самым сложным видом программного управления является числовое программное управление (ЧПУ) на станках.

Простейшим примером системы программного управления является система управления температурой в печи отжига (рис.2).

Рисунок 2 – График изменения температуры в печи

Системы адаптивного управления

При таком виде управления режим работы исполнительного механизма определяется с учетом свойств управляемого процесса, т.е. система адаптируется к управляемому процессу. Система контролирует свойства процесса с помощью датчиков и определяет наилучший для текущего момента времени режим работы объекта. Т.е., система решает задачу оптимального управления объектом.

Например, при черновой обработке заготовок режимы резания могут изменяться в зависимости от твердости заготовки ее поверхностного слоя, снимаемого припуска. Это задача решается с помощью соответствующего программного обеспечения и датчиков обратной связи.