Устройство для моделирования систем группового числового программного управления

1019168 тируется обмен сигналами между управляющей ЭВИ и станками с ЧПУ. Времяобработки станками очередного кадрауправляющей прорраммы имитируетсявременем заполнения счетчика тактовыми импульсами, Момент конца отработки кадра ) станка имитируетсяпоявлением сигнала на выходе де" 10шифратора, который, перебрасываятриггер, Формирует запрос информа"ции очередного кадра управляющейпрограммы) на 1 выходе выходногопреобразователя, Поступление из ЭВМинформации в ответ на запросы ими"тируется появлением сигнала на 1выходе входного преобразователя, ко.торый сбрасываеттриггер в нулевое состояние. Поскольку. каждыйтриггер подключен к своему выходудешифратора и частота генераторатактовых импульсов постоянна, накаждом выходе выходного преобразователя имеются последоватеяьности импульсов с одинаковой частотой, сдви нутые друг относительно друга на постоянную величину 3 ).Однако это устройство имеет слеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при анализе систем группового числового программного управлениястанками,Известны методы моделированиясистем группового числового программного управления станками на электронных вычислительных машинах ЭВМ),когда путем программного описанияпроцесса Функционирования системыгруппового числового программногоуправления и или) объекта управления имитируется их взаимодействие,.Однако моделирование таких сложных систем на ЗВИ не всегда эффективно вследствие необходимости составления сложных программ и пере"программирования при изменении ис"следуемой структуры. Составлениеже универсальной моделирующей программы имеет еще большую трудоемкость программирования, а такжетребует высокой точности воспро"изведения временных интервалов, которые не всегда достаточно достоверно воспроизводят моделируемый про-цесс или систему. Известно устройство для моделирования системы группового числового программного управления, в ко" тором при помощи генератора случайных чисел и блоков моделирования цепи Маркова моделируются запросы в систему массового обслуживания, которые фиксируются и обрабатываются методами статической обработкиЯ,Недостаток этого устройства в том, что в нем моделируются только запросы в систему управления беэ учета воздействия системы на объект источник заявок).Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования системы группового числового программного управления, в котором функции управления реализованы в ЭВИ, а стан. ки с ЧПУ и каналы связи моделируются аппаратным способом,1.2 3.Известно также устройство, содер. жащее ЭВМ, входами подключенную к выходам выходного преобразователя, а выходами - к входам входного преобразователя, генератор тактовых импульсов и по количеству моделируемых станков триггеры, выходы которых соединены с входами выходного преобразователя, В устройстве ими. 30 35 40 45 дующие недостатки; оно не позволяет Фиксировать запаздывание поступления информации из ЭВИ при частоте.запросов превышающей допустимую,что не дает возможности оценить границы устойчивого Функционированиясистемы; вследствие Фиксированныхинтервалов между запросами станковЭВИ работает в облегченных условиях, далеких от реальных, так как вреальных системах запросы отдельныхстанков формируются независимо другот друга и интервалы времени междузапросами распределяются по экспоненциальному закону, вследствиечего запросы в ЭВМ поступают неравномерно при этом возможно одновременное поступление нескольких запросов, что предъявляет к ЭВИ более жесткие требования по времени обслуживания запросов, Изменением же частоты генератора тактовых импульсовможно добиться только абсолютногоизменения частоты по каждому выходу и сдвигу фаэ между последователь ностями, относительного же значения изменить невозможно,Целью изобретения является расширение области применения устройства путем независимого Формирования распределения интервалов времени между запросами от станков3 10.1по экспоненциальному закону и учета запаздываний обслуживания запросов,Эта цель достигается тем, что вустройство для моделирования введеныпервая группа дешифраторов. по числу триггеров, первый элемент ИЛИсчетчик запаздываний, по числу триггеров элементы И и последовательносоединенные второй элемент ИЛИ, генератор случайных чисел, коммутатор,группу по числу триггеров счетчиков и вторые дешифраторы, выходыкоторых соединены с первыми входами триггеров и элементов И, подключенных вторыми входами к выходамтриггеров и к входам коммутатораи второго элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединенсо счетными входами счетчиков, авыходы всех элементов И через пер"вый элемент ИЛИ подключены к входусцетчика запаздываний, вторые входытриггеров соединены через первыедешифраторы с выходами входного пре.образователя, выходы счетчиков соединены с входами вторых дешифрато"ров,На фиг, 1 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг,2 схема коммутатора и схема формирования исходного состояния.Устройство для моделирования сис.тем группового числового программного управления содержит ЭВМ 1,включающую процессор 2 и подключенные к нему оперативное запоминающееустройство (ОЗУ). 3 и устройство 4ввода-вывода, входной преобразователь 5, выходной преобразователь 6,группу первых дешифраторов 7.1-7группу триггеров 8-8, группу элементов совпадения 9-9, группу вторых дешифраторов 10-10 п, группусчетчиков 11- 11, генератор 12 так-товых импульсов, коммутатор 13, генератор .14 случайных чисел, элементыИЛИ 15 и 16, счетчик 17 запаздываний, а коммутатор 13 состоит из элементов И 18-23, генератор одиночныхимпульсов 24, элементы ИЛИ 25 и 26,ЗВИ 1 представляет собой исследуемую систему управления и реали. зует функции управления, все остальные устройства имитируют объект управления (станки с ЧПУ и каналы сая.зи) .Входной и выходной преобразователи 5 и 6 соответственно предназна 9468 4.чены для согласования интерфейса ЭВМс остальными элементами устройствадля моделирования, В связи с тем,что в качестве управляющей ЭВМ а сис"темах группового числового программыго управления в основном используются ЭВИ типа И"6000, СИ, СИ,в качестве входного преобразователя5 можно использовать модуль вывода1 о импульсных сигналов (МВИС) А 641-10,а в качестве выходного преобразователя 6 - модуль ввода инициативныхсигналов (МВвИС) А-8 из номенклатуры СМ-ЭВИ 2,В ЭВМ 1 ОЗУ 3 и устройство 4 ввода-вывода подключены к процессору,Выходы процессора 2 ЭВИ 1 подключены к входам входного преобразова. теля 5, а входы - к выходам выходного го преобразователя 6, Выходы вход"ного преобразователя 5 подключенык входам первых дешифраторов 7.1-7 п.Выходы первых дешифраторов 7-7 п под.ключены соответственно к вторым вхо 25 дам триггеров 8-8 п, Первые входытриггеров 8-8и первые входы элементов 9-9 совпадения подключенысоответствейно к нулевым выходам вто.рых дешифраторов 10-10, Вторыезовходы элементов 9-9, совпадения,входы 1-и выходного преобразователя6, управляющие входы 1-и коммутатора 13 и входы элемента ИЛИ 15 подключены к выходам триггеров 8-8соответственно. Входы вторых дешй- ратороа 1 О -10 подключены к выходам1 .исоответственно счетциков 11.-11,Информационные входы счетчиков 1111 подключены к выходам соответственно 1-п коммутатора 13, Счетные4 О входы счетчиков 11 "11 подключены1 ик выходу. генератора 12 тактовых импульсов,Коммутатор 13 содержит две группыэлементов И по три в каждой группе(первые входы элементов И) подключе 5 О нц к выходам датчика 14 случайныхчисел. Управляющие входы коммутатора13 (вторые входы элементов И) ивходы элемента ИЛИ 15 подключены че"рез элемент ИЛИ 1 и ИЛИ 2 к выходам. 55 триггеров 8.Коммутатор может быть выполненпо другой схеме и на других элементах, что не имеет принципиальногозначения для работы предложенногоустройства в целом.Схема формирования исходной ин-Формации для двух счетчиков (Фиг.2)состоит иэ генератора одиночных импульсов 2 ч выход которого черезпереключатель К подключен к вторымвходам элементов ИЛИ 25 и 26, первые входы которых подключены к выхо"дам триггеров 8, а выходы элементовИЛИ 25 и 26 подключены к входам эле.ментов ИЛИ 15 и управляющим входамкоммутатора 13 (вторым входам элементов И),Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии все триггеры и счетчики находятся в нулевомсостоянии, Перед пуском системы всчетчики 11 - 11 заносятся произ 1вольные числа, Зля этого переклю"чатель К переключается к положение"1" и запускается генератор одиночных импульсов. Одиночный импульс сего выхода проходит через переключатель К на элемент ИЛИ 25 и поступает на входы элементов И первойгруппы И 18-20), подготавливая ихк работе, а также на первый входэлемента ИЛИ 15, Сигнал с выходаэлемента ИЛИ 15 запускает генератор 14 случайных чисел, информацияс выхода которого проходит черезподготовленные к работе элементы Ипервой группы (И 18-20) на счетчик111 Таким образом в счетчик 11 заносится начальное, число.Затем переключатель К переводит"ся в положение "2" и вновь запускается генератор 2, При этом начальное число заносится аналогично описанному через элементы И второй группы (И 21-23) в счетчик 112, Для занесения информации в и счетчиковнеобходим переключатель на и положений, и элементов ИЛИ и и запусков генератора 2 ч,8 процессе работы устройства занесение информации в счетчики 111 и11 осуществляется аналогичным образом, только вместо сигналов генератора используются сигналы с выходовтриггеров 8.Процессор 2 ЭВИ 1 организует загрузку через устройство ч ввода-вывода в ОЗУ 3 программного обеспечения, информационных массивов и управляющих программ для управления,станками. Затем запускается генератор 12 тактовых импульсов, Счетчики 1 11 -11 ".работают на вычитание и, когда состоя"ние ) счетчика (где 1 2 .иномер имитируемого станка) становит 5 ся равным "0", на выходедешифра"тора 10- 10 появляется сигнал, ко"торый устанавливает ) триггер 8-81 ив единичное состояние, Единичный сигнал с выхода ) триггера 8 1-8 п посту"10 пает навход выходного преобразователя 6, с выхода которого, как сигнал запроса очередного кадра информации,отстанка, поступает вЭВИ 1.15 Одновременно единичный сигнал свыхода ) триггера поступает науправляющий. вход коммутатора 13,который по этому сигналу подключает выходы генератора 1 случайных чи 20 сел к входам счетчика 11, -11, Этимже единичным сигналом с выходатриггера 8 - 8, поступающим черезэлемент ИЛИ 15, запускается датчикЙ случайных чисел, Генератор 1 М25 случайных чисел Формирует числа,распределенные по экспоненциальномузакону, которые в параллельном коде поступают через коммутатор 13.в соответствующий 3 счетчик 11-11г30 После занесении информации в очередной счетчик он опять начинаетсчет в соответствии с поступлениемимпульсов с генератора 12 тактовыхймпульсов, Поскольку числа,заноси- .мые в счетчики 11.;- 11, распределены по экспоненциальному закону,то и время счета,. имитирующее времяотработки кадра, распределяется. также по экспоненциальному закону,Для нормального функционированиясистемы группового числового программного управления необходимовыполнение условияЬ, . ) ., (11отр Ц 1 вьа,1+1 Ц 145где :, -. время отработкистанкоматрфкадра управляющей про - .граммы;ВЫ м 4 Ц-время с момента пост упле.50ния отстанка запроса1+1 кадра до окончания вы.вода этого кадра,То есть информация (очередной 1+кадр управляющей ,программы) из ЗВМ1 в ответ на очередной 1 запрос ин-.формации, поступивший в нее свыхода выходного преобразователя 6,должна поступить на входной преобразователь 5 раньше появления 1-17 101 . сигнала на выходедешифратора 1 О.Очередной 1-1 кадр управляющей программы побайтно выводится из ЗВМ.1 по своему каналу для каждогостанка на входы входного преобразователя 5, Каждый байт выводияо" го кадра с 1 выходавходного .преобразователя 5 постугеет на соответствующий дешифратор 7 гп . При наличии в выведенном байте символа конца кадра на выходе дешифратора появляется сигнал, поступающий на вход соответствующего 1 триггера 8. -8 , устанавливающий его в нулевое состояние,Йо окончании времени счета соотвеГствуощегосчетчика 11,1"11на вихор соответствующего 1 дешифратора. 1 О. - 1 О появляется сигнал., устанавливаоций соответству ющий 1 триггер 8- 8 в единичнбе состояние, при этом формируется оче". редной.запрос 1+2 кадра 1 станка, поступающий черезвыходной преобраэо ватель 6 в ЭВМ 1, а в . счетчик 11-11 заносится число, имитирующеевремя отработки 1+1 кадра управля" ющей программы, 1 станка.Таким образом, если условие1 г выполняется, то на единичный и нулевой входы 1 триггера 8 1-8 должны поочередно поступать сигналы с вйхода.1 дешифратора 10- 1 О, и выходадеаифратора 71-7.Если условие йе выполняется, т.е, если ЭВМ 1. запаздывает с .выводом очередногокадра управляющей праграммы, то на единичный входтриггера 8;-8, поступит йодряд два-илинесколько, взависимости от времени , запаздывания и.времени .отработки кадра, сигналов, причем каждый сиг" нал послепервого пройдет через 1 элемент 91-9 г 1, совпадения и элемент 9468 8ИЛИ 1 б в счетчик 17 запаздываний, Поокончайии вывода из ЭВМ 1 очередного кадра управляющей программыстанка на выходедеяифратора 7.,-7,5 появляется сигнал, устанавливающйй3 триггер 8 -3 в нулевое состояние,.после чего работа устройства продолжается,Для останова устройства необхо 10 димо остановить генератор 12 такто"вых импульсов, после чего в счетчике 17 запаздываний останется число,характеризующее степень запаздывания ЭВМ 1, по выводу информации в15 устройства ЧЦУ. в моделируемой системе групгэвого числового 1 рограммйого управлейия,Дпн изменения интенсивности поступления запросов .в ЭВМ 1 необхо 2 в.димо изменять частоту генератора 12тактовых ийпульсов.Преимущество предлагаемого уст. ройства: состоит в.том,:что за сметобеспечения распределения ийтереалов25времени между запросами по экспонейциальноиу закону оно более достоверн 6 имитирует реальную систему; а.за счет" регистрации запазды-ваний ЭВМ в выводе информации поэвощ ляет определить. границы области.устойчивого функционирования систе"ЯЫ,Эффект от использования предлагаемого устройства появляется за счетбольшей достоверности имитации реального объекта управления (станков," с ЧПУ, обеспечиваюцей возможностьустановления с большей точностьюобласти.устойчивого функционированиясистейы и граничных условий на .этапеотладки:, Это, в свою очередь, улуч-.шает йаказатели функционированиясистемы.в реальных условиях иуменьшает, вероятность появления брака в.109468 ИИПИ Заказ 3708/М Ужгород, ул. Проектн лиал ППП "Патент ир одписное