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Système de contrôle numérique



introduction

Digitalcontrolsystemisalsocalledcomputercontrolsystem, whichisproducedonthebasisoftherapiddevelopmentofautomaticcontroltechnologyandcomputertechnology.Inthemid années 1950, theclassicalcontroltheoryhasbeendevelopedverymaturely, andithasbeensuccessfullyappliedinmanyfieldsofengineeringtechnology.Specifically, adigitalcontrolsystemreferstoanautomaticcontrolsystemthatusesdigitaltechnologytoachievevariouscontrolfunctions.Itsmaintypesarecomputer-centriccontrolsystems, includingcomputermonitoringsystems, directdigitalcontrolsystems, computermulti-levelcontrolsystems, anddistributedcontrolsystems.

Numericalcontrolsystems (numericalcontrolsystems) refertodigitalcontrolsystemsthatusedigitalcodesrepresentingtheprocessingsequence, processingmethodsandprocessingparametersascontrolinstructions.TheabbreviateddigitalprogramcontrolsystemiscalledNumericalControl (NC) system.Thenumericalcontrolsystemisusuallyequippedwithadedicatedelectroniccomputer, andtheprocessinginformationreflectingtheprocessingtechnologyandoperationstepsispre-recordedonthepunchedtape, punchedcard, magnetictapeordiskwithadigitalcode.Whenthesystemisworking, thereadingmechanismsequentiallysendsthecodestothecomputerandconvertsthemintocorrespondingformsofelectricalpulses, whichareusedtocontroltheworkingmachinerytocompletethevariousprocessingprocessesinorder.TheCNCsystemhashighprocessingaccuracyandprocessingefficiency, andisespeciallysuitableforsingle-pieceorsmallbatchproductionwithcomplexprocesses.Itiswidelyusedintoolmanufacturing, usinage, automobilemanufacturingandshipbuildingindustries.

Développement

Intheearlydays, dur wirednumericalcontrolsystemswithfixedwiringweremostlyused, andadedicatedcomputerwasusedtocontrolapieceofequipment.Later, amicrocomputerwasusedtoreplaceaspecialcomputer, anddifferenttypesofprogramsoftwarewereusedtoachievedifferenttypesofcontrol, whichcanenhancethecontrolfunctionandflexibilityofthesystem, whichiscalledacomputernumericalcontrolsystem (CNC) OraSoft-wirenumericalcontrolsystem.Lateritdevelopedintoacomputertodirectlymanageandcontrolagroupofnumericalcontrolequipment, calledcomputergroupcontrolsystemordirectnumericalcontrolsystem (DNC) .IthasfurtherdevelopedintoanetworkcomposedofmultipleCNCandNCequipmentandDNCcomputerstoachievemulti-levelcontrol.Inthe1980s, itdevelopedintoagroupofmachinetoolsthatcooperatedwithworkpieces, outils, accessoires, andautomaticprocessingtransmissionlines, managedandcontrolledbyacomputer, toformacomputergroupcontrolautomaticline, calledaflexiblemanufacturingsystem (FMS). Le stade supérieur du système de contrôle numérique est l'intégration de la conception et de la fabrication l'industrie de fabrication de machines électroniques, qui combine la conception assistée par ordinateur (CAO) avec la fabrication assistée par ordinateur (FAO) pour réaliser un système d'automatisation complet pour les processus de conception et de fabrication de produits.

Composition

Thenumericalcontrolsystemiscomposedofinformationcarrier, numericalcontroldevice, servosystemandcontrolledequipment.Theinformationcarrierusespapertape, magnetictape, magneticcardordisk, etc., tostoreprocessinginformationsuchasprocessingparameters, actionsequence, strokeandspeed.Thenumericalcontroldeviceisalsocalledtheinterpolator, whichsendsoutapulsesequenceaccordingtotheinputprocessinginformation.Eachpulserepresentsanincrementofdisplacement.Theinterpolatorisactuallyaspecial-purposecomputerwithsimplefunctions, andamicrocomputercanalsobeuseddirectly.Theincrementalpulseoutputbytheinterpolatoractsonthecorrespondingdrivemachineryorsystemtocontrolthemovementoftheworktableortool.Ifasteppingmotorisusedasthedrivingmechanism, thenumericalcontrolsystemisopen-loopcontrol.Forprecisionmachinetools, aclosed-loopcontrolmethodisrequired, withaservosystemasthedrivesystem.

Le système de commande numérique se compose d'un ordinateur, d'un équipement externe, d'une console, d'un canal d'entrée, d'un canal de sortie, d'un dispositif de détection, d'un actionneur, d'un objet contrôlé et du logiciel correspondant.

1.Ordinateur

L'ordinateur est le cœur du système de contrôle numérique. Grâce à l'interface, différentes commandes de contrôle peuvent être envoyées à chaque partie du système et les paramètres contrôlés de l'objet sont détectés et traités en temps réel.

2.Processinputandoutputchannels

Processinputandoutputchannelsaretheconnectionchannelsforinformationtransmissionandconversionsetupbetweenthecomputerandthecontrolledobject.Theinputchannelconvertsthecontrolledparametersofthecontrolledobjectintodigitalcodesthatthecomputercanrecognize, whichgenerallyrequiresthreestepsofsampling, quantizationandencoding.Theoutputchannelconvertsthecontrolinstructionsanddataoutputbythecomputerintoacontrolsignalthatcancontrolthecontrolledobject.Inputandoutputchannelsgenerallyinclude: analoginputchannels, analogoutputchannels, digitalinputchannels, anddigitaloutputchannels.

3.Périphériques externes

Les appareils externes sont des appareils qui échangent des informations entre l'ordinateur et le monde extérieur, appelés périphériques. Les équipements externes comprennent les équipements de communication homme-machine, les équipements d'entrée et de sortie et le stockage externe.

Périphériques d'entrée : claviers, scanners, machines d'entrée photoélectriques, etc., utilisés pour entrer des programmes et des données.

Périphériques de sortie : imprimantes, enregistreurs, écrans, etc., qui servent principalement à fournir des informations et des données aux opérateurs afin de comprendre le processus de contrôle dans le temps.

Stockage externe : y compris les bandes, les disques, etc., utilisé pour stocker les programmes et les données du système.

4.Dispositif de détection

Afin de contrôler l'objet contrôlé, les paramètres contrôlés de l'objet contrôlé doivent d'abord être collectés, tels que la température, la pression, le niveau de liquide, la vitesse, etc., sont complétés par le dispositif de détection.

5. Actionneur

L'actionneur est une partie importante d'un système de contrôle informatique. Il est l'exécuteur des tâches de contrôle, telles que les moteurs. [ 1) Dispositif d'affichage : écran d'affichage, affichage numérique fluorescent, contenu d'affichage et signal d'alarme requis par l'opérateur.

(2) Touches de fonction : touche de réinitialisation, touche de démarrage, touche d'impression, touche d'affichage, touche d'interruption.

(3)Touches numériques :saisirdesdonnéesoumodifiercertainsparamètresdusystèmedecontrôle.

7.Logiciel

Le logiciel est un programme qui peut remplir diverses fonctions d'un système de contrôle informatique. C'est le nerf central du système de contrôle informatique. Sous la commande du logiciel, l'ensemble du système est coordonné.

1.Logiciel système.Il s'agit d'un terme général désignant les programmes conçus pour améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'ordinateur, étendre les fonctions et fournir des programmes pratiques aux utilisateurs pour utiliser, entretenir et gérer les ordinateurs. Le logiciel système comprend un système d'exploitation, un système de traitement du langage et un système de diagnostic.

2.Logicield'application.Diversprogrammesécritsparl'utilisateurselonleproblèmeréelàrésoudre.Danslesystèmedecontrôleinformatique,ilfaitréférenceauprogrammequicomplètelesdifférentes tâchesdusystème.Par exemple,lesprocéduresdecontrôle,lesprocéduresd'acquisitionetdetraitementdesdonnées,l'inspectiondepatrouilleetlesprocéduresd'alarme.

8.L'objet contrôlé

Un objet contrôlé réel peut avoir diverses formes, mais s'il est abstrait dans un modèle thématique, il peut être utilisé pour exprimer :

(1)Agrandissementlien :

(2)Lien inertiel :

(3)Lien intégral :

(4) Lien différentiel :

(5) Purelaglink :

(6)Lien d'amplification/inertie/intégration :

(7)Amplification/inertie/intégrationSection :

(8)section Amplification/inertie/intégration :.

Fonctions principales

Les principales fonctions du système de commande numérique sont les suivantes :

1.Traitement de l'information. Pour un système de contrôle complexe, le signal d'entrée et le calcul de l'erreur selon les exigences de l'algorithme de contrôle nécessitent une quantité de calcul importante.

2.Contrôle en temps réel. Le système de contrôle par ordinateur réalise le contrôle du système via des programmes logiciels et corrige en permanence le système pour obtenir les caractéristiques dynamiques requises.

3. Calculs complexes. L'ordinateur a la fonction de réaliser rapidement des calculs complexes, soit de réaliser un contrôle optimal du système, un contrôle adaptatif et d'autres fonctions de contrôle avancées et des réglages de calcul multifonctionnels.

Processus de contrôle

Le processus de contrôle du système de contrôle numérique peut être divisé en trois parties :

1.Collectez des données en temps réel. Les paramètres contrôlés de l'objet contrôlé sont détectés en temps réel et transmis à l'ordinateur pour traitement en même temps.

2. Prise de décision en temps réel. Analysez la quantité d'état collectée du paramètre contrôlé et calculez la quantité de contrôle selon un certain algorithme de contrôle pour déterminer le processus de contrôle suivant.

3.Contrôle en temps réel. Conformément à la décision, il envoie des signaux de contrôle à l'actionneur en temps réel.

« temps réel » signifie que l'entrée, le calcul et la sortie du signal doivent être effectués dans l'intervalle d'échantillonnage.

Conception

Therearetwomethodsfordesigningdigitalcontrolsystems: theclassicalmethodbasedonfrequencydomaindiagramsandthestatevariablemethodbasedonstatevariables.Thedesignofthedigitalcontrolsystemneedstomeetthegivenindicators, à savoir: stationnaire stateaccuracy, transientaccuracy (dynamicresponse), stabilité, sensitivitytoparameterchanges, andabilitytosuppressdisturbances.Theseperformanceindicatorsdonotexistinisolation, andtheyrestricteachother.Therefore, whendesigningadigitalcontrolsystem, itisnecessarytocomprehensivelyconsiderallgivenperformanceindicatorssothateachitemcanbemet.

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