AB 1756-RM/A模塊

AB 1756-RM/A模塊

  該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，通過計(jì)算機(jī)將其譯碼，從而使機(jī)床執(zhí)行規(guī)定好了的動(dòng)作，通過*切削將毛坯料加工成半成品成品零件。
CNC系統(tǒng)是一個(gè)的實(shí)時(shí)多任務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在它的控制軟件中融合了當(dāng)今計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中的許多*技術(shù)，其中 突出的是多任務(wù)并行處理和多重實(shí)時(shí)中斷。下面分別加以介紹。
1、多任務(wù)并行處理
(1)CNC系統(tǒng)的多任務(wù)性。CNC系統(tǒng)通常作為一個(gè)獨(dú)立的過程控制單元用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，因此它的系統(tǒng)軟件必須完成管理和控制兩大任務(wù)。系統(tǒng)的管理部分包括輸入、I/O處理、顯示和診斷。系統(tǒng)的控制部分包括譯碼、*補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)和位置控制。在許多情況下，管理和控制的某些工作必須同時(shí)進(jìn)行。例如，當(dāng)CNC系統(tǒng)工作在加工控制狀態(tài)時(shí)，為了使操作人員能及時(shí)地了解CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)，管理軟件中的顯示模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)CNC系統(tǒng)工作在NC加工方式時(shí)，管理軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。而當(dāng)控制軟件運(yùn)行時(shí)，其本身的一些處理模塊也必須同時(shí)運(yùn)行。例如，為了保證加工過程的連續(xù)性，即*在各程序段之間不停刀，譯碼、*補(bǔ)償和速度處理模塊必須與插補(bǔ)模塊同時(shí)運(yùn)行，而插補(bǔ)又必須與位置控制同時(shí)進(jìn)行。
下面給出CNC系統(tǒng)的任務(wù)分解圖(圖3-10(a))和任務(wù)并行處理關(guān)系圖(圖3-10(b))。在圖3-10(b)中,雙向箭頭表示兩個(gè)模塊之間有并行處理關(guān)系。
(2)并行處理的概念。并行處理是指計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作。并行處理 顯著的優(yōu)點(diǎn)是提高了運(yùn)算速度。拿n位串行運(yùn)算和n位并行運(yùn)算來(lái)比較，在元件處理速度相同的情況下，后者運(yùn)算速度幾乎提高為前者的n倍。這是一種資源重復(fù)的并行處理方法，它是根據(jù)“以數(shù)量取勝”的原則大幅度提高運(yùn)算速度的。但是并行處理還不止于設(shè)備的簡(jiǎn)單重復(fù)，它還有更多的含義。如時(shí)間重疊和資源共享。所謂時(shí)間重疊是根據(jù)流水線處理技術(shù)，使多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開，輪流使用同一套設(shè)備的幾個(gè)部分。而資源共享則是根據(jù)“分時(shí)共享”的原則，使多個(gè)用戶按時(shí)間順序使用同一套設(shè)備
在CNC系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，已廣泛使用資源重復(fù)的并行處理方法，如采用多CPU的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的速度。而在CNC系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中則主要采用資源分時(shí)共享和資源重疊的流水線處理技術(shù)。
(3)資源分時(shí)共享。在單CPU的CNC系統(tǒng)中，主要采用CPU分時(shí)共享的原則來(lái)解決多任務(wù)的同時(shí)運(yùn)行。一般來(lái)講，在使用分時(shí)共享并行處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，首先要解決的問題是各任務(wù)占用CPU時(shí)間的分配原則，這里面有兩方面的含義：其一是各任務(wù)何時(shí)占用CPU；其二是允許各任務(wù)占用CPU的時(shí)間長(zhǎng)短。
在CNC系統(tǒng)中，對(duì)各任務(wù)使用CPU是用循環(huán)輪流和中斷優(yōu)先相結(jié)合的方法來(lái)解決。圖3-10(c)是一個(gè)典型CNC系統(tǒng)各任務(wù)分時(shí)共享CPU的時(shí)間分配圖。
系統(tǒng)在完成初始化以后自動(dòng)進(jìn)入時(shí)間分配環(huán)中，在環(huán)中依次輪流處理各任務(wù)。而對(duì)于系統(tǒng)中一些實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的任務(wù)則按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，分別放在不同中斷優(yōu)先級(jí)上，環(huán)外的任務(wù)可以隨時(shí)中斷環(huán)內(nèi)各任務(wù)的執(zhí)行。
每個(gè)任務(wù)允許占有CPU的時(shí)間受到一定限制，通常是這樣處理的，對(duì)于某些占有CPU時(shí)間比較多的任務(wù)，如插補(bǔ)準(zhǔn)備，可以在其中的某些地方設(shè)置斷點(diǎn)，當(dāng)程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處時(shí)，自動(dòng)讓出CPU，待到下一個(gè)運(yùn)行時(shí)間里自動(dòng)跳到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。
(4)資源重疊流水處理。當(dāng)CNC系統(tǒng)處在NC工作方式時(shí)，其數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程將由零件程序輸入、插補(bǔ)準(zhǔn)備(包括譯碼、*補(bǔ)償和速度處理)、插補(bǔ)、位置控制4個(gè)子過程組成。如果每個(gè)子過程的處理時(shí)間分別為,那么一個(gè)零件程序段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間將是
如果以順序方式處理每個(gè)零件程序段，即第 y個(gè)零件程序段處理完以后再處理第二個(gè)程序段，依此類推，這種順序處理時(shí)的時(shí)間空間關(guān)系如圖3-11(a)所示。從圖上可以看出，如果等到第 y個(gè)程序段處理完之后才開始對(duì)第二個(gè)程序段進(jìn)行處理，那么在兩個(gè)程序段的輸出之間將有一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度為t的間隔。同樣在第二個(gè)程序段與第三個(gè)程序段的輸出之間也會(huì)有時(shí)間間隔，依此類推。這種時(shí)間間隔反映在電機(jī)上就是電機(jī)的時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，反映在*上就是*的時(shí)走時(shí)停。不管這種時(shí)間間隔多么小，這種時(shí)走時(shí)停在加工工藝上都是不允許的。消除這種間隔的方法是用流水處理技術(shù)。采用流水處理后的時(shí)間空間關(guān)系如圖3-11(b)所示。

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