Виды аппаратуры

Категория:
Роботы в промышленности


Виды аппаратуры

В первых системах управления роботами программа управления внутренними процессами зависела от выбора и соединения реле (а позже простых полупроводниковых логических элементов). Любые изменения программы влекли перестройку контроллера, в котором электронные логические элементы жестко связаны между собой и настроены на выполнение одной задачи. Программирование представляло собой очень медленный процесс и было ограничено набором инструкций. Память состояла только из таких устройств, как дисковые или барабанные кулачки, штекерные панели, перфоленты, потенциометры или жидкостные системы, обладающие очень ограниченными возможностями.

Использование в современных управляющих системах микро- и мини-компьютеров открывает большие возможности для программирования, обеспечивает большую гибкость при простоте работы и облегчает перепрограммирование. Возросшая вычислительная мощность компьютеров позволяет использовать не только датчики, реальный масштаб времени и подвижные системы координат, но также и библиотеки часто применяемых программ.

Память нередко разбивают на быструю внутреннюю (первичную) память и более медленную и дешевую внешнюю (вторичную) память. Оперативная память представляет собой полупроводниковые устройства, которые хотя и относительно дешевые с хорошим быстродействием, но имеют недостаток — при выключении энергии теряют информацию. Поэтому полупроводниковые устройства памяти нередко снабжают батареями, позволяющими сохранить информацию во время короткого прерывания доступа энергии. Более длительное хранение нескольких программ большого объема осуществляется благодаря использованию устройств внешней памяти, например на гибких дисках или перфокартах.

В конце 70-х годов появились динамические полупроводниковые запоминающие устройства, которые в отличие от традиционной статической памяти требуют обновления содержания несколько раз в секунду. Такие устройства намного дешевле и компактнее, чем статическая память, однако они более чувствительны к электрическим помехам и почти не используются в промышленном оборудовании.

Запоминающие устройства на магнитных сердечниках, которые состоят из мельчайших ферритовых колец, обладают свойством не терять записанную в них информацию при отключении энергоснабжения. Такие системы, надежно хранящие информацию, называются постоянными. Современным эквивалентом запоминающего устройства на магнитных сердечниках является так называемая ЦМД-память, которая хранит данные как микроскопические магнитные «пузыри». Такие запоминающие устройства способны не только сохранять информацию при отключении электроэнергии, но и удерживать большие массивы данных, могут обойтись без дополнительной запоминающей среды.

Для одновременного управления несколькими различными системами (такими, как различные узлы руки робота) можно использовать один быстродействующий процессор. Функционирование осуществляется за счет переключения единственного процессора с такой быстротой, что возникает впечатление, что каждая система имеет свой компьютер. В настоящее время каждый узел робота снабжается отдельным процессором. Кроме того, для наблюдения за ними устанавливают дополнительный процессор. Такие многопроцессорные системы имеют различную архитектуру построения, отличаются друг от друга степенью автономии, с которой действуют отдельные процессоры, по возможности распределяя память по «тесно связанной» сети или по «свободно связанной» системе, действуя как вполне независимые микрокомпьютеры. Обычная конфигурация представляет собой некоторую разновидность иерархии со следующими друг за другом уровнями процессоров, занимающихся все более и более глобальными проблемами управления подобно структуре социального управления обществом.

Общение компьютера робота с внешним миром (независимо от того, делается ли это посредством преобразователей внутреннего состояния или внешних периферийных устройств) осуществляется путем ввода и вывода данных на цифровые электронные устройства. Интерфейсы все больше и больше оснащаются внутренним программным обеспечением. Компоненты интерфейса, такие, как электронные фильтры, выпрямляющие устройства, цифроаналоговые и аналогово-цифровые преобразователи, традиционно представленные аппаратурными средствами, можно заменить программным обеспечением.

Хотя в результате и теряется скорость, это часто вполне допустимо — простой программируемый АЦП может еще распознавать частоты более 1000 Гц (циклов в секунду) — за счет простоты и гибкости. Действительно, магистральное направление заключается в том, что задачи, решаемые ранее специализированным оборудованием, решаются с помощью усовершенствования программных средств.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум