控制器的可重组性是一种在控制系统中集成、升级、替代和重用硬件组元的关键技术。现有工业控制器的软硬件不具有可变结构,不适应可重组制造系统的特点,需要开发一种具有开放式结构、模块化、分布式以及跨平台的控制器,以及与之相适应具有开放性和跨平台的网络平台及数据传输协议。[137]
为了满足可互换性、互操作性以及实时性,需在现有模块化、开放式体系结构控制器的基础上,构建一种适应重组的逻辑控制器。其设计关键是根据机床加工步骤和功能,形成一系列对用户充分透明的包含重组设计方法的接口。所有应用程序对组元的调用都必须通过相应的设计方法进行规范,而且当组元升级时,只需修改接口参数即可。控制器的设计可采用有限状态机(Finite state machine)、Petri网等方法,当控制器的组元设计完成后,必须保证控制器的逻辑性能,按照一定的重组方案实现各加工控制器的即插即用和无缝连接,模块化控制器设计过程如图2-5所示。
本书第5章针对可重组制造系统混流生产的特点,提出一种基于Petri网并支持混流生产的可重组模块化逻辑控制器设计方法。可重组模块化逻辑控制器由产品决策逻辑控制器和多个加工设备逻辑控制器组成,每个控制器模块为一个Petri子网,不同控制器模块之间的时序关系由施加在Petri子网上的内部变量条件保证,而当前生产何种产品则由输入决策变量条件决定。采用本方法构建的可重组逻辑控制器可由Petri自身属性保证其是活的、安全和可逆的。
与文献[124]~文献[128]中提到的逻辑控制器形式化分析设计方法相比,采用本书方法构建的可重组逻辑控制器可由Petri网自身属性保证其活性、安全性和可逆性。其设计方法不但满足了可重组制造系统混流生产的需求,而且简单、可靠,能自动生成可执行的标准IEC61161-3代码用于工业控制。(https://www.xing528.com)

图2-5 模块化控制器设计的原理和方法
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