Чем заменить микро-ЭВМ "Электроника-60"?

Часть 5

В качестве конкретного примера, когда комплекс на базе ДВК-3 / ДВК-3М был успешно заменён на МПСУ, приводится в статье, опубликованной в журнале "Промышленные АСУ и контроллеры" №7, июль 2002 г. На сайте СКБ ВТ об этом есть сообщение в разделе новостей за 2002 год.

Модернизация аппаратного обеспечения САП управляющих программ для инструментального цеха

Аннотация

Рассматривается модернизация системы автоматизированной подготовки управляющих программ (САП УП) для инструментального цеха предприятия, выполненной путём замены компьютеров типа ДВК на промышленные контроллеры и компьютеры РС

Введение

В 80-х годах на Псковском заводе радиодеталей реализовывались проекты по созданию и внедрению ГАП (гибкие автоматизированные производства), САП УП (системы автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением). Большой парк станков с ЧПУ и значительная производственная программа требовали быстрой разработки УП (управляющих программ) и оперативной их корректировки в процессе изготовления и доводки опытных партий деталей.

В процессе производства радиодеталей применяется сложное технологическое оборудование (автоматизированные линии и станки), различные приспособления, штампы и так далее. Поэтому завод располагает не только специальным металлообрабатывающим цехом нестандартного оборудования, но и инструментальным цехом. В инструментальном цехе имеется участок из семи электроискровых станков типа А207-78 с устройствами ЧПУ типа 15ИПЧ-3-001. Один из проектов по автоматизации заключался в разработке и внедрении системы управления участком, позволяющей автоматизировать процесс создания УП для этих станков, хранения базы данных УП, закачки (ввода) нужных УП в УЧПУ станков.

В 1987г. специалистами СКБ ВТ была разработана и внедрена система управления электроискровыми станками. Система "Искра" имела три уровня: уровень автоматизированной разработки УП, уровень решения задач АСУ участком и уровень группового управления участком из семи станков А207-78. На 1-м и 3-м уровнях были применены компьютеры типа ДВК (могли заменяться на аналогичные комплексы типа МС-1212) В те годы ДВК были очень распространены, они производились известным заводом "Квант" в Зеленограде. На 2-м (верхнем) уровне применялся комплекс на базе мини ЭВМ "Электроника 100/25".

чение питания МПСУ осуществляется клавишей на задней панели каркаса КМ8 (стенка устройства питания). В зависимости от варианта поставки МПСУ при этом могут одновременно включаться каналы вторичного питания +5 и +12 вольт, и напряжение при этом поступает на модули, таким образом, оказывается, что кнопка "Вкл" на передней панели в данном случае не задействована. Такой способ включения питания удобен, если МПСУ устанавливается на удалении от оператора (или закрыт в стойке, аппаратном шкафу), а питание включается извне. Если же Вам необходимо использовать кнопку "Вкл" для подачи/снятия напряжений на модули (например, во время отладки системы МПСУ может находиться на Вашем столе) без полного выключения блока питания МПСУ, тогда следует на плате устройства управления питанием перепаять перемычку "П", которая находится вблизи от кнопки "Вкл", из исходного состояния "1 - 2" в состояние "2 - 3" . Можно сразу заказать второй вариант поставки МПСУ.

Причины и цели модернизации

Система "Искра" проработала с момента внедрения 12 лет. И в настоящее время участок электроискровых станков продолжает работать с хорошей загрузкой. Уникальная технология электроискровой обработки позволяет переводить на эти станки многие детали, которые раньше изготавливали на другом оборудовании. Производство в большой степени зависит от продукции участка. Второй уровень системы (АСУ участка) проработал не долго не по техническим причинам, а из-за снижения мотивации для решения задач АСУ. А два других уровня работали, хотя к концу 90-х годов требовали значительных усилий по поддержанию работоспособности аппаратного обеспечения. Самым слабым звеном оказались накопители на гибких магнитных дисках (типа НГМД-6022 или "Электроника МС5309"). Они "честно" выработали свой 10-летний ресурс (при ежедневной работе). Назрела необходимость модернизации по следующим причинам:

Экономия средств является одной из существенных причин. Можно купить современные компьютеры, купить и установить на них систему "Компас-ЧПУ" фирмы "Аскон", и у этой же фирмы заказать разработку нужных программ-постпроцессоров для УЧПУ, купить новые станки или заказать установку на них новых УЧПУ, переучить весь персонал и так далее. На это требуются значительные средства. Модернизация системы на сегодняшний день является более экономичным выходом из создавшегося положения. Тем более, что специалисты СКБ ВТ уже имели достаточный опыт модернизации и ставили перед собой в данном случае такие задачи:

Всё программное обеспечение, входящее в систему "Искра", предварительно было проверено на новом комплексе, была доказана (и продемонстрирована) его полная совместимость. За счёт использования компьютеров РС, высвобождающихся в других службах завода, использования части периферии от прежней системы (графические мониторы, принтеры для прорисовки траекторий, контроллер связи со станками) стоимость модернизации оказалась минимальной, и это позволило выполнить работу очень быстро.

Суть и последовательность модернизации

Всё программное обеспечение, системы "Искра" (за исключением уровня АСУ, о котором в дальнейшем не будем говорить) было сохранено на гибких дисках ДВК (В основном, формат МХ80), а затем введено в компьютер РС. При вводе файлов программного обеспечения в РС был использован комплекс технических средств, состоящий из компьютера РС и промышленного контроллера (ПК МПСУ), соединённых параллельным каналом связи. ПК МПСУ представляет собой каркас (КМ) с установленными модулями, среди которых можно выделить модуль процессора, совместимый с процессором ДВК, и контроллер гибкого диска (формат МХ80 или МХ40). Более подробные сведения о ПК МПСУ приведены ниже в одном из справочных разделов данной статьи. В состав программного обеспечения системы входит следующее:

Все программы работают в операционной системе RT-11. Соответственно к программному обеспечению ещё следует отнести все необходимые программы и файлы операционной системы, в частности, однозадачный монитор реального времени RT-11SJ.SYS

В результате выполнения данного этапа всё программное обеспечение системы было сохранено на надёжных носителях, что сразу придало оптимизма обслуживающему персоналу, которое до этого больше всего опасалось, что однажды какая-то программа не будет считываться ни с одного диска на ДВК.

Далее были установлены три комплекта аппаратных средств (два АРМ УП в бюро УП и один АРМ ЧПУ на участок электроискровых станков), обеспечивающие полную эмуляцию работы ДВК и обеспечивающие функционирование прежнего программного обеспечения и периферийных устройств. В компьютеры этих АРМ было записано всё необходимое программное обеспечение. В состав каждого АРМ УП входят следующие устройства:

Заключительный этап работы состоял в том, что обслуживающему персоналу было передано "Руководство оператора", содержащее подробное описание работы с модернизированной системой, и в котором расписан порядок работы с УП от момента написания текстов УП до момента их ввода в УЧПУ станков. Поскольку все программы были хорошо знакомы, и оставалось только привыкнуть к клавиатуре РС, которая отличается о клавиатуры ДВК, да освоить не сложный порядок загрузки операционной системы RT-11, то процесс внедрения модернизированной системы в повседневную работу прошёл быстро и без осложнений.

К настоящему времени модернизированная система САП УП функционирует ровно один год.

Выводы

Выполненная модернизация САП УП для инструментального цеха путём замены устаревших компьютеров типа ДВК на промышленные контроллеры и компьютеры РС с полным сохранением в неизменном виде операционной системы RT-11, прикладного программного обеспечения и всех библиотек управляющих программ позволило:

В процессе модернизации были использованы часть периферийных устройств и адаптеров, которые входили в состав прежних аппаратных средств. Это мониторы для графической прорисовки, матричные принтеры УВВПЧ. Эти устройства показали свою надёжность и ремонтопригодность за более чем 10 лет работы, и не было особого смысла их менять, так как это осложнило бы работу. Причём на замену всегда можно найти аналогичные устройства.

Справочные разделы

СКБ вычислительной техники

Специальное конструкторское бюро вычислительной техники, г. Псков с 1974 года разрабатывает, производит и внедряет различные вычислительные комплексы, устройства и технологическое оборудование. В том числе были разработаны и производятся несколько поколений промышленных контроллеров серии "Электроника МС" или МПСУ (микропроцессорная система управления).

Промышленный контроллер МПСУ

Микропроцессорная система управления различных модификаций (каркасы модулей КМ13, КМ19, КМ8) применяется для решения задач промышленной автоматизации в энергетике, металлургии, химической, пищевой промышленности, на железнодорожном транспорте и так далее. МПСУ по условиям эксплуатации удовлетворяет требованиям группы 2 по ГОСТ 21552-84.

ПК МПСУ имеет конструкцию и схему, соответствующую централизованной системе управления с каркасом модулей и установленными в него модулем процессора (контроллера МПСУ), модулями УСО, коммуникационными модулями и различными адаптерами. Модули включаются в разъёмы на пассивной кросс - плате. Тип шины QBUS (МПИ ГОСТ 26 765.51-86). Модули имеют фронтальное расположение внешних разъемов типа РП15-32, РП15-15, РП15-9, DB9, DB25 для подключения сигнальных кабелей.

На базе МПСУ могут быть построены различные схемы комплексов аппаратно-программных средств при создании конкретной АСК, АСУТП, АСОД и прочих автоматизированных систем. Это касается как схемы включения МПСУ в структуру комплекса наряду с оборудованием различных производителей, так и состава модулей внутри МПСУ, а также, возможно, применения внешних преобразователей измеряемых или управляющих сигналов. Использование МПСУ как средства для создания ПТК (программно-технических комплексов) подробно рассмотрено в специальном документе, который может быть предоставлен по запросу. Имеются программно-аппаратные средства связи МПСУ с компьютером верхнего уровня. Научно-производственная фирма "Круг" г. Пенза разработала драйвер, для последовательного канала, позволяющий включить МПСУ в состав ПТК "Круг-2000/NT". Разработан также драйвер сопряжения МПСУ с компьютером, в котором работает МРВ SCADA-системы Трейс Моуд 4.ХХ фирмы AdAstra г. Москва. Разработан OPC-сервер на базе универсального OPC-сервера фирмы Fastwell для работы с МПСУ по последовательному каналу.

СКБ ВТ производит МПСУ по заранее согласованной с заказчиком спецификации модулей. Перечень модулей для МПСУ включает в себя следующие устройства: §

Комплекс технических средств, заменяющий ДВК

В основной части данной статьи не приводится сколько-нибудь подробных сведений о комплексе технических средств (КТС), позволяющих производить модернизацию систем, созданных ранее на базе ДВК (диалоговых вычислительных комплексов). Поэтому в данном разделе даются краткие сведения по этому вопросу. КТС состоит из компьютера РС (практически любого типа) и промышленного контроллера (ПК) МПСУ, соединённых каналом связи.

Канал связи включает в себя два физических канала: терминальный канал ИРПС и параллельный канал. Для работы по каналу ИРПС на один из СОМ - портов РС устанавливается адаптер интерфейсов RS-232/ИРПС. В СКБ ВТ производятся два типа таких адаптеров. Параллельный канал может быть построен одним из следующих способов: за счёт применения специальных адаптеров параллельного канала или за счет использования однонаправленного или двунаправленного LPT - канала. Каждый из трёх способов поддерживается соответствующей версией программного обеспечения.

Программное обеспечение (монитор параллельного канала) выполняет следующие функции:

Всё перечисленное выше обеспечивает полную эмуляцию работы ДВК, а также дополнительные возможности, которые предоставляет РС по сохранению и копированию файлов, дополнительной обработке данных и так далее, что зависит от технической потребности и фантазии разработчиков.

Савинов Владимир Борисович
Начальник сектора программного обеспечения СКБ вычислительной техники, г. Псков

[В содержание материала]

[На главную] [На титульную]