Проектирование автоматизированных систем

Компенсацию ЭДС выполним с помощью добавления к сигналу управления преобразователем сигнала:

Подытожив всё вышеперечисленное получаем следующую структурную схему.

ГЛАВА VI. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Разработка алгоритма управления

По порядку обработки детали станции конвейера называются следующим образом: загрузочная станция, станок 1, станок 2, разгрузочная станция.

Загрузочная станция принимает деталь и подает ее на обработку в станок 1. Станция оснащена двумя датчиками присутствия детали. Первый датчик (Е1 готов к загрузке) определяет, что на входе конвейера появилась деталь, и таким образом запускает работу конвейера (при любой остановке конвейера, его запуск осуществляется постановкой детали в просвет данного датчика). Второй датчик (Е2 загружено) осуществляет контроль того, что деталь успешно загружена и может быть подана на станок 1.

Загрузка детали осуществляется с помощью транспортера (М2 ЗС транспортер). Подача детали на станок 1 осуществляется с помощью толкателя (М1 ЗС шибер). Крайние положения толкателя контролируется двумя концевиками (Е3 ЗС шибер концевик вперед и Е4 ЗС шибер концевик назад). Срабатывание концевика Е3 ЗС шибер концевик вперед означает, что деталь подана на станок 1 и он может приступить к ее обработке.

Станок 1 осуществляет загрузку детали, обработку и выгрузку детали на станок 2. Загрузка и выгрузка детали осуществляется транспортером (М3 С1 транспортер). Датчик присутствия детали под обрабатывающим станком (Е5 готовность станок 1) указывает на то, что загрузка детали закончена и станок должен начать обработку. Обработка производится с помощью двигателя М4 С1 мотор в течении заданного времени (данные интервал может быть изменен из интерфейса верхнего уровня). Когда обработка детали завершена транспортер М3 осуществляет выгрузку детали на станок 2.

Станок 2 работает полностью аналогично станку 1.

Разгрузочная станция принимает деталь от станка 2 и перемещает ее в конец конвейера так, что рука может забрать деталь. Прием детали от станка 2 осуществляет толкатель (М7 РС шибер), срабатывание его концевика Е11 РС щибер концевик вперед дает сигнал о том, что деталь принята. Тогда транспортер (М8 РС транспортер) начинает выгрузку детали. При этом датчик присутствия (Е12 готов к разгрузке) служит промежуточной точкой, от которой отсчитывается определенное время работы транспортера, чтобы доставить деталь в конец линии, где она может быть забрана рукой (установка этого датчика в конец линии невозможна из-за недостатка свободного места для захвата руки).

Рука-робот состоит из трех осей и захвата. Каждая ось (в том числе и захват) управляется одним реверсивным двигателем, которому в программе соответствует два управляющих дискретных сигнала — соответсвенно для движения в одну и другую сторону. Включение двух сигналов одновременно должно быть программно запрещено, выключение обоих сигналов приводит к остановке двигателя. Ось также снабжена одним концевиком и датчиком оборотов, с помощью которых может быть определено положение оси. Такая конфигурация требует инициализации крана, при которой все оси перемещаются в положения, в которых срабатывают концевики. После этого возможно определение положение оси с помощью датчика оборотов — положение оси задается в количестве оборотов. При включении контроллера программа осуществляет данную инициализацию и устанавливает все оси в положение готовности для захвата детали. Такая же инициализация проводится также после каждых 10 циклов переноса детали с целью исключения возможных накопившихся ошибок в счетчиках положения осей.

Захват детали инициируется моментом когда конвейер закончил выгрузку детали. Дальнейшие движения руки жестко заданы в координатах осей за неимением каких-либо внешних датчиков для определения положения руки. Поэтому для правильной работы стенда важно всегда соблюдать правильное расположение оснований конвейера и руки.

Система регулирования работает таким образом: сначала происходит определение состояния датчиков, далее на основе этиих состояния происходит выбор вида регулирования и само регулирование. Далее происходит возврат к «основной системе».

4.2 Разработка управляющей программы

Управляющая программа работает под управлением DOS или под управлением QNX Языки низкого уровня (ассемблер) Языки высокого уровня (С, С++)

Графический язык Мы используем язык FBD, предназначен для инженеров-технологов, решающих задачи управления технологическим процессом. Трудно придумать более наглядное средство для программирование контуров управления и регулирования. Программа на FBD представляет собой схему, состоящую из набора функциональных блоков, связанных между собой через входы и выходы. В систему включены типовые функциональные блоки, реализующих широкий набор функций — от простейших логических операций до готового адаптивного регулятора. Фильтрация, ПИД, ПДД, модальное, нечеткое, позиционное регулирование, ШИМ-преобразование, статистические, тригонометрические, а также блоки управления клапаном, задвижкой, мотором .

Для автоматизация программирования контроллеров на примере графической среды разработки программного обеспечения контроллера «Полигон»

Назначение ПО контроллера Исполнение алгоритмов управления:

Регулирование частоты и мощности Реле положения НА

Язык функциональных блоков Function Block Diagrams

Универсальный язык Соответствует объектно-ориентированному программированию Прост для понимания

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проектирования загрузочного конвейера пришел к выводам:

— для привода конвейера используют два мотор — барабана, что позволяет обеспечить равное распределение натяжения ленты по всей длине трассы.

— в качестве двигателя выбираем электродвигатель с мощностью, которая позволяет полностью использовать его по нагреву и по нагруженности, т. е. двигатель полностью нагружен, и при этом работает, не перегреваясь сверх пределов. Равным образом он обеспечивает нормальную работу при возможных нагрузках и обладает достаточным пусковым моментом для обеспечения требуемой длительности пуска рабочего механизма, и позволяет сократить до минимума энергозатраты.

Промышленные роботы данных моделей сконструированы по агрегатно-модульному принципу, в результате чего возможно создание модификаций роботов с требуемыми функциональными возможностями и оптимальным уровнем автоматизации.

Применение высокоэффективных электроприводов с транзисторными преобразователями в сочетании с позиционно-контурной системой управления обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики промышленных роботов, а также надежность работы при применении их в автоматизированных производственных системах.

Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. Соломенцева Ю. М., М.: «Машиностроение» 1987.

РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. Соломенцева Ю. М., М.: «Машиностроение» 2009.

Малов А.Н., Иванов Ю. В. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов. М.: «Машиностроение», 2004.

4. Заборщикова, А. В., «Двигатели постоянного тока для автоматизированного электропривода»: Учебное пособие. Заборщикова, А.В., Мельников В. И. — СПб: Петербургский гос. ун-т путей сообщ., 2004. — 84 с.

5. Башарин, А.В., «Управление электроприводами»: Учебное пособие для вузов. Башарин, А.В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 2002. — 392 с., ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ :

Проектирование системы в полигоне демо Программа полигон демо Спецификации

— Загрузочная станция

—Загрузочная станция ;

— — Е1 готов к загрузке ;

— — Е2 загружено ;

— — Е3 ЗС шибер концевик вперед ;

— — Е4 ЗС шибер концевик назад ;

— — М1 ЗС шибер вперед ;

— — М1 ЗС шибер назад ;

— — М2 ЗС транспортер ;

— Разгрузочная станция

—Разгрузочная станция ;

— — Е11 РС щибер концевик вперед ;

— — Е11 РС щибер концевик назад ;

— — Е12 готов к разгрузке ;

— — М7 РС шибер вперед ;

— — М7 РС шибер назад ;

— — М8 РС транспортер ;

— — УУУ ;

— Рука-робот

—Вертикальная ось ;

— — D3₂ вертикальный мотор вверх ;

— — D3₂ вертикальный мотор вниз ;

— — I5 вертикальный концевик в верх ;

— — I6 вертикальный счетик ;

—Вращательная ось ;

— — D1₁ поворот крана по часовой ;

— — D1₂ поворот крана против часовой ;

— — I1 Поворот крана концевик ;

— — I2 Поворот крана счетик ;

—Горизонтальная ось ;

— — D3₂ горизонталный мотор вверх ;

— — D3₂ горизонталный мотор вниз ;

— — I3 горизонталный концевик в верх ;

— — I4 вертикальный счетик ;

—Захват ;

— — D4₁ Мотор захвата отпустить ;

— — D4₁ Мотор захвата сжат ;

— — I7 Захвата концевик ;

— —<�нет> I8 Захвата счетик ;

— Станок 1 (С1)

—Станок 1 ;

— — Е5 готовность станок 1 ;

— — М3 С1 транспортер ;

— — М4 С1 мотор ;

— Станок2

—Станок 2 ;

— — Е9 готовность станок 2 ;

— — М5 С2 транспортер ;

— — М6 С2 мотор ;

Рука-робот (1-часть) Рука-робот (2-часть)

Входы загрузочного конвейера

A

B

C

D

C

B

A

D

B

A

.

Программные модули

Цикл задачи 0

Цикл задачи 1

Цикл задачи n

Цикл прерывания

Программа А

Программа В

.