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.










СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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 -
| |- D3_2 вертикальный мотор вверх -
| |- D3_2 вертикальный мотор вниз -
| |- I5 вертикальный концевик в верх -
| |- I6 вертикальный счетик -
|-Вращательная ось -
| |- D1_1 поворот крана по часовой -
| |- D1_2 поворот крана против часовой -
| |- I1 Поворот крана концевик -
| |- I2 Поворот крана счетик -
|-Горизонтальная ось -
| |- D3_2 горизонталный мотор вверх -
| |- D3_2 горизонталный мотор вниз -
| |- I3 горизонталный концевик в верх -
| |- I4 вертикальный счетик -
|-Захват -
| |- D4_1 Мотор захвата отпустить -
| |- D4_1 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














2















































4













32







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

.