11113.pdf

(261 KB) Pobierz

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">

1 1th

Wspomaganie projektowania, wirtualnego tworzenia i badania współczesnych

układów sterowania

J. wider, A. Baier

Katedra Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów

Wytwarzania, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika l ska

ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland

W artykule opisano sposób organizacji procesu dydaktycznego w Laboratorium

Automatyki,

Mechatroniki

i

CIM

oraz

oprogramowanie

symulacyjne

zastosowane

w Pracowni CAD/CAM CIM i Wirtualnej Rzeczywisto ci.

1. ORGANIZACJA LABORATORIUM AUTOMATYKI, MECHATRONIKI I CIM

Realia współczesnej wiatowej gospodarki rynkowej wymagaj od wszystkich gał zi

przemysłu ich konkurencyjno ci. Osi gni cie tego celu nie jest obecnie mo liwe bez

wprowadzenia na szerok skal automatyzacji i robotyzacji procesów technologicznych.

W procesach automatyzacji szczególna rol odgrywaj elektronicznie sterowane układy

mechaniczne. Zintegrowanie mechanicznych (pneumatycznych) układów wykonawczych

z elektrycznymi i elektronicznymi układami pomiarowymi i steruj cymi oraz z systemami

informatycznymi, przejmuj cymi nad nimi nadzór i kontrol , prowadzi do konieczno ci

projektowania i stosowania nowej klasy układów technicznych, nosz cych nazw układów

mechatronicznych.

Mechatronika nie jest działem nauki, lecz sposobem projektowania, wytwarzania

i eksploatacji, opartym na efekcie synergii, stosuj cym i integruj cym podstawowe nauki

techniczne Przygotowanie specjalistów, maj cych si zajmowa projektowaniem,

wytwarzaniem i eksploatacj układów mechatronicznych, jest obecnie wa nym wyzwaniem

edukacyjnym. Kształcenie in yniera nie mo e by dzisiaj ograniczone do jednej dyscypliny

technicznej, a współczesny in ynier mechanik nie mo e ju jedynie wiedzie , jak sygnały

wej ciowe, doprowadzone do maszyny, transformuj si w jej wyj cie, lecz musi tak e

rozumie elektronik i sterowanie maszyny.

Realizacja wymienionych celów wymaga od uczelni technicznych odpowiedniej organizacji

procesu dydaktycznego, a szczególnie budowy bazy laboratoryjnej. Jednym z najnowszych

Laboratoriów uruchomionych na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki

l skiej w Gliwicach jest Laboratorium Automatyki, Mechatroniki i CIM (rys. 1)[1].

Z uwagi na realizacj celów dydaktycznych Laboratorium to zostało podzielone na dwie

pracownie:

· pracowni CIM i VR (CAD/CAM CIM i Wirtualnej Rzeczywisto ci),

· pracowni Automatyzacji Procesów Technologicznych.

842786465.051.png

842786465.062.png

842786465.073.png

842786465.076.png

842786465.001.png

842786465.002.png

842786465.003.png

842786465.004.png

842786465.005.png

842786465.006.png

842786465.007.png

842786465.008.png

842786465.009.png

842786465.010.png

842786465.011.png

842786465.012.png

842786465.013.png

842786465.014.png

842786465.015.png

842786465.016.png

842786465.017.png

842786465.018.png

842786465.019.png

842786465.020.png

842786465.021.png

842786465.022.png

842786465.023.png

842786465.024.png

842786465.025.png

842786465.026.png

842786465.027.png

842786465.028.png

842786465.029.png

842786465.030.png

842786465.031.png

842786465.032.png

842786465.033.png

842786465.034.png

842786465.035.png

842786465.036.png

842786465.037.png

842786465.038.png

842786465.039.png

842786465.040.png

842786465.041.png

842786465.042.png

842786465.043.png

842786465.044.png

842786465.045.png

842786465.046.png

842786465.047.png

842786465.048.png

842786465.049.png

842786465.050.png

842786465.052.png

842786465.053.png

842786465.054.png

842786465.055.png

842786465.056.png

842786465.057.png

842786465.058.png

842786465.059.png

842786465.060.png

842786465.061.png

842786465.063.png

842786465.064.png

842786465.065.png

842786465.066.png

842786465.067.png

538

J. wider, A. Baier

a

b

Rys. 1. Laboratorium Automatyki, Mechatroniki i CIM

Pracownia Automatyzacji Procesów Technologicznych została wyposa ona w trzy

podwójne stanowiska do konfigurowania i badania układów pneumatyki, elektropneumatyki

i sterowania programowalnego PLC ze sterownikami logicznymi SIEMENS oraz FESTO,

pi ciosegmentowy układ modułowego systemu produkcyjnego MPS, zawieraj cy moduły:

dystrybucji, kontroli, obróbki, przenoszenia i sortowania, zestaw dydaktyczny, umo liwiaj cy

konfigurowanie i badanie obiektów regulacji, regulatorów oraz układów regulacji, a tak e

stanowisko do regulacji procesów ci głych (poziom cieczy w zbiorniku, temperatura cieczy,

nat enie przepływu cieczy w zbiorniku). Pracownia CIM i VR została wyposa ona w 10

stanowisk komputerowych. Dwa stanowiska komputerowe usytuowano w Pracowni

Automatyzacji Procesów Technologicznych. Wszystkie stanowiska komputerowe w obu

pracowniach poł czono w sie . Na komputerach zainstalowano nast puj ce pakiety

programów komputerowych:

a. programy FluidSIM-P i FluidSIM-H, przeznaczone do nauki projektowania

i symulacji pracy układów pneumatycznych, elektropneumatycznych, hydraulicznych i

elektrohydraulicznych,

b. programy FluidStudio-P, FluidStudio-H przeznaczone do nauki podstaw pneumatyki

i hydrauliki,

c. program COSIMIR, słu cy do nauki podstaw modelowania gniazd produkcyjnych

współpracuj cych z robotami przemysłowymi,

d. program Digital Training Studio, słu cy do nauki podstaw techniki cyfrowej,

e. program COSIVIS, przeznaczony do nauki podstaw projektowania, symulacji, wizualizacji

i sterowania procesami przemysłowymi,

f. programy CAD, CAM i programy słu ce do tworzenia rzeczywisto ci wirtualnej.

Programy FluidSIM-P, FluidSIM-H, FluidStudio-P, FluidStudio-H, Digital Training

Studio, COSIMIR oraz COSIVIS słu do modelowania i symulacji procesów, mo liwych do

realizacji na stanowiskach laboratoryjnych. W ten sposób utworzono kompleksowy,

elastyczny w zakresie dalszej rozbudowy układ laboratoryjny, umo liwiaj cy kształc cym si

zdobywanie do wiadcze w zakresie projektowania i eksploatacji współczesnych układów

sterowania, zarówno poprzez wirtualne tworzenie i badanie tych układów w rodowisku

specjalistycznych

programów

symulacyjnych,

jak

równie

poprzez

działanie

na

842786465.068.png

842786465.069.png

539

Wspomaganie projektowania, wirtualnego tworzenia i badania …

rzeczywistych obiektach przemysłowych, skonfigurowanych w laboratoryjnych zestawach

stanowisk badawczych.

2. PROGRAM FLUIDSIM-P JAKO NARZ DZIE KOMPUTEROWEGO

WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA I BADANIA PNEUMATYCZNYCH I

ELEKTROPNEUMATYCZNYCH UKŁADÓW STEROWANIA

W Pracowni CIM i VR Laboratorium Automatyki, Mechatroniki i CIM znajduje si

oprogramowanie firmy FESTO, pod nazw FluidSIM-P, słu ce do wspomagania procesu

syntezy pneumatycznych i elektropneumatycznych układów sterowania, a tak e do

wirtualnego badania zachowania si zsyntezowanych układów przed ich praktycznym

utworzeniem i uruchomieniem na stanowiskach badawczych w Pracowni Automatyzacji

Procesów Technologicznych.

Program FluidSIM-P jest narz dziem wspomagaj cym proces nauczania i uczenia si

podstaw pneumatyki i elektropneumatyki z zastosowaniem symulacji w rodowisku

Microsoft Windows. Najwa niejszymi cechami programu FluidSIM-P jest jego bliski

zwi zek z funkcjonalno ci zastosowanych elementów sterowania i mo liwo prowadzenia

symulacji zsyntezowanych układów poprzez korzystanie z bibliotek elementów firmy FESTO

[2]. W przypadku wstawienia nowego elementu lub modyfikacji układu program

samoczynnie sprawdzi, czy s dozwolone zastosowane zwi zki mi dzy komponentami układu

sterowania.

2.1. Tworzenie wirtualnych postaci układów sterowania z zastosowaniem elementów

pneumatyki

Sposób tworzenia schematu w programie

FluidSIM jest zbli ony do syntezy układów z

uprzednio przygotowanych fragmentów na

kartce papieru. Polega on na przeci ganiu

odpowiednich elementów zgromadzonych w

bibliotece programu FluidSIM na

przygotowany formularz (rys. 2). Elementy

zgromadzone w bibliotece s przedstawione

schematycznie w postaci znormalizowanych

symboli.

Istotnym elementem programu jest

mo liwo przeprowadzenia sprawdzenia

poprawno ci budowanych schematów.

Sprawdzenie poprawno ci schematu

nast puje dwustopniowo. Pierwsze

sprawdzenie odbywa si statycznie bez udziału u ytkownika. U ytkownik otrzymuje jedynie

komunikat potwierdzaj cy lub nie poprawno zbudowanego schematu. W razie bł dów w

schemacie nale y podj decyzj o potrzebie przeprowadzenia dynamicznej symulacji w

odniesieniu do sprawdzanego schematu. Proces symulacji stanowi drugi, dynamiczny etap

sprawdzania schematu. Symulacja stanowi pełne wirtualne odwzorowanie działania

rzeczywistego układu sterowania. W celu urealnienia działania układu dodawane s przez

program równie efekty d wi kowe.

Rys. 2. Widok menu programu FluidSIM-P

842786465.070.png

842786465.071.png

842786465.072.png

540

J. wider, A. Baier

3. PROGRAM COSIVIS JAKO NARZ DZIE KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA

BADANIA PEUMATYCZNYCH I ELEKTROPNEUMATYCZNYCH UKŁADÓW

STEROWANIA ZASTOSOWANYCH W MODUŁACH MPS

Oprogramowanie COSIVIS słu y do wspomagania procesu analizy pneumatycznych

i elektropneumatycznych układów sterowania, a tak e do wirtualnego badania zachowania si

zsyntezowanych w formie modułów MPS układów, przed ich praktycznym uruchomieniem

i badaniem na stanowiskach MPS w Pracowni Automatyzacji Procesów Technologicznych.

Program COSIVIS jest narz dziem wspomagaj cym proces nauczania i uczenia si podstaw

funkcjonowania elementów pneumatyki i elektropneumatyki, zestawionych w formie

funkcjonalnych modułów automatyki przemysłowej w rodowisku Microsoft Windows.

Program COSIVIS symuluje

zachowanie modelu produkcyjnego

FESTO oraz poszczególnych

modułów układu MPS (rys. 3).

Najwa niejszymi elementami

symulowanego układu s siłowniki

oraz sensory (czujniki). Elementy te

mog by sterowane bezpo rednio

poprzez układ We/Wy lub przez

wewn trzny sterownik PLC,

symulowany w programie COSIVIS.

Program COSIVIS umo liwia

równie zmian parametrów procesu

poprzez zewn trzny układ kontroli,

obejmuj cy obszar wzajemnego

oddziaływania układu czujnik-

siłownik, jako poł czenie z układem

rzeczywistym (modułem MPS).

Rys. 3. Widok menu programu COSIVIS z

otwartym opisem wirtualnego modułu kontroli

LITERATURA

1. J. wider, A. Baier, G. Kost, R. Zdanowicz: Sterowanie i automatyzacja procesów

technologicznych i układów mechatronicznych. Wydawnictwo Politechniki l skiej,

Gliwice 2002.

2. FluidSIM Pneumatics user's quide. Denkendorf, Festo Didactic 2000.

3. COSIVIS Process Simulation. Denkendorf, Festo Didactic 1997.

842786465.074.png

842786465.075.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

01.pdf (295 KB)
Instrukcja-TwinCAT.pdf (3557 KB)
000030.pdf (1921 KB)
03-08_artykul1p.pdf (310 KB)
03_3a TSX PREMIUM_INSTALOW_MONTAZ.pdf (6340 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin