Print

Monitorování stavu stroje

-- 17.10.12

Monitorování stavu stroje může být integrováno do digitálního řízení synchronních motorů s permanentními magnety (PMSM).

Moderní digitální servopohony se v mnoha směrech liší od jednoduchých pohonů střídavých motorů používaných pro řízení asynchronních motorů. Servopohony nabízejí funkce, jako jsou vyspělé regulační algoritmy, komplexní metody generování trajektorie, programování aplikací pohonů podle standardu PLCopen Motion Control a doplnění úrovně integrity bezpečnosti (Safety Integrity Level). Dále se více používají deterministické ethernetové komunikační protokoly pro víceosové systémy a komplexní synchronizované polohování stroje.

  • Monitorování stavu integrované v servopohonu: Předchozí článek (Diagnostika pro monitorování obráběcích strojů, Krzysztof Pietrusewicz, 23. listopadu 2011, CE USA) představil koncepci integrace diagnostických funkcí na základě měření mechanických vibrací a vibroakustických měření u digitálních servopohonů řídicích jednotku podávání- -pohonu CNC. Na laboratorní zkušební stolici byly demonstrovány koncepce v souladu s mechatronickými předpoklady průmyslových cílových systémů.
  • Prototypování regulačních algoritmů: Navrhování pomocí mechatroniky se považuje za metodu, která umožňuje zkrátit dobu potřebnou pro implementaci nových koncepcí regulačních algoritmů u průmyslových aplikací. Aplikace softwaru ve smyčce jsou prototypovacími simulacemi vypracovanými na počítači návrháře za účelem modelování chování řídicího systému pracujícího v reálném čase. Obrázek 1 ukazuje čtyři hlavní cykly obvyklého vědeckého přístupu u rychlého prototypování, od spuštění projektu (KO) až po konečný milník (M7). Vyloučením tzv. virtuálního prototypování (2) lze projekt dokončit rychleji. S nástroji pro prototypování na cílovém zařízení (Pietrusewicz K. a Urbański Ł., „PLC, PAC nebo IPC? Který řídicí prvek je vhodný pro vaši aplikaci?“, CE USA, leden 2011, str. 28–32) lze projekt dokončit před milníkem M4.
  • Virtuální prototypování umožňuje regulátoru (algoritmu) umístěnému v řídicím prvku reálného času komunikovat pomocí automatického generátoru programového kódu přes protokoly TCP/IP, TCP/UDP nebo OPC DA se simulovaným (virtuálním) objektem a jeho chování emuluje speciální aplikace na počítači návrháře.
  • Hardware ve smyčce je metoda založená na testování funkčnosti prototypovaného regulačního algoritmu společně s emulovaným modelem objektu pomocí řídicího zařízení reálného času. I když je tato metoda časově náročná, je mimořádně cenná, zejména díky možnosti beznákladového testování havarijních situací, a to bez jakéhokoli rizika zničení prováděcích prvků řídicího systému.
  • Implementace: Konečnou fázi navrhování mechatroniky umožňují nástroje, jako je Automation Studio Target for Simulink společnosti Bernecker&Rainer. Při použití laboratorního zařízení (jako je dSpace DS1104) musí být implementační fáze provedena na cílovém zařízení, což představuje práci navíc, jak ukazuje obrázek 1.

Stolice rychlého prototypování pro diagnostické funkce u digitálního servopohonu PMSM: Funkční schéma pro laboratorní stolici je zobrazeno na obrázku 2. Obrázek 2 ukazuje testovací stolici pro prototypování mechatroniky na cílovém zařízení. Vícedodavatelský přístup dovoluje uživateli integrovat funkčnost zabudovaných korekcí DSP na základě kalkulací FPGA v řídicím prvku National Instruments CompactRIO RT s cyklickou komunikací Ethernet Powerlink mezi průmyslovým počítačem Bernecker&Rainer APC620 a digitálním servopohonem Acopos1090. Prostředí Matlab/Simulink společnosti MathWorks dovoluje uživateli automaticky generovat nově vyvinuté algoritmy řízení pozice/rychlosti a začlenit je do cyklických úkolů operačního systému reálného času (automatizační rutiny). S otevřenou serverovou technologií OPC DA mohou uživatelé na počítačové obrazovce vizualizovat 3D pohyb stolu X-Y obráběcího stroje.

Součásti zkušební stolice:

  • Počítač vývojáře s instalovaným prostředím Matlab/Simulink 2010b a softwarem Automation Studio B&R.
  • Vysoce účinný řídicí prvek systému reálného času, v tomto případě průmyslový počítač APC620 a servopohon Acopos (obě zařízení od společnosti B&R) pracující jako cyklický generátor proud-hodnota. Všechna prováděná měření a veškerá zpracování dat provádí řídicí prvek National Instruments NI-9022. Vyvinutá testovací stolice umožňuje výzkum v oblasti zdokonalování aplikací digitálních servopohonů, například integrováním diagnostických funkcí s algoritmem regulace suboptimální pozice a rychlosti nebo generováním přídavné hodnoty krouticího momentu přenášené do motoru PMSM v závislosti na diagnostikovaných pracovních podmínkách.

 

ce

Krzysztof Pietrusewicz a Paweł Waszczuk působí na Západopomořské technické univerzitě v polském Štětíně a jsou přispěvateli časopisu Control Engineering Polska.

Autor: Krzysztof Pietrusewicz, Paweł Waszczuk - Control Engineering Polska


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

15. mezinárodní konference Moderní baterie, akumulátory a palivové články
2014-08-24 - 2014-08-28
Místo: Vysoké učení technické v Brně, Antonínská 1, Brno
Moderní technologie pro potravinářství 2014
2014-09-16 - 2014-09-16
Místo: 16. 9. 2014, NH Hotels, Olomouc
Prague Fire & Security Days 2014
2014-09-16 - 2014-09-20
Místo: PVA EXPO Praha, Letňany
Moderní technologie pro farmaceutický průmysl 2014
2014-09-17 - 2014-09-17
Místo: NH Hotels, Olomouc
56. mezinárodní strojírenský veletrh
2014-09-29 - 2014-10-03
Místo: Výstaviště Brno

Katalog

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
Thámova 13
180 00 Praha 8
tel. 00420737266673

COMPAS automatizace, spol. s r.o.
COMPAS automatizace, spol. s r.o.
Nádražní 610/26
59101 Žďár nad Sázavou
tel. +420 567 567 111

Invensys
Invensys
Žirovnická 3124
106 00 Praha 10
tel. +420 (0)267 182 220

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

Omron Electronics spol. s r.o.
Omron Electronics spol. s r.o.
Jankovcova 53
170 00 Praha 7
tel. +420 234 602 602

všechny firmy
Reklama






Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright Trade Media International Holdings Sp. z o.o. ul. Wita Stwosza 59a, 02-661 Warszawa
KRS 0000281036, NIP 521-34-36-770, Regon 140966270
Všechny materiály pocházející ze stránek Control Engineering USA jsou vlastnictvím CFE Media. Všechna práva vyhrazena.
Navštivte naše další stránky