Print

Vývoj systému reálného času pro řízení univerzálního testovacího stroje

-- 10.10.14

„Rozhodli jsme se použít kompletní hardwarovou platformu NI PXI spolu s LabVIEW Real‑Time Modulem, a to kvůli dobré integraci hardwaru a softwaru, a také kvůli nabízené flexibilitě a škálovatelnosti," uvedl Tomu Savu.

Zadání

Řízení síly a polohy na 60tunovém univerzálním testovacím stroji Schenck, který se používá pro statické a dynamické testy letadel a velkých struktur či vzorků pro aerokosmické či jiné aplikace.

Řešení

Vyvinout systém NI PXI s NI LabVIEW Real‑Time Modulem, který dokáže provozovat 8 paralelních smyček pro PID řízení.

Co bylo potřeba udělathttp://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI1.JPG

Společnost DOLSAT Consult, založená v roce 2005, je partnerem NI a  specializuje se na vývoj měřicích a řídicích systémů na bázi hardwaru a softwaru NI pro širokou škálu odvětví. Institut pro teoretickou a experimentální analýzu aerokosmických struktur (STRAERO) se sídlem v Bukurešti v Rumunsku oslovil společnost DOLSAT, aby nahradila jejich zastaralý hydraulický PID systém Schenck (obrázek 1), který řídí dva testovací stroje Schenck Hydropuls (obrázek 2) a šest servohydraulických aktuátorů. V institutu http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI2.JPGSTRAERO chtěli mít možnost provádět komplexnější a spolehlivější testy struktur a vzorků, navíc s větší přívětivostí vůči uživatelům.

Jako poskytovatel služeb pro aerokosmický výzkum a vývoj nabízí STRAERO specifické zátěžové testy mechanických struktur, včetně tahové a kompresní zátěže, únavy materiálu, povolení materiálu pod tlakem a včetně nárazových testů se zátěží až 60 tun. Hydraulický systém Schenck pro řízení pozice představoval v průběhu posledních 20 let spolehlivé řešení. Byl také průběžně vylepšován, například pomocí generátoru průběhů Rigol s vysokou stabilitou či užitím systému pro sběr dat HBM MGCplus. Nicméně omezení řídicího systému PID spolu s náročností integrace nových hardwarových vylepšení z hlediska softwaru začaly představovat zjevné problémy, dokonce i při provádění jednoduchých testů.

Nové řešení

http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI3.JPGPotřebujeme, aby nový automatizační systém (obrázek 3) zahrnoval PID pro řízení osmi hydraulických servoventilů, které ovládají stroje Hydropuls a aktuátory, a aby nahradil starý řídicí a monitorovací systém na bázi relé. Zvažovali jsme řešení od MoogInc. a od Parker Hannifin, ale rozhodli jsme se použít kompletní hardwarovou platformu NI PXI (obrázek 4) spolu s LabVIEW Real‑Time Modulem, a to kvůli dobré integraci hardwaru a softwaru, a také kvůli nabízené flexibilitě a škálovatelnosti.

http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI4.JPGPro měření polohy se ve strojích Hydropuls používají měřicí transformátory LVDT řady HBM W, což jsou induktivní převodníky s polovičním můstkem. Kvůli kompatibilitě jsme použili modul pro přizpůsobení signálu HBM Clip AE501 s výstupem ±10 V. Abychom překonali některá omezení analogově digitálních převodníků typu sigma‑delta při jednobodovém sběru dat s hardwarovým časováním, použili jsme měřicí zesilovač HBM‑AE101, také s výstupem ±10 V.

Pro měření signálů ±10 V z modulů HBM jsme použili osm diferenciálních analogových vstupních kanálů na multifunkční DAQ desce NI PXI-6220 z řady M, která se ukázala být pro tento účel nejvhodnější. Pro řízení servoventilu jsme použili servozesilovač PEES COMPONENTS AN405 se standardním vstupem ±10 V, který dokáže poskytovat proud ±100 mA. Ačkoli systém pracuje v prostředí se silným elektrickým rušením, při použití izolovaného modulu NI PXIe-4322 s analogovými výstupy jsme dokázali ovládat zesilovač pro servoventily bez problémů s diferenciálním napětím. To byl klíčový faktor pro vývoj spolehlivé a deterministické řídicí aplikace. Pro měření logických signálů s úrovní 24 V z hydraulické monitorovací jednotky Schenck, které zahrnovaly limity pro teplotu oleje, výpadky tlaku a funkci ohřevu, jsme použili izolovaný digitální vstupní modul NI PXI-6511.

Pro ovládání čerpadel a bezpečnostních signálů byla použita polovodičová relé z řady ABB R600, která jsou řízena izolovaným digitálním výstupním modulem NI PXI-6513. Od začátku projektu byl vývoj softwarové aplikace přímočarý proces.

Nový ukázkový projekt LabVIEW Real‑Time Control spolu s vyčerpávající dokumentací nám pomohl s rychlým vývojem plně funkčního prototypu aplikace (obrázek 5).

Aplikace reálného času používá čtyři paralelní smyčky. Jedna časovaná smyčka slouží pro správu kritických procesů souvisejících se sběrem dat s hardwarovým časováním. Další tři smyčky spravují komunikaci s hostitelským PC, záznam dat  a monitoring systému. Implementovali jsme komunikaci mezi aplikací reálného času a hostitelským PC pomocí síťových streamů, a to jak pro komunikaci s vysokou propustností, tak pro běžnou komunikaci pomocí zpráv.

Závěr

S použitím hardwarové a softwarové platformy od NI a s podporou týmu NI jsme začali s implementací škálovatelného a spolehlivého řešení, které nahradí 20 let starý a prověřený systém Schenck Hydropuls. S‑Monitoring je systém, jenž umožňuje postupně budovat infrastrukturu monitoringu a měření spotřeby energií v malých krocích, a proto není náročný na počáteční velké investice.

National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
Sokolovská 136D, 186 00 Praha 8, Česká republika
Tel: +420 224 235 774, Fax: +420 224 235 749, E‑mail:
ni.czech@ni.com 
czech.ni.com

Autor: Tom Savu, Daniel Cazacu DOLSAT Consult, Rumunsko


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Factory Tour 2019
2019-09-24 - 2019-09-26
Místo: ČR, SK
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Konference DOCURIDE 2019 „Nejlepší mix pro Váš úspěch"
2019-10-03 - 2019-10-03
Místo: Hotel Park Holiday, Praha
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno

Katalog

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

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

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI