03.04.2022

Modellering af teknologiske processer og systemer. Automatisering og simulering af den teknologiske proces

Svamp

1 0 0

UDDANNELSES- OG VIDENSKABSMINISTERIET I RUSLAND

Federal State Budgetary Education Institution

videregående uddannelse

NIZHNEVARTOVSK OIL COLLEGE (filial)

føderal statsbudget uddannelsesinstitution

videregående uddannelse

"Ugra State University"

MDK 04.01 "Teoretisk grundlag for udvikling og modellering af simple automatiseringssystemer under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer"

Retningslinjer for kursusprojektet

for studerende uddannelsesinstitutioner

gymnasial erhvervsuddannelse

alle uddannelsesformer (fuldtid, deltid)

efter speciale 15.02.07. Automatisering af teknologiske processer og produktion

Nizhnevartovsk 2016

Taget i betragtning

På et møde i PCC ETD

Referat nr. 5 af 24.05.2016

Formand for PCC

M. B. Ti

GODKENDE

Stedfortræder direktør for vandressourceforvaltning

NNT (filial) FGBOU VO "YUGU"

R.I. Khaibulina

« » 2016

Svarer til:

1. Federal State Standard (FSES) i specialet 15.02.07. Automatisering af teknologiske processer og produktion (efter industri) godkendt den 18. april 2014 (Bestillingsnr. 349)

Udvikler:

Ten Marina Borisovna, den højeste kvalifikationskategori, lærer ved Nizhnevartovsk Oil College (filial) FGBOU VO "Southern State University".

INTRODUKTION

Retningslinjer for kursusprojektet om MDK 04.01 "Teoretisk grundlag for udvikling og modellering af simple automatiseringssystemer under hensyntagen til de særlige forhold ved teknologiske processer" for fuldtids- og deltidsstuderende udvikles iht.krav i Federal State Standard (FGOS) i specialet 15.02.07. Automatisering af teknologiske processer og produktion (efter industri), arbejdsprogrammet for det professionelle modul PM 04Udvikling og modellering af simple automatiseringssystemer under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer

Kursusprojektet har til formål at konsolidere og systematisere de studerendes viden, udvikle færdigheder i selvstændigt arbejde og lære dem praktisk at anvende den teoretiske viden, de har modtaget, i løsning af produktionsmæssige og tekniske problemstillinger.

De didaktiske mål med kursusdesign er: at lære eleverne faglige færdigheder; uddybning, generalisering, systematisering og konsolidering af viden om MDT; dannelse af færdigheder og evner til selvstændigt mentalt arbejde; omfattende verifikation af udviklingen af faglige og generelle kompetencer.

Denne manual har til formål at assistere studerende i implementeringen af kursusprojektet på MDK 04.01 "Teoretisk grundlag for udvikling og modellering af simple automatiseringssystemer under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer"

Kursusprojektet gennemføres efter at have studeret den teoretiske del af MDK 04.01 "Teoretisk grundlag for udvikling og modellering af simple automatiseringssystemer, under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer"

Formålet med kursusprojektet er at beherske metoderne til at udvikle og modellere automatiske styringssystemer, plotte tids- og frekvenskarakteristika og forske i automatiske styringssystemer, samt tilegne sig færdigheder i at bruge teknisk litteratur, opslagsværker, regulatoriske dokumenter. Arbejdet med et kursusprojekt bidrager til systematisering, konsolidering, uddybning af den viden, eleverne opnår i løbet af den teoretiske uddannelse, anvendelse af denne viden til en samlet løsning af opgaverne. Som et resultat af kursusprojektet skal den studerende beherske følgende faglige kompetencer:

PC 4.1 Analyser automatiske kontrolsystemer under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer.

PC 4.2 Vælg enheder og automatiseringsværktøjer under hensyntagen til de specifikke teknologiske processer.

PC4.3 Tegn diagrammer over specialiserede enheder, blokke, enheder og automatiske styresystemer.

PC 4.4 Beregn parametrene for typiske kredsløb og enheder

Kursusprojektets emne udvælges i overensstemmelse med praktikstedet

2 STRUKTUR af kursusprojektet

Kursusprojektet består af to dele: en forklarende note og en grafisk del.

Opbygningen af den forklarende note:

titel side;

liste over ark af den grafiske del;

liste over symboler og accepterede forkortelser;

introduktion;

Kapitel 1;

kapitel 2;

kapitel 3;

konklusion;

bibliografisk liste;

applikationer.

Den grafiske del består af to ark i A1-format, mens tegninger og diagrammer kan udvikles i A1- eller A2-format, et specifikt sæt grafiske dele bestemmes i en individuel opgave og kan omfatte følgende diagrammer og tegninger:

funktionel automatiseringsordning;

eksternt ledningsdiagram;

kredsløbsdiagrammer;

ledningsdiagrammer;

blokdiagram af controlleren.

3 KURSUSPROJEKTETS INDHOLD

Introduktion

Introduktionindeholder følgende afsnit:

en.Projektemnets relevans(begrundelse for behovet for at studere problemstillinger relateret til forskningsemnet), f.eksRelevansen af at skabe automatiserede styresystemer er steget markant, pgacudgifterne til vedligeholdelse af vedligeholdelsespersonale og opretholdelse af miljøets økologi;

b.Et objekt -(et sæt af forbindelser og relationer mellem egenskaber, der eksisterer objektivt i teori og praksis og tjener som en kilde til information, der er nødvendig for forskeren). Forskningsobjektet defineres som et fænomen eller proces af objektiv virkelighed, som fagets forskningsaktivitet er rettet mod, for eksempel for emnet "Udvikling af et systemautomatisering af ESP, SRP og AGZU brønde på en brøndklynge”, vil objektet være en brøndklynge;

i.Emneforskning (mere specifik og omfatter kun de forbindelser og relationer, der er genstand for direkte undersøgelse i dette projekt, sætter grænserne for videnskabelig forskning). I hvert objekt kan der skelnes mellem flere studiefag, men ét studiefag skal angives i arbejdet. Emnet for undersøgelsen bestemmes af objektets specifikke egenskaber, for eksempel for emnet "Udvikling af et systemautomatisering af ESP, SRP og AGZU brønde på en brøndklynge”, vil emnet være ESP, SRP og AGZU brønde;

Af emnet for undersøgelsen følger dets formål og mål.

G.Mål (er formuleret kort og ekstremt præcist, i semantisk forstand, der udtrykker det vigtigste, som forskeren har til hensigt at gøre).

Eksempler: 1.Målet med projektet er at udvikle et automatiseringssystem baseret på optimalt egnede automationsværktøjer. Modellering af et bæredygtigt og højkvalitets automatisk kontrolsystem

Formålet konkretiserer og udvikler i undersøgelsens opgaver.

Opgaven skal formuleres ved hjælp af et infinitiv verbum, fx: udvikle, analysere, identificere mv.

Første opgave, som regel er forbundet med identifikation, afklaring, uddybning, metodologisk begrundelse af essensen, naturen, strukturen af det objekt, der undersøges. Analyser for eksempel formålet med objekter og udvikle et blokdiagram af en brøndklynge

Sekund- med en analyse af den reelle tilstand af emnet forskning, dynamik, interne modsætninger i udvikling. For eksempel at analysere arbejdsteknologien og AGZU's vigtigste tekniske egenskaber for at bestemme parametrene for automatisering og driftsbetingelserne for automatiseringsudstyr.

Tredje og fjerde- med metoder til transformation, modellering, verifikation eller med identifikation af måder og midler til at øge effektiviteten af at forbedre fænomenet, processen under undersøgelse, dvs. med praktiske aspekter af arbejdet, med problemet med at styre det undersøgte objekt. For eksempel at udvikle en automatiseringsordning, at bestemme måderne for eksterne forbindelser af automationsudstyr, at udforske metoderne til installation, reparation, verifikation af automationsudstyr, for at bestemme den økonomiske effektivitet

Forskningsmetoderomfatte brug af specifikke teoretiske og empiriske forskningsmetoder, for eksempel: analyse af videnskabelig og metodisk litteratur, dokumentariske kilder mv.

Arbejdets struktur og omfang(angiv fra hvilken strukturel

Værket består af elementer: introduktion, antal kapitler, afsnit, konklusion, bibliografisk liste, angivelse af antal titler, samt mængden af arbejde i sider osv.).

Volumen af introduktionen er 2-3 sider.

2 KARAKTERISTIKA FOR ELEMENTERNE I DET AUTOMATISKE REGULERINGSSYSTEM (ACS)

2.1 Teknologiske egenskaber ved reguleringsobjektet

I dette underafsnit af kursusprojektet er det nødvendigt kort at skitsere teknologien og de vigtigste teknologiske karakteristika ved det overvejede reguleringsobjekt.

2.2 Matematisk model af det regulerede objekt

Det er nødvendigt at tegne det regulerede objekts forbigående respons i henhold til varianten på en given skala.

I henhold til typen af transient respons er det nødvendigt at bestemme, hvilke typiske dynamiske links reguleringsobjektet svarer til ved dynamiske egenskaber. Skriv ned overførselsfunktionen af disse links og bestem de numeriske værdier af koefficienterne fra grafen.

For eksempel:

Ifølge den eksperimentelt taget transiente respons (Figur 2.1) bestemmer vi kontrolobjektets overførselsfunktion.

Formålet med reguleringen svarer til serieforbindelsen af flere aperiodiske links og forsinkelseslinket, så dets overførselsfunktion

Рτ , (2.1)

For at bestemme de numeriske værdier af koefficienterneK 1, T1, τ1 ifølge grafen finder vi den konstante værdi af den justerbare parameterh mund, h mund = 14. Lad os skifte til relative enheder, idet vi tager værdienh mund for 1, opdel det resulterende segment i ti lige store dele, marker punkterne a = 0,7,jeg=0,3. Bestem tiden svarende til disse punkter i henhold til tidsplanent jeg=9,8 og t-en =11,8. Accepter værdim=3.

Ifølge tabel 7.8 bestemmer vi værdien af de konstante koefficienter T en *, A bl.a, AT bl.a, for a=0,7 og jeg=0,3 afhængig af gradenmoverførselsfunktion

m = 3,

T 7 * = 0,277,

A 37 \u003d 1.125,

B37 = 1,889.

Bestem forsinkelsestiden for det regulerede objekt

, (2.2)

Bestem tidskonstanten for det regulerede objekt

(2.3)

T 1 = 0,277 (11,8 – 9,8) = 1,19

Bestem forstærkningen af det regulerede objekt

i
(2.4)

hvorh mund - den konstante værdi af den regulerede værdi.

Da vi får et forbigående svar, så X i = 1, altså

K 1 = h mund, (2,5)

K 1 =14

Som et resultat opnår vi OR-overførselsfunktionen i formen

-7,5r

2.3 Bestemmelse af optimale controllerindstillinger

I overensstemmelse med den givne kontrollov (indledende data) er det nødvendigt at bestemme overførselsfunktionen for den automatiske controller og beregne indstillingerne.

For eksempel:

Ifølge de oprindelige data er reguleringsloven proportional.

Reguleringslovens ligning har formen:

y = Kε (2.6)

hvory - output værdi;

K - vinde;

ε er uoverensstemmelsen.

Vi skriver reguleringsloven i generel form:

X ud = K 2 X in (2,7)

Lad os definere overførselsfunktionen for den automatiske controllerW 2 (s)

X ud (p) \u003d K 2 X ind (p)

W 2 (p) = K 2 (2,8)

Vi bestemmer regulatorindstillingerne i henhold til VTI-formlerne (tabel 7.13):

Objektkarakteristik:

(2.9)

Vi definerer grænsen for proportionalitet:

δ = 2 K 1 , (2.10)

δ \u003d 2 * 14 \u003d 28

Bestem forstærkningen af den automatiske controllerK 2 :

(2.11)

Som et resultat opnår vi overførselsfunktionen AR i formularen

W 2 (s)=0,035

2.4 Matematisk model af aktuatoren og måletransduceren

AC elektriske motorer er meget udbredt som aktuatorer i ACS. I systemer, hvor hastighedsstyring af aktuatoren er påkrævet, anvendes trefasede asynkrone elektriske motorer med en faserotor. Hvis hastighedskontrol ikke er påkrævet, anvendes elektriske motorer med en egern-burrotor. Tofasede asynkronmotorer er meget udbredt som laveffektaktuatorer. Asynkrone elektriske motorers dynamiske egenskaber bestemmes af differentialligningen

(2.12)

hvor T m – elektromekanisk tidskonstant for den elektriske motor, s;

Til R - transmissionskoefficienten for den elektriske motor;

U R – spænding på rotoren, V;

Q er rotorens vinkelhastighed, rad/s.

Elektromekanisk tidskonstant T m afhængigt af inertien ELLER kan være inden for T m =0,006÷2 s. I et kursusprojekt tager vi for eksempel T m = 2s.

Ifølge de oprindelige data, for eksempel, K R =4, således IM-overførselsfunktionen:

(2.13)

Måletransduceren svarer med hensyn til dynamiske egenskaber til det forstærkende led. Hans ligning:

X ud \u003d KX ind (2.14)

Gain K = 1, deraf IP'ens overførselsfunktion:

W 5 (s)=1 (2.15)

3 STRUKTURDIAGRAM OVER DET AUTOMATISKE REGULERINGSSYSTEM

3.1 Proceskontrol

Det er nødvendigt at vælge typer af ATS-elementer, give en beskrivelse af deres funktionsprincip, tekniske egenskaber. Beskriv betjeningen af det automatiske styresystem.

3.2 Strukturdiagram af et åbent automatisk styresystem for master og forstyrrende påvirkninger

Det er nødvendigt at udvikle et blokdiagram over det automatiske styresystem for de kørende og forstyrrende påvirkninger. Bestem overførselsfunktionen for et åbent system.

For eksempel.

Figur 3.1 - Blokdiagram

Vi beregner overførselsfunktionen af serieforbundne elementer

Overførselsfunktion af den åbne ACS i henhold til masterhandlingen

(3.1)

Overførselsfunktion af en åben ACS til forstyrrende handling

(3.2)

3.3 Strukturdiagram af et lukket system med automatisk styring af master og forstyrrende påvirkninger

Lad os bestemme overførselsfunktionen af en lukket ACS i henhold til den kørende indflydelse (Figur 3.1):

(3.3)

Lad os bestemme overførselsfunktionen af en lukket ACS i henhold til den forstyrrende effekt (figur 3.1):

(3.4)

4 STABILITET AF DET AUTOMATISKE REGULERINGSSYSTEM

4.1 Stabilitet i henhold til Hurwitz-kriteriet. Kritisk gevinst

Ifølge Hurwitz-kriteriet er systemet stabilt, hvis det for en 0 >0 Hurwitz-determinanterne er positive. Lad den karakteristiske ligning for det betragtede system

3,36r 4 +10,14r 3 +11,37r 2 +5,57r+2,17=0

Vi beregner Hurwitz-determinanterne

Δ 1 \u003d 10.14

Konklusion: Systemet er stabilt.

Vi bestemmer grænsegevinsten ved Hurwitz-kriteriet.

Vi erstatter forstærkningsfaktorerne med bogstavbetegnelser.

W 2 (s)= K 2

W 3 (s)= K 3

W 5 (s)= K 5

Vi beregner overførselsfunktionen af ACS.

Systemets karakteristiske ligning har således formen:

K 2 K 1-5 =0

Lad os lave en erstatning K 2 K 1-5 = K gr.

3,36r 4 +10,14r 3 +11,37r 2 +5,57r+1+ K gr =0

Vi sammensætter Hurwitz-determinanten:

Systemet er på stabilitetsgrænsen, hvis en af Hurwitz-determinanterne er lig med 0.

Ud fra det resulterende udtryk bestemmer viK gr.

642,17-102,81-102,81 K gr -104,24=0

102,81 K gr = -435,12

K gr = 4,23

Altså den kritiske gevinstK gr = 4,23.

4.2 Stabilitet i henhold til Mikhailov-kriteriet. Kritisk gevinst

Ifølge Mikhailov-kriteriet er systemet stabilt, hvis Mikhailov-hodografen passerer sekventielt mod uretn-fjerdedele af den komplekse plan ved ændring af ω=0 ÷ +
. Lad den karakteristiske ligning for systemet:

3,36r 4 +10,14r 3 +11,37r 2 +5,57r+2,176=0

Polinom Mikhailova:

Givet værdierne ω=0 ÷ +
bygge en Mikhailov hodograf.

Beregningen skal ske programmatisk. For eksempel ved at brugeEXEL. Lad os lave et program til dette eksempel.

B2=3,36*B1^4-11,37*B1^2+2,176

B3=-10,14*B1^3+5,57*B1

Tabel 4.1 - Beregningsresultater

Hodografen skal bygges ved hjælp af softwaremiljøet.

Figur 4.1 - Mikhailovs hodograf

Konklusion: systemet er stabilt.

Vi bestemmer grænsekoefficienten i henhold til Mikhailov-kriteriet.

Den karakteristiske ligning for ukendte gevinster har formen:

3,36r 4 +10,14r 3 +11,37r 2 +5,57r+1+ K gr =0

Mikhailov polynomiet er lig med:

F(jω)

Systemet er på stabilitetsgrænsen, hvis Mikhailov-hodografen passerer gennem origo med en frekvens ω≠0. Derfor er systemet på stabilitetsgrænsen, hvis de reelle og imaginære dele er lig med 0.

4.3 Stabilitet i henhold til Nyquist-kriteriet. Amplitude og fasestabilitetsmargin

For at systemet skal være stabilt i en lukket form, er det nødvendigt og tilstrækkeligt, at AFC-hodografen for et stabilt åbent system ikke dækker et punkt på det komplekse plan med koordinater

(-1;0) ved ændring af ω=0 ÷ +0. Et åbent system betragtes som stabilt, hvis det består af stabile standardlinks.

Lad overførselsfunktionen af det åbne system.

Vi definerer AFC:

At spørge efter værdier
vi bygger AFC af et åbent system ved hjælp afExcel:

Tabel 4.2 - Beregningsresultater

Figur 4.3 - Hodograph AFC

Konklusion: systemet er stabilt

Stabilitetsmarginen i amplitude og fase bestemmes af hodografen af AFC i et åbent system

Amplitudestabilitetsmargin ΔА=0,74

Fasestabilitetsmargin Δφ=130 0

5 KVALITET ACS

5.1 Overgangsgraf

Grafen for den forbigående proces kan konstrueres ved hjælp af trapezmetoden. For at gøre dette er det nødvendigt at bestemme AFC'en for et lukket system, fremhæve den faktiske frekvensrespons, plotte DFC'en. Udfør derefter handlingerne i følgende rækkefølge.

Lad os overveje konstruktionen af en graf over den forbigående proces ved hjælp af et eksempel.

Vi bestemmer AFC for et lukket system:

Opbygning af en DCH-graf

Tabel 5.1 - Resultater af DFC-beregning

Vi opdeler DFC i trapez, så to sider af hver trapez er parallelle med ω-aksen, den tredje falder sammen med P-aksen.

Figur 5.1 - Faktisk frekvensgang

Vi bestemmer for hver trapezoid ω 0 , ω d , h 0.

For eksempel 1 trapez: ω 0 =0,54.

ω d =0 ,31

h 0 =45,5

Vi beregner X-værdien for hver trapez:

Ifølge X-værdien finder vi værdierne i tabellenh x funktioner, givet ved værdierne af τ, for hver trapez.

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

Studerende, kandidatstuderende, unge forskere, der bruger videnbasen i deres studier og arbejde, vil være dig meget taknemmelig.

Automatisering og simulering af den teknologiske proces

1 PROCES AUTOMATION

Automatisering er en retning i udviklingen af produktionen, karakteriseret ved befrielsen af en person ikke kun fra muskulære anstrengelser for at udføre visse bevægelser, men også fra den operationelle kontrol af de mekanismer, der udfører disse bevægelser. Automatisering kan være delvis eller kompleks.

Integreret automatisering er kendetegnet ved automatisk udførelse af alle funktioner til implementering af produktionsprocessen uden direkte menneskelig indblanding i driften af udstyret. En persons ansvar omfatter opsætning af en maskine eller gruppe af maskiner, tænding og styring af den. Automatisering er den højeste form for mekanisering, men det er samtidig en ny produktionsform, og ikke en simpel udskiftning af manuelt arbejde med mekanisk arbejde.

Med udviklingen af automatisering bliver industrirobotter (IR) i stigende grad brugt, der erstatter en person (eller hjælper ham) i områder med farlige, usunde, vanskelige eller monotone arbejdsforhold.

En industrirobot er en omprogrammerbar automatisk manipulator til industrielle applikationer. De karakteristiske træk ved PR er automatisk kontrol; evnen til hurtig og relativt nem omprogrammering, evnen til at udføre arbejdshandlinger.

Det er især vigtigt, at PR kan bruges til at udføre arbejde, der ikke kan mekaniseres eller automatiseres med traditionelle midler. PR er dog blot et af mange mulige midler til at automatisere og forenkle produktionsprocesser. De skaber forudsætningerne for overgangen til et kvalitativt nyt automatiseringsniveau – skabelsen af automatiske produktionssystemer, der fungerer med minimal menneskelig deltagelse.

En af de vigtigste fordele ved PR er evnen til hurtigt at skifte til at udføre opgaver, der adskiller sig i rækkefølgen og arten af manipulationshandlinger. Derfor er brugen af PR mest effektiv under forhold med hyppig ændring af produktionsfaciliteter såvel som til automatisering af lavt kvalificeret manuelt arbejde. Lige så vigtigt er tilvejebringelsen af hurtig efterjustering af automatiske linjer, såvel som deres færdiggørelse og idriftsættelse på kort tid.

Industrirobotter gør det muligt at automatisere ikke kun grundlæggende, men også hjælpeoperationer, hvilket forklarer den stadigt voksende interesse for dem.

De vigtigste forudsætninger for at udvide brugen af PR er som følger:

forbedring af produkternes kvalitet og mængden af dets produktion med det samme antal ansatte på grund af reduktionen af driftstiden og tilvejebringelsen af en konstant "træthedsfri" tilstand, en stigning i skifteforholdet mellem udstyr, intensivering af eksisterende og stimulering af skabelsen af nye højhastighedsprocesser og -udstyr;

at ændre arbejdsvilkårene for ansatte ved at frigøre dem fra ufaglært, monotont, hårdt og farligt arbejde, forbedre sikkerhedsforholdene, reducere tab af arbejdstid som følge af arbejdsskader og erhvervssygdomme;

økonomi af arbejdskraft og frigivelse af arbejdere til løsning af nationale økonomiske problemer.

1.1 Konstruktion og beregning af skemaet for modellen "hard terminal - PCB-hul"

En væsentlig faktor i implementeringen af montageprocessen er at sikre samlingen af det elektroniske modul. Monteringsevnen afhænger i de fleste tilfælde af positioneringsnøjagtigheden og den indsats, der kræves for at samle modulets strukturelle elementer, design og teknologiske parametre for de sammenkoblende overflader.

I varianten, når en hård ledning indsættes i bræthullet, kan følgende karakteristiske kontakttyper skelnes mellem de sammenkoblende elementer:

berøringsfri udgangspassage gennem hullet;

kontakt af nul-typen, når enden af output rører generatrixen af hullets affasning;

kontakt af den første type, når enden af udgangen rører ved hullets sideflade;

kontakt af den anden slags, når udgangens sideflade rører kanten af hullets affasning;

kontakt af den tredje type, når enden af udgangen berører hullets sideflade, og udgangsfladen rører kanten af hullets affasning.

Følgende er accepteret som klassifikationstegn for at skelne typer af kontakter: en ændring i den normale reaktion på kontaktpunktet; friktionskraft; formen på stangens elastiske linje.

Tolerancerne for de enkelte elementer har en væsentlig indflydelse på den pålidelige drift af indstillingshovedet. I positionerings- og bevægelsesprocesserne opstår en kæde af tolerancer, som i ugunstige tilfælde kan føre til en fejl i installationen af ERE, hvilket fører til dårlig montering.

Samlingen af produktet afhænger derfor af tre faktorer:

dimensions- og nøjagtighedsparametre for produktkomponenternes modstående overflader;

dimensions- og nøjagtighedsparametre for de parrende overflader af produktets basiselement;

dimensions- og nøjagtighedsparametre for placeringen af det udøvende organ med komponenten placeret i den.

Overvej tilfældet med en nul-type kontakt, hvis diagram er vist i figur 1.1.

R F l

Q

Figur 1.1 - Beregningsskema for kontakten af nultypen.

Indledende data:

F - samlingskraft rettet langs hovedet;

F = 23 N;

f er friktionskoefficienten;

f = 0,12;

l = 8 mm;

= 45;

Q=30.

Rg - reaktion af samlingshovedet, vinkelret på dets forløb;

N - normal til den affasningsdannende reaktion;

.

Mg - bøjningsmoment i forhold til samlingshovedet;

1.2 Opbygning af griberen

Gribere (GD'er) af industrirobotter bruges til at fange og holde manipulationsgenstande i en bestemt position. Ved design af gribere tages der hensyn til formen og egenskaberne af det fangede objekt, betingelserne for flowet af den teknologiske proces og funktionerne i det anvendte teknologiske udstyr, hvilket er årsagen til mangfoldigheden af eksisterende gribelegemer i PR. De vigtigste kriterier i vurderingen af valget af gribeorganer er tilpasningsevne til formen på den genstand, der skal gribes, gribenøjagtighed og gribekraft.

I klassificeringen af opbevaringsanordningens gribeanordninger, skiltene, der karakteriserer genstanden for fangst, processen med at fange og fastholde genstanden, den servicerede teknologiske proces, såvel som skiltene, der afspejler de strukturelle og funktionelle karakteristika og den konstruktive base af lagerenheden er valgt som klassifikationsfunktioner.

De faktorer, der er forbundet med fangeobjektet, omfatter objektets form, dets masse, mekaniske egenskaber, størrelsesforhold, fysiske og mekaniske egenskaber af objektets materialer samt overfladens tilstand. Genstandens masse bestemmer den nødvendige gribekraft, dvs. bæreevne PR, og giver dig mulighed for at vælge typen af drev og designbasen af hukommelsen; tilstanden af overfladen af objektet forudbestemmer materialet i kæberne, som hukommelsen skal være udstyret med; objektets form og forholdet mellem dets dimensioner påvirker også valget af hukommelsesdesign.

Egenskaberne af objektets materiale påvirker valget af metoden til at fange objektet, den nødvendige grad af sansning af hukommelsen, muligheden for at omorientere objekter i processen med at fange og transportere dem til den teknologiske position. Især for et objekt med en høj grad af overfladeruhed, men ikke-stive mekaniske egenskaber, er det muligt kun at bruge et "blødt" spændeelement udstyret med spændekraftsensorer.

De mange forskellige hukommelsesenheder, der er egnede til at løse lignende problemer, og et stort antal funktioner, der karakteriserer deres forskellige design og teknologiske funktioner, tillader ikke, at man opbygger en klassifikation efter et rent hierarkisk princip. Der er hukommelsesenheder i henhold til handlingsprincippet: gribe, støtte, holde, i stand til at flytte en genstand, centrere, basere, fiksere.

I henhold til typen af kontrol er hukommelsen opdelt i: uadministreret, kommando, hårdkodet, adaptiv.

I henhold til arten af fastgørelse til armen af PR er alle hukommelsesenheder opdelt i: ikke-udskiftelige, udskiftelige, hurtige udskiftelige, egnet til automatisk ændring.

Alle gribere drives af en speciel enhed - et drev.

Et drev er et system (elektrisk, elektromekanisk, elektropneumatisk osv.) designet til at sætte aktuatorerne i gang på automatiserede teknologi- og produktionsmaskiner.

Drevets hovedfunktioner: indsats (effekt, drejningsmoment), hastighed (sæt af hastigheder, hastighedsområde); evnen til at opretholde en given hastighed (kraft, drejningsmoment) under belastningsændringer; hastighed, design kompleksitet; effektivitet, omkostninger, dimensioner, vægt.

Grundlæggende krav til drev. Drevet skal:

1) overholde den givne TOR i alle hovedkarakteristika;

2) aktivere elektrisk fjernbetjening automatisk;

3) være økonomisk;

4) have en lille masse;

5) sørge for enkel koordinering med belastningen.

I henhold til den anvendte type energienergi skelnes drevene: elektrisk, pneumatisk, hydraulisk, mekanisk, elektromekanisk, kombineret.

Pneumatiske drev bruger energien fra trykluft med et tryk på omkring 0,4 MPa, opnået fra værkstedets pneumatiske netværk, gennem en luftforberedelsesanordning.

1.2.1 Referencevilkår for enhedens design

På stadiet af tekniske specifikationer bestemmes den optimale struktur- og layoutløsning, og tekniske krav til udstyr udarbejdes:

1) navn og omfang - en enhed til installation af ERE på et printkort;

2) grundlaget for udviklingen - opgaven for CCP;

3) formålet og formålet med udstyret er at øge niveauet af mekanisering og automatisering af den teknologiske drift;

4) kilder til udvikling - brug af erfaring i implementering af teknologisk udstyr i industrien;

5) tekniske krav:

a) antallet af mobilitetstrin er mindst 5;

b) maksimal belastningsevne, N 2,2;

c) statisk kraft ved udstyrets arbejdspunkt, N ikke mere end 50;

d) tid mellem fejl, h, ikke mindre end 100;

e) absolut positioneringsfejl, mm +0,1;

f) bevægelseshastighed med maksimal belastning, m/s: - på en fri bane ikke mere end 1; - på en retlinet bane ikke mere end 0,5;

g) arbejdsrummet uden udstyr er sfærisk med en radius på 0,92;

h) gribeanordningens drev pneumatisk;

6) sikkerhedskrav GOST 12.1.017-88;

7) tilbagebetalingstid 1 år.

1.2.2 Beskrivelse af design og funktionsprincip for industrirobotten RM-01

Industrirobotten (PR) RM-01 bruges til at udføre forskellige operationer med foldning, montering, sortering, pakning, på- og aflæsning, buesvejsning mv. Det generelle billede af robotten er vist i figur 1.2.

Figur 1.2 - Industrirobot RM-01

Robotarmen har seks mobilitetsniveauer. Manipulatorens led er forbundet en til en ved hjælp af led, der efterligner en persons albue- eller skulderled. Hvert led i manipulatoren drives af en individuel jævnstrømsmotor gennem en gearkasse.

Elektriske motorer er udstyret med elektromagnetiske bremser, som giver dig mulighed for pålideligt at bremse manipulatorforbindelserne, når strømmen er slukket. Dette sikrer sikkerheden ved servicering af robotten, samt muligheden for at flytte dens led i manuel tilstand. PR RM-01 har et positions-kontur kontrolsystem, som er implementeret af mikroprocessor kontrolsystemet "SPHERE-36", bygget efter det hierarkiske princip.

"SPHERE-36" har to niveauer af kontrol: øvre og nedre. På øverste niveau løses følgende opgaver:

Beregning af algoritmer til planlægning af banen for bevægelsen af manipulatorens fangst og forberedelse af programmer til bevægelsen af hver af dens links;

Logisk behandling af information om tilstanden af den enhed, der udgør robotkomplekset, og aftalen om arbejde som en del af RTK;

Udveksling af information med computere på et højere niveau;

Interaktiv tilstand af operatøren ved hjælp af videoterminalen og tastaturet;

Læse-skrive, langtidsbevaring af programmer ved hjælp af diskette;

Manuel kontroltilstand af manipulatoren ved hjælp af det manuelle kontrolpanel;

Diagnostik af kontrolsystemet;

Kalibrering af positionen af manipulatorleddene.

På det nederste kontrolniveau løses opgaverne med at behandle de givne bevægelser af manipulatorleddene, som er dannet på det øverste niveau. Programpositioner udarbejdes med de givne parametre (hastighed, acceleration) ved hjælp af digitale elektromekaniske moduler, der sætter manipulatorforbindelserne i gang. Styresystemet består af følgende enheder: et centralt processormodul (MCP); VÆDDER; ROM; analogt inputmodul (MAV), hvor signaler fra potentiometriske sensorer med grov beregningsposition fødes; serielt interface modul (SIM); input-output modul (MVV); kommunikationsmodul (MS).

Udvekslingen af information mellem moduler på topniveau udføres ved hjælp af systemets backbone.

Det nederste kontrolniveau har:

Drive Processor Modules (MPP);

Drevstyringsmoduler (CMU).

Antallet af MPP- og MUP-moduler svarer til antallet af manipulatorforbindelser og er lig med 6. MPP'en er forbundet til kommunikationsmodulet ved hjælp af systemmotorveje. Styringen af manipulatorforbindelsernes elektriske motorer udføres ved hjælp af transistor pulsbredde-omformere (PWM), som er en del af strømforsyningsenheden (PSU). MCP'en er baseret på K1801 mikroprocessoren og har:

Enkelt chip processor;

Indledende kørselsregister;

System RAM, med en kapacitet på 3216 - bit ord; system-ROM, med en kapacitet på 2x16 - bit ord;

Resident ROM med en kapacitet på 4x16 - bit ord;

Programmerbar timer.

Hastigheden af MCP'en er karakteriseret ved følgende data:

Summation med registeradresseringsmidler - 2,0 μs;

Summation med et middelmådigt registeradresseringsmiddel - 5,0 μs;

Fixpunkt multiplikation - 65 µs.

Betjeningspanelet er designet til at udføre operationerne med at tænde og slukke for PR, for at vælge dens driftstilstande.

Hovedelementerne i panelet er:

AC strømafbryder (NETVÆRK);

nødstopknap (.nødstop). Strømmen slukkes, når der trykkes på knappen. Knappen vender tilbage til dens udgangsposition ved at dreje den med uret;

kontrolsystems afbryderknap (CK1);

kontrolsystems slukkeknap (CK0);

Knap til tænding af drev (DRIVE 1). Tryk på knappen
drivkraften tændes, samtidig låses motorernes elektromagnetiske bremser op;

Sluk-knap til kørsel (DRIVE 0);

Modusvalgsknap. Den har tre positioner ROBOT, STOP, GENSTART. I ROBOT-tilstand fungerer systemet normalt. I STOP-tilstand stopper programafviklingen ved slutningen af flowtrinnet.

Skift af kontakten til ROBOT-tilstand vil få programmet til at fortsætte med at køre til begyndelsen af næste trin. RESTART-tilstanden bruges til at genstarte udførelsen af brugerprogrammet fra dets første trin;

Automatisk startknap (AUTO START). Et tryk på knappen får systemet til at starte, så robotten begynder at udføre programmet uden opgaven med kommandoer fra tastaturet. Tryk på knappen udføres efter at have tændt for SC'en. Tilstanden aktiveres efter at DRIVE 1 er tændt.

Håndbetjeningen bruges til at placere manipulatoren under undervisning og programmering. Fjernbetjeningen har 5 betjeningstilstande:

kontrol af manipulatoren fra en computer (COMP);

manuel kontrol i hovedkoordinatsystemet (WORLD);

manuel kontrol over frihedsgrader (JOINT);

manuel styring i værktøjskoordinatsystemet (TOOL);

Deaktivering af drev til måling af mobilitet (GRATIS).

Den valgte tilstand identificeres af et signallys.

Manipulatorens bevægelseshastighed reguleres ved hjælp af knapperne "SPEED", "+", "-". Knapperne "CLOSE" og "OPEN" bruges til at komprimere og dekomprimere manipulatorens gribeanordning.

"STER"-knappen bruges til at registrere koordinaterne for punkter, når du indstiller bevægelsesbanen. "STOP"-knappen, der er placeret på enden af håndbetjeningspanelet, er designet til at afbryde afviklingen af programmet ved at slukke for strømmen til drevene. Bruges til at stoppe bevægelse i en normal situation. "OFF"-knappen har samme funktion som "STOP"-knappen. Forskellen ligger i, at manipulatordrevene ikke er slukket.

Bevægelse af manipulatorens led ved hjælp af det manuelle kontrolpanel udføres i tre tilstande: JOINT, WORLD og TOOL.

I JOINT-tilstand (valgt af den tilsvarende knap på kontrolpanelet) kan brugeren direkte styre bevægelsen af individuelle led i manipulatoren. Denne bevægelse svarer til et par knapper "-" og "+" henholdsvis for hvert led i manipulatoren (dvs. søjle, skulder, albue og tre gribebevægelser).

I WORLD-tilstanden udføres faktisk fiksering i forhold til hovedkoordinatsystemet og bevægelse i visse retninger af dette system (henholdsvis X, Y, Z).

Det skal bemærkes, at arbejde i WORLD-tilstand kan udføres ved lave hastigheder for at undgå at komme ind i grænsen af robottens armrum. Vi gør også opmærksom på, at bevægelsen leveres automatisk ved hjælp af alle manipulatorens led samtidigt.

TOOL mode giver bevægelse i det aktive koordinatsystem.

En 12-bit linjeindikator er designet til at vise information om driftstilstande og fejl:

NOKIA AOX - kortsigtet vises ved opstart;

ARM PWR OFF - manipulatordrevene er slukket;

MANUEL TILSTAND - tilladt at styre robotten fra kontrolpanelet;

COMP MODE - manipulatoren styres af en computer;

LIMIT STOR - leddet flyttes til yderpositionen;

LLP CLOSE - det givne punkt er meget tæt på manipulatoren;

LLP FAR - det givne punkt er uden for robottens arbejdsområde;

TEACH MOOE - TEACH-tilstanden er aktiveret, manipulatoren følger vilkårlige baner;

STEACH-MODUS - STEACH-S-tilstanden er aktiveret, manipulatoren bevæger sig efter lige linjebaner;

FEJL - der trykkes på knapperne på håndbetjeningen samtidigt, hvilket udgør en ulovlig handling mv.

Derudover er indikatoren for den valgte hastighed med denne kodning:

1 fremhævet element - værktøjshastighed? 1,9 mm/s;

2 fremhævede element - værktøjshastighed? 3,8 mm/s;

3 fremhævede element - værktøjshastighed? 7,5 mm/s;

4 fremhævede element - værktøjshastighed? 15,0 mm/s;

5 fremhævede element - værktøjshastighed? 30 mm/s;

6 fremhævede element - værktøjshastighed? 60 mm/s;

7 fremhævet element - værktøjshastighed? 120 mm/s;

8 fremhævede element - værktøjshastighed? 240 mm/s.

Nedenfor er et eksempel på styreprogrammet PR RM-01 til boring af huller til overflademontering ERE:

G04 Fil: SVETOR~1.BOT, Thu Dec 01 21:35:19 2006*

G04 Kilde: P-CAD 2000 PCB, Version 15.10.17, (C:\DOCUME~1\Shepherd\WORKERS~1\SVETOR~1.PCB)*

G04-format: Gerber-format (RS-274-D), ASCII*

G04 Formatindstillinger: Absolut positionering*

G04 Leading-Zero Suppression*

G04 skalafaktor 1:1*

G04 INGEN cirkulær interpolation*

G04 millimeterenheder*

G04 Numerisk format: 4,4 (XXXX.XXXX)*

G04 G54 bruges IKKE til blændeændring*

G04 filindstillinger: Offset = (0,000 mm, 0,000 mm)*

G04 Borsymbol Størrelse = 2,032 mm*

G04 pude/via huller*

G04 Filindhold: Pads*

G04 Ingen betegnelser*

G04 Ingen boresymboler*

G04 blændebeskrivelser*

G04 D010 EL X0,254 mm Y0,254 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) DR*

G04 "Ellipse X10.0mil Y10.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Draw"*

G04 D011 EL X0,050 mm Y0,050 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) DR*

G04 "Ellipse X2.0mil Y2.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Draw"*

G04 D012 EL X0,100 mm Y0,100 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) DR*

G04 "Ellipse X3.9mil Y3.9mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Draw"*

G04 D013 EL X1,524 mm Y1,524 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) FL*

G04 "Ellipse X60.0mil Y60.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Flash"*

G04 D014 EL X1,905 mm Y1,905 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) FL*

G04 "Ellipse X75.0mil Y75.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Flash"*

G04 D015 SQ X1,524 mm Y1,524 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) FL*

G04 "Rektangel X60.0mil Y60.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Flash"*

G04 D016 SQ X1,905 mm Y1,905 mm H0,000 mm 0,0 grader (0,000 mm, 0,000 mm) FL*

G04 "Rektangel X75.0mil Y75.0mil H0.0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Flash"*

Efter at have boret huller i printkortet, installerer robotten ERE. Efter installation af ERE sendes brættet til lodning med en bølge af lodde.

2 PROCESSIMULERING

Modellering er en metode til at studere komplekse systemer, baseret på det faktum, at det pågældende system erstattes af en model, og modellen studeres for at få information om det undersøgte system. En model af det undersøgte system forstås som et andet system, der ud fra undersøgelsens formål opfører sig på samme måde som systemets adfærd. Normalt er en model enklere og mere tilgængelig for forskning end et system, hvilket gør det lettere at studere den. Blandt de forskellige typer modellering, der bruges til at studere komplekse systemer, tildeles simuleringsmodellering en stor rolle.

Simuleringsmodellering er en kraftfuld ingeniørmetode til at studere komplekse systemer, der bruges i tilfælde, hvor andre metoder er ineffektive. Simuleringsmodellen er et system, der viser strukturen og funktionen af det oprindelige objekt i form af en algoritme, der forbinder input- og outputvariabler taget som karakteristika for det undersøgte objekt. Simuleringsmodeller implementeres programmatisk ved hjælp af forskellige sprog. Et af de mest almindelige sprog, der er specielt designet til at bygge simuleringsmodeller, er GPSS.

GPSS-systemet (General Purpose System Simulator) er beregnet til at skrive simuleringsmodeller af systemer med diskrete hændelser. GPSS-systemet beskriver mest bekvemt modeller af køsystemer, som er karakteriseret ved relativt enkle regler for, hvordan deres bestanddele fungerer.

I GPSS-systemet er systemet, der modelleres, repræsenteret af et sæt abstrakte elementer kaldet objekter. Hvert objekt tilhører en af objekttyperne.

Et objekt af hver type er karakteriseret ved en bestemt adfærd og et sæt attributter defineret af objekttypen. For eksempel, hvis vi betragter arbejdet i en havn, lastning og losning af ankommende skibe, og arbejdet som en kasserer i en biograf, der udsteder billetter til besøgende, kan man bemærke en stor lighed i deres funktion. I begge tilfælde er der genstande, som konstant er til stede i systemet (havn og kasse), som behandler genstande, der kommer ind i systemet (skibe og biografgæster). I køteori kaldes disse objekter for enheder og kunder. Når behandlingen af et indkommende objekt afsluttes, forlader det systemet. Hvis tjenesteenheden er optaget på tidspunktet for modtagelsen af anmodningen, kommer applikationen ind i køen, hvor den venter, indtil enheden er fri. Du kan også tænke på en kø som et objekt, hvis funktion er at gemme andre objekter.

Hvert objekt kan karakteriseres ved en række attributter, der afspejler dets egenskaber. For eksempel har en serviceenhed en vis ydeevne udtrykt ved antallet af ansøgninger behandlet af den pr. tidsenhed. Selve billetten kan have attributter, der tager højde for den tid, den brugte i systemet, den tid, den brugte på at vente i køen, og så videre. En karakteristisk egenskab for køen er dens aktuelle længde, ved at observere, hvilken under driften af systemet (eller dets simuleringsmodel), du kan bestemme dens gennemsnitlige længde under operationen (eller simuleringen). GPSS-sproget definerer objektklasser, der kan bruges til at definere serviceenheder, kundestrømme, køer osv., samt til at indstille specifikke attributværdier for dem.

Dynamiske objekter, kaldet transaktioner i GPSS, bruges til at definere serviceanmodninger. Transaktioner kan genereres under simulering og destrueres (forlad systemet). Generering og destruktion af transaktioner udføres af specielle objekter (blokke) GENERATE og TERMINATE.

Beskeder (transaktioner) er dynamiske GPSS/PC-objekter. De skabes på bestemte punkter i modellen, fremmes af tolken gennem blokkene og ødelægges derefter. Beskeder er analoge med enheder af tråde i et rigtigt system. Beskeder kan repræsentere forskellige elementer selv i det samme system.

Meddelelser flyttes fra blok til blok på samme måde som de elementer, de repræsenterer (programmer i computereksemplet) flytter.

Hver kampagne betragtes som en begivenhed, der skal finde sted på et bestemt tidspunkt. GPSS/PC-tolken bestemmer automatisk, hvornår hændelser indtræffer. I tilfælde, hvor hændelsen ikke kan finde sted, selvom tidspunktet for dens forekomst er nærmet sig (for eksempel når du forsøger at gribe enheden, når den allerede er optaget), stopper meddelelsen med at skride frem, indtil blokeringstilstanden er fjernet.

Når først systemet er beskrevet i forhold til de operationer, det udfører, skal det beskrives i GPSS/PC-sprog ved hjælp af blokke, der udfører de tilsvarende operationer i modellen.

Brugeren kan definere specifikke punkter i modellen, hvor der skal indsamles køstatistik. Så vil GPSS/PC-tolken automatisk indsamle statistik om køerne (kølængde, gennemsnitlig tid brugt i en kø osv.). Antallet af forsinkede beskeder og varigheden af disse forsinkelser bestemmes kun på disse givne punkter. Tolken tæller også automatisk på disse punkter det samlede antal meddelelser, der kommer ind i køen. Dette gøres på nogenlunde samme måde som for enheder og hukommelser. I visse tællere tælles antallet af beskeder forsinkede i hver kø, da antallet af beskeder, der passerede et hvilket som helst punkt i modellen uden forsinkelse, kan være af interesse. Tolken beregner den gennemsnitlige tid en besked tilbringer i køen (for hver kø) samt det maksimale antal beskeder i køen.

2.1 Udvikling af blokdiagram og modelleringsalgoritme

Til modellering af køsystemer bruges et generel modelleringssystem, GPSS. Dette er nødvendigt på grund af det faktum, at der i praksis med forskning og design af komplekse systemer ofte er systemer, der skal behandle en stor strøm af anmodninger, der passerer gennem serviceenheder.

Modeller på GPSS består af et lille antal operatører, på grund af hvilke de bliver kompakte og følgelig udbredte. Dette skyldes, at GPSS har indbygget så mange logiske programmer, som nødvendigt til simuleringssystemer. Det inkluderer også specielle værktøjer til at beskrive den dynamiske adfærd af systemer, der ændrer sig over tid, og ændringen i tilstande sker på diskrete tidspunkter. GPSS er meget praktisk at programmere, fordi GPSS-tolken udfører mange funktioner automatisk. Mange andre nyttige elementer er inkluderet i sproget. GPSS vedligeholder f.eks. simuleringstimeren, planlægger hændelser til at ske senere i simuleringstiden, får dem til at ske til tiden og styrer den rækkefølge, de ankommer i.

For at udvikle et blokdiagram vil vi analysere den teknologiske proces med at samle modulet, der udvikles.

Denne teknologiske proces er karakteriseret ved sekventiel udførelse af teknologiske operationer. Derfor vil blokdiagrammet ligne en kæde af serieforbundne blokke, som hver svarer til sin egen teknologiske drift, og som hver især varer en vis tid. Forbindelseslinkene for disse blokke er køerne, der dannes som et resultat af udførelsen af hver teknologisk operation, og forklares af den forskellige udførelsestid for hver af dem. Dette blokdiagram er kompileret på basis af designskemaet for samlingsprocessen af det designede modul (fig. 1.2) og er præsenteret i fig. 2.1.

Figur 2.1 - Blokdiagram over den teknologiske proces

I overensstemmelse med dette skema vil vi sammensætte en algoritme til modellen.

Denne algoritme indeholder følgende blokke:

	Opretter transaktioner med bestemte intervaller;
	Besættelse af køen ved en transaktion;
	Frigivelse af køen;
	Besættelse af enheden;
	Frigivelse af enheden;
	Transaktionsbehandlingsforsinkelse.

Alle blokke skrives fra den første position af linjen, først kommer navnet på blokken, og derefter, adskilt af kommaer, parametrene. Der må ikke være mellemrum i parameterindtastningen. Hvis en parameter mangler i blokken (indstillet som standard), forbliver det tilsvarende komma (hvis dette ikke er den sidste parameter). Hvis tegnet * er i den første position af linjen, er denne linje med en kommentar.

Lad os beskrive parametrene for nogle blokke:

en). GENERER A,B,C,D,E,F

Opretter transaktioner med specificerede intervaller.

A er det gennemsnitlige tidsinterval mellem forekomsten af transaktioner.

B - 1) hvis et tal, så er dette halvdelen af feltet, hvor værdien af intervallet mellem fremkomsten af transaktioner er jævnt fordelt;

2) hvis en funktion, så for at bestemme intervallet, multipliceres værdien af A med værdien af funktionen.

C - tidspunktet for fremkomsten af den første transaktion.

D er det maksimale antal transaktioner.

E - værdien af transaktionens prioritet.

F - antallet af parametre for transaktionen og deres type (PB-byte-heltal, PH-halvordsheltal, PF-helordsheltal, PL-flydende komma).

b). AFSLUT A

Ødelægger transaktioner fra modellen og formindsker fuldførelsestælleren med A-enheder. Modellen vil afslutte, hvis fuldførelsesantallet bliver mindre end eller lig med nul. Hvis parameter A er fraværende, ødelægger blokken simpelthen transaktionerne.

Hvis enheden med navnet A er ledig, optager transaktionen den (sætter den i "optaget" tilstand), hvis ikke, så er den i kø til den. Instrumentnavnet kan være et numerisk tal eller en sekvens på 3 til 5 tegn.

Transaktionen frigiver enheden ved navn A, dvs. sætter den i "fri" tilstand.

e). ADVANCE A,B

Forsinker behandlingen af en transaktion ved denne proces og planlægger starttidspunktet for det næste trin i behandlingen.

A - gennemsnitlig forsinkelsestid.

B - har samme betydning som for GENERATE.

Indsamler statistik om indtastningen af transaktionen i køen med navnet A.

Indsamler statistik om udgangen af transaktionen fra køen med navnet A.

2 .2 Udvikling af et program til modellering af den teknologiske proces ved brug af GPSS-sproget.

Nu er opgaven med modellering at skabe en computermodel, der giver os mulighed for at studere systemets adfærd under simuleringstiden. Med andre ord er det nødvendigt at implementere det konstruerede blokdiagram på en computer ved hjælp af blokke og operatører af GPSS-sproget.

Da driften af modellen er forbundet med den successive forekomst af hændelser, er det helt naturligt at bruge begrebet "Model Time Timer" som et af elementerne i systemmodellen. For at gøre dette introduceres en speciel variabel og bruges til at fastsætte det aktuelle tidspunkt, hvor modellen kører.

Når simuleringen starter, er simuleringstimeren normalt indstillet til nul. Udvikleren bestemmer selv, hvilken værdi af realtid der skal tages som referencepunkt. For eksempel kan begyndelsen af nedtællingen svare til kl. 8 på den første simulerede dag. Bygherren skal også tage stilling til valget af værdien af tidsenheden. Tidsenheden kan være 1 s, 5 s, 1 min, 20 min eller 1 time Når en tidsenhed er valgt, skal alle tider, der genereres af simuleringen eller indgår i modellen, udtrykkes i forhold til denne enhed. I praksis bør værdierne af modeltiden være tilstrækkelig små sammenlignet med de realtidsintervaller, der forekommer i det simulerede system. I dette system er tidsenheden normalt valgt til at være 1 minut.

Hvis dets tilstand under simuleringen af et system ved den aktuelle værdi af simuleringstidspunktet har ændret sig, skal du øge værdien af timeren. For at bestemme, hvor meget timerværdien skal øges, skal du bruge en af to metoder:

1. Konceptet med en fast stigning af timerværdier.

Med denne tilgang øges værdien af timeren med nøjagtig en tidsenhed.

Derefter skal du kontrollere systemtilstandene og bestemme de planlagte hændelser, der skal forekomme ved den nye timerværdi. Hvis der er nogen, er det nødvendigt at udføre operationer, der implementerer de tilsvarende hændelser, ændre timerværdien igen med en tidsenhed osv. Hvis kontrollen viser, at der ikke er planlagt nogen hændelser for den nye timerværdi, vil timeren flytte direkte til den næste værdi.

2. Konceptet med variabel stigning af timerværdier.

I dette tilfælde er tilstanden, der får timeren til at stige, tidspunktet for "lukkehændelse". En lukkehændelse er en hændelse, der er planlagt til at forekomme på et tidspunkt svarende til den næstnærmeste modeltimerværdi. Udsvinget i timer-tilvæksten fra sag til sag forklarer udtrykket "variabel tidsstigning".

Normalt efter et tidspunkt er det nødvendigt at stoppe simuleringen. For eksempel vil du forhindre nye kunder i at komme ind i systemet, men du vil fortsætte med at servicere, indtil systemet er ledigt. En måde er at introducere en primær pseudo-begivenhed i modellen kaldet "end of simulation". Så vil en af funktionerne i modellen være planlægningen af denne begivenhed. Tidspunktet, hvis forekomst skulle få simuleringen til at stoppe, angives normalt som et tal. Det vil sige, at det under simuleringen er nødvendigt at kontrollere, om "simuleringsslut"-hændelsen er den næste hændelse. Hvis "ja", så indstilles timeren til tidspunktet for afslutningen af simuleringen, og styringen overføres til den procedure, der fuldender afslutningen af simuleringen.

De indledende data for udviklingen af programmet er de tidsintervaller, hvorigennem ERE'er ankommer til den første blok, behandlingstiden for hver blok og den simuleringstid, hvor det er nødvendigt at studere systemets opførsel. Det udviklede program er præsenteret nedenfor.

generere 693,34,65

forskud 99,6,4,98

forskud 450,22,5

forskud 248,4,12,42

forskud 225,11,25

forskud 248,4,12,42

forskud 49,8,2,49

Resultatet af programafviklingen er præsenteret i bilag A.

Ud fra de opnåede resultater ser vi, at 6 produkter vil blive fremstillet på et arbejdsskift. Samtidig oprettes der ingen kø på nogen af stederne, men samtidig er den teknologiske proces med at fremstille enheden ikke afsluttet på fem steder. De opnåede værdier for udstyrsbelastningsfaktoren og behandlingstiden på hvert sted ved modellering med små afvigelser svarer til dem, der er beregnet i den teknologiske del af dette afgangsprojekt.

Sammenfattende konkluderer vi, at den teknologiske proces er designet korrekt.

KONKLUSIONER

I løbet af afgangsprojektet blev designet af en lavfrekvent forstærker udviklet. Samtidig blev alle kravene i kommissoriet og relevante reguleringsdokumenter taget i betragtning.

I den første del af afgangsprojektet blev de indledende data analyseret, typen af produktion, udviklingsstadiet for teknologisk dokumentation, typen af teknologisk proces til organisering af produktionen blev valgt.

En typisk teknologisk proces blev valgt, på grundlag af hvilken PCB-samlingen TP blev dannet.

I den anden sektion af CP'en blev et diagram over modellen "hard terminal - PCB hole" beregnet og bygget. Der er udviklet en gribeanordning.

I det tredje afsnit blev et blokdiagram og en modelleringsalgoritme udviklet, på grundlag af hvilke den teknologiske proces til fremstilling af en enhed blev modelleret ved hjælp af GPSS-sproget.

LISTE OVER LINKS

1 GOST 3.1102-81 "Udviklingsstadier og typer af dokumenter".

2 GOST 3.1109-82 "Vilkår og definitioner af grundlæggende begreber".

3 Teknologi og automatisering af produktion af REA: Lærebog for universiteter / Red. A.P. Dostanko.-M.: Radio og kommunikation, 2009.

4 Computerproduktionsteknologi - Dostanko A.P. og andre: Lærebog-Mn.: Højere skole, 2004.

5 Teknologisk udstyr til fremstilling af elektroniske afregningshjælpemidler: Navch. Posibnik / M.S. Makurin.-Kharkiv: HTURE, 1996.

Lignende dokumenter

Effektiviteten af brugen af midler til kompleks automatisering af produktionsprocesser. Principper for konstruktion af robotsystemer. Robotarmens mobilitetsgrader. Kompakthedskriterier og klassificeringsegenskaber for industrirobotter.

afhandling, tilføjet 28.09.2015

Automatisering af glucose-sirup teknologiske proces; tekniske midler: hardwareplatforme, Siemens SCOUT ingeniørsoftware. Integreret plantestyringssystem, udvælgelse af kvalitetskriterier; industriel økologi.

afhandling, tilføjet 22/06/2012

Automatisering af den teknologiske proces med kogning på destilleriet. Moderne automationsplatform TSX Momentum. Logik controller software. Specifikation af instrumenter, der anvendes i den teknologiske proces af fødevareproduktion.

afhandling, tilføjet 19/03/2014

Automatisering af teknologiske processer på et gasbehandlingsanlæg. Krav til det oprettede processtyringssystem. Kontrol af amin-sorbent-regenereringsprocessen. Strukturdiagram af den automatiske kontrolsløjfe; controllere, modulære bundplader.

afhandling, tilføjet 31-12-2015

Automatisering af kontrol af gaspumpeenheden i kompressorstationen i Surgut-feltet. Karakteristika for den teknologiske proces. Valg af controller-konfiguration og software. Udvikling af algoritmer til drift af et automatiseringsobjekt.

afhandling, tilføjet 29/09/2013

Algoritme for driften af mikroprocessorenhedens kredsløb og protokollen til udveksling af information mellem det og kontrolobjektet. Udarbejdelse af et hukommelseskort til mikroprocessoren. Udvikling af et assemblersprogsprogram til den valgte mikroprocessor og mikrocontroller.

test, tilføjet 29/06/2015

Automatisering af den teknologiske proces af kropsforsyningssystemet. Analyse af metoder og midler til styring, regulering og signalering af teknologiske parametre. Udvælgelse og begrundelse af tekniske midler, mikroprocessorcontroller. Estimering af systemstabilitet.

afhandling, tilføjet 31-12-2015

De vigtigste egenskaber ved det teknologiske kontrolobjekt. Valget af automatiseringsværktøjer til kommandoinformationsoutput-undersystemet. Simulering af automatisk styresystem i dynamisk tilstand. Vælg controllerindstillinger.

semesteropgave, tilføjet 03/08/2014

Karakteristika, struktur, egenskaber og teknologisk enhed af robotkomplekser (RC) samling. De vigtigste montageoperationer af industrirobotter (IR). Dimensioner af arbejdsområdet og kontrolsystem PR. Typiske varianter af montage RTK layouts.

abstrakt, tilføjet 06/04/2010

Beskrivelse af den teknologiske proces med gruppefyldning af blikdåser i papkasser. Analyse af metoder og midler til automatisering af montage- og emballeringsprocessen. Udstyr, layout af det teknologiske kompleks, udvikling af et kontrolsystem.

Automatisering og simulering af den teknologiske proces

1 PROCES AUTOMATION

Industrirobotter gør det muligt at automatisere ikke kun grundlæggende, men også hjælpeoperationer, hvilket forklarer den stadigt voksende interesse for dem.

De vigtigste forudsætninger for at udvide brugen af PR er som følger:

økonomi af arbejdskraft og frigivelse af arbejdere til løsning af nationale økonomiske problemer.

1.1 Konstruktion og beregning af skemaet for modellen "hard terminal - PCB-hul"

I varianten, når en hård ledning indsættes i bræthullet, kan følgende karakteristiske kontakttyper skelnes mellem de sammenkoblende elementer:

berøringsfri udgangspassage gennem hullet;

kontakt af nul-typen, når enden af output rører generatrixen af hullets affasning;

kontakt af den første type, når enden af udgangen rører ved hullets sideflade;

kontakt af den anden slags, når udgangens sideflade rører kanten af hullets affasning;

kontakt af den tredje type, når enden af udgangen berører hullets sideflade, og udgangsfladen rører kanten af hullets affasning.

Følgende er accepteret som klassifikationstegn for at skelne typer af kontakter: en ændring i den normale reaktion på kontaktpunktet; friktionskraft; formen på stangens elastiske linje.

Samlingen af produktet afhænger derfor af tre faktorer:

dimensions- og nøjagtighedsparametre for produktkomponenternes modstående overflader;

dimensions- og nøjagtighedsparametre for de parrende overflader af produktets basiselement;

dimensions- og nøjagtighedsparametre for placeringen af det udøvende organ med komponenten placeret i den.

Overvej tilfældet med en nul-type kontakt, hvis diagram er vist i figur 1.1.

Figur 1.1 - Beregningsskema for kontakten af nultypen.

Indledende data:

F er samlingskraften rettet langs hovedet;

f er friktionskoefficienten;

Rg er montagehovedets reaktion, vinkelret på dets forløb;

N er reaktionen, der er normal i forhold til, at affasningen dannes;

Mg - bøjningsmoment i forhold til samlingshovedet;

Ikke blot mindskes, for eksempel, ved at forbedre produktionskulturen og brugen af miljømæssigt mere avanceret udstyr og teknologier, men også øges, for eksempel med introduktionen af nye teknologiske processer, såsom røggasafsvovling og denitrifikation. Spildevand er vand, hvis egenskaber er blevet ændret som følge af husholdnings-, industri-, landbrugs- eller...

Til komplekst formningsudstyr og værktøjer. En anden vigtig opgave for Erhvervs- og Industrikammeret er ledelsen af Erhvervskammerets processer. Automatisering af handels- og industrikammerets processtyring gør det muligt at levere en effektiv integreret løsning på alle problemer med produktionsforberedelse. Arbejdet med den teknologiske forberedelse af produktionen udføres af de relevante afdelinger og tjenester i virksomheden. Som regel er den største mængde arbejde og den samlede...

På en eller flere arbejdspladser, ved at forlænge produktionslinjer, ved hjælp af mekaniserede gruppe- og standardprocesser. Proportionaliteten af produktionsprocesser skal genoprettes hele tiden med deres konsekvente forbedring, forbundet med en stigning i niveauet af mekanisering og automatisering. Samtidig bør en forøgelse af proportionaliteten opnås på grundlag af en stadig højere ...

BIOREAKTOR Blad 90 Rapport. Kære medlemmer af Statens Eksamenskommission, lad mig præsentere et afhandlingsprojekt om emnet: "Automatisk kontrolsystem til steriliseringsprocessen af en bioreaktor" Steriliseringsprocessen af en bioreaktor (eller fermentor) er et vigtigt trin i processen af biosyntese af antibiotikumet erythromycin. Essensen af steriliseringsprocessen er...

På nuværende tidspunkt, i forhold til markedsforhold, er de vigtigste grundlæggende opgaver inden for landbrugsproduktion intensivering af eksisterende produktionsprocesser, forbedring af produktkvalitet, besparelse af materialer og energi og i sidste ende at øge energieffektiviteten af teknologiske systemer. Identifikationen af produktionsreserver eller en specifik proces er som regel forbundet med dens analyse baseret på moderne forskningsmetoder og moderne tekniske midler (især ved hjælp af MATCAD-softwarepakken). Samtidig lægges der særlig vægt på modeller af teknologiske processer og metoder til deres konstruktion.

Modellering af teknologiske processer

Når de løser en række problemer relateret til design, forberedelse og drift af teknologiske processer i det agroindustrielle kompleks, tyer de til deres modellering, det vil sige at studere individuelle aspekter, karakteristika, egenskaber ved den teknologiske proces, der ikke er på en reel objekt, men på dens model. En model forstås som et sådan mentalt repræsenteret eller materielt realiseret system, der afspejler genstanden for undersøgelsen, er i stand til at reproducere dets funktioner med varierende nøjagtighed og erstatte det på et bestemt trin af undersøgelsen.

En model er således et bestemt system, der bevarer originalens væsentlige egenskaber og tillader undersøgelse af visse egenskaber ved sidstnævnte ved fysiske eller matematiske metoder. . Med andre ord er en model en skærm, en beskrivelse af et teknologisk objekt (proces eller udstyr), der bruger et eller andet sprog, udviklet til at nå et specifikt mål. Til dato er der udviklet en generel teori om modellering af komplekse systemer, som indikerer muligheden for at bruge forskellige typer modeller til at beskrive tekniske og teknologiske objekter.

Modellen spiller en aktiv rolle i studiet af teknologiske processer: med dens hjælp er det muligt at bestemme forskellige karakteristika ved teknologiske processer, såsom energiomkostninger, forbrug af råvarer og output af det færdige produkt, kvalitetsindikatorer for dette produkt, mængden af affald, defekte produkter, designparametre for elementer med minimale omkostninger og på kort tid udstyr. Du kan skitsere og teste en effektiv teknologistyringsstrategi, udføre en optimeringsprocedure mv.

Hensigtsmæssigheden af TP-modellering bestemmes af to hovedbetingelser:

Forskning på modellen er billigere, nemmere, sikrere, hurtigere end på det originale objekt;

En regel er kendt for at genberegne modellens egenskaber og parametre til de tilsvarende værdier af originalen, fordi ellers mister simuleringen sin betydning.

Det mål, der er sat under udviklingen af modellen, bestemmer dens type, informationsindhold og graden af korrespondance til det virkelige objekt, dvs. når man formulerer målet, er det nødvendigt omhyggeligt at udvælge de væsentlige egenskaber, der fuldt ud karakteriserer det pågældende objekt, for at bestemme påkrævet grad af overensstemmelse af modellen til det virkelige objekt (model nøjagtighed). Dette gør det i en række tilfælde muligt at forenkle modellen, fjerne ubetydelige, ubetydelige sammenhænge mellem mængder fra overvejelse og reducere omkostningerne til modellering.

Ved beskrivelse af teknologiske processer anvendes oftere fuldskala, fysisk og matematisk modellering.

Fuldskala modellering involverer en eksperimentel undersøgelse af et virkeligt teknologisk objekt og efterfølgende bearbejdning af resultaterne ved hjælp af lighedsteorien, regressionsanalyse, korrespondancetabeller. Dette gør det muligt at opnå kvalitative eller kvantitative afhængigheder, der beskriver et objekts funktion med varierende nøjagtighed. Imidlertid har empiriske afhængigheder baseret på repræsentationen af processen i form af en "sort boks", selvom de tillader løsning af særlige teknologiske problemer, betydelige ulemper:

Empiriske afhængigheder kan ikke udvides til hele det mulige udvalg af ændringer i regimeparametrene - de er kun gyldige under de betingelser og begrænsninger, hvorunder fuldskalaeksperimentet blev udført;

Sådanne afhængigheder afspejler tidligere erfaringer, derfor er det ikke altid muligt at identificere og retfærdiggøre måder at forbedre effektiviteten af relevante teknologier på.

I en række tilfælde er empiriske afhængigheder af kvalitativ karakter, dvs. de fastslår kun arten af nogle størrelsers indflydelse på andre uden at etablere kvantitative mønstre.

Fysisk modellering involverer også eksperimentelle undersøgelser med efterfølgende bearbejdning af resultaterne. Sådanne undersøgelser udføres imidlertid ikke på et reelt teknologisk objekt, men på specielle laboratoriefaciliteter, der bevarer fænomenernes natur og har en fysisk lighed. Fysisk modellering er således baseret på ligheden mellem processer af samme art, der forekommer i det oprindelige objekt og i den fysiske model, og er som følger:

Etablere de vigtigste parametre for den teknologiske proces, der skal bestemmes numerisk, karakterisere dens kvalitet;

En eller flere fysiske modeller beregnes og fremstilles i form af laboratorie- eller semi-produktion (eksperimentelle, pilot) installationer. Beregningen af disse installationer udføres på grundlag af lighedsteorien, som garanterer muligheden for at overføre resultaterne til et virkeligt objekt;

Som et resultat af eksperimentet på modellen opnås numeriske værdier og relationer af de valgte parametre og genberegnes for originalen.

Med fysisk modellering er det muligt at få omfattende information om de enkelte processer, der bestemmer strukturen af denne teknologi.

Analog simulering er forbundet med ligheden mellem processer af forskellig art og er baseret på det faktum, at der for forskellige fysiske fænomener er de samme mønstre af deres beskrivelse. Lignende objekter eller processer anses for at være beskrevet af ligninger af samme form. Eksempler omfatter Fourier-ligningerne (8.2.6) og Fick-ligningerne (8.2.9). På trods af forskellen i de fysiske mængder, der er inkluderet i dem, falder alle operatører sammen og følger i samme rækkefølge. Derfor vil vi ved at studere en proces opnå afhængigheder, der er gyldige (op til notation) for en anden. Til analog modellering anvendes både eksperimentelle metoder og analoge computere.

Analytisk modellering giver det mest kraftfulde værktøj til deres undersøgelse og involverer at opnå og studere forskellige matematiske modeller. Så strukturelle modeller bruges til en generel eller foreløbig beskrivelse af et objekt og giver dig mulighed for at identificere og definere dets elementer, deres egenskaber og forholdet mellem elementer og egenskaber ved elementer. Sædvanligvis bruges mængdelærens apparat til at bygge en strukturel model. Klassificeringsmodeller giver dig mulighed for at organisere de objekter, der undersøges, identificere fælles træk i dem og rangere dem i henhold til disse træk. Sådanne modeller er nødvendige i konstruktionen af kontrolautomatiseringssystemer, oprettelse af databanker og udvikling af computerstøttede designsystemer, informationssøgningssystemer og i en række andre tilfælde. Kognitive modeller bruges til kvantitativt at beskrive mønstrene for forskellige processer eller udstyrsdrift. De etablerer relationer, relationer mellem mængder, der karakteriserer en proces eller laboratorieudstyr.

Den kognitive model beskriver som regel processens fysiske og kemiske mekanisme og må ikke indeholde teknologiske parametre eller karakteristika for objektet.

Der er relationer mellem bestemte modeller, der beskriver individuelle processer eller andre strukturelle komponenter af det undersøgte objekt. Regnskab for sådanne relationer, dvs. den fælles løsning af ligninger, der beskriver individuelle enhedsprocesser, fører til konstruktionen af en generaliseret model af en metode eller metode til behandling.

Teknologiske modeller adskiller sig fra kognitive modeller ved, at formålet med deres konstruktion er at finde kvantitative forhold mellem tilstandsparametre, driftsbetingelser - input fra et teknologisk system og indikatorer for dets tekniske niveau, dvs. systemoutput. Konstruktionen af teknologiske modeller er altid forbundet med en vurdering af kvalitetsniveauet og en stigning i effektiviteten af de teknologiske systemers funktion. Typisk bygges teknologiske modeller ud fra matematiske modeller af individuelle processer eller ud fra en generaliseret objektmodel. Men i nogle tilfælde er en fuldstændig analytisk beskrivelse af objektet umulig, og når man bygger teknologiske modeller, bruges nogle empiriske afhængigheder. Som regel er teknologiske modeller bygget til at studere visse aspekter af et teknologisk systems funktion, dvs. de er af privat karakter.

For de fleste teknologiske processer, på grund af deres kompleksitet, er konstruktionen af en enkelt generaliseret model, der tilstrækkeligt beskriver alle aspekter og funktioner i deres forløb, vanskelig eller umulig. Ved modellering af TP anvendes derfor princippet om nedbrydning og løsning af lokale problemer, hvilket gør det muligt at udskille og modellere individuelle aspekter, egenskaber ved TP. Som et resultat af denne tilgang ser TP ud til at være et sæt modeller, der beskriver individuelle mønstre for dets funktion og er designet til at løse en vis række af problemer. En sådan opfattelse følger naturligt af systemanalysen beskrevet ovenfor. Hierarki af teknologi genererer hierarki af modeller (modeller af TP, TO, TM), multidimensionalitet af teknologier - en række forskellige modeller (modeller af fysiske og kemiske processer, teknologier, udstyr).

Eksempel. Som et eksempel på de mange forskellige modeller kan du overveje teknologien til elektrokemisk dimensionel behandling (ECM). De anvendte modeller i undersøgelsen og beskrivelsen af en sådan teknologi er vist i fig. 8.2.35.

De specifikke kognitive modeller i dette tilfælde inkluderer følgende:

kinematisk (beskrivelse af kinematik af elektrodernes gensidige bevægelse);

hydraulisk (beskrivelse af væskebevægelse i en smal interelektrodekanal);

elektrisk (beskrivelse af det elektriske felt i interelektrodegabet);

termisk (beskrivelse af temperaturfeltet);

elektrokemisk (beskrivelse af elektrodeprocesser og overførselsprocesser i et elektrokemisk system);

kemisk (beskrivelse af de kemiske stadier af den samlede elektrodeproces, kemiske omdannelser af et stof i opløsning).

Teknologiske modeller omfatter en formgivningsmodel (beskrivelse af anodegrænsens bevægelse under elektrokemisk opløsning af dens overflade), en model af et elektrodeværktøj og en række andre.

Ris. 8.2.35. Typer af modeller til beskrivelse af processerne ved elektrokemisk behandling af materialer

Modellering er baseret på de grundlæggende ideer om lighedsteorien, ifølge hvilke fænomener, processer kaldes ens, hvis de data, der opnås ved undersøgelsen af en af dem, kan udvides til andre. For sådanne fænomener er konstanten af forholdet mellem nogle mængder, der karakteriserer processen, eller kombinationer af sådanne mængder, kaldet lighedskriterier, nødvendig [Tabel. P1,2,3]. Så for eksempel, når man studerer strømmen af flydende medier, er Reynolds-kriteriet meget brugt:

hvor v- væskestrømningshastighed, m/s; d- hydraulisk flow diameter, m; ν - mediets kinematiske viskositet, m 2 / s. Reynolds-tallet er en dimensionsløs størrelse, hvis værdi bestemmer arten af væskebevægelse, fordelingen af strømningshastigheder over kanalsektionen og andre strømningsparametre.

Den vigtigste (tredje) lighedssætning siger, at for fænomenernes lighed er det nødvendigt og tilstrækkeligt, at deres unikke betingelser er ens. Det betyder, at geometrisk lighed, lighed mellem fysiske konstanter, begyndelses- og randbetingelser skal overholdes, og lighedskriterierne, sammensat af de mængder, der indgår i unikhedsbetingelserne, ville være de samme. Følgelig adskiller alle sådanne fænomener sig kun fra hinanden i skalaerne for karakteristiske mængder. Således, hvis fænomener eller processer ligner hinanden, kan mønstrene opnået i undersøgelsen af nogle af dem overføres til andre, og modelresultaterne kan genberegnes under hensyntagen til skalafaktorer.

Sammenfattende hvad der er blevet sagt, kan vi konkludere, at hovedkravet til en model er dens overensstemmelse med det modellerede objekt. Graden af modellens overensstemmelse med det virkelige fænomen, som den beskriver, kaldes modellens tilstrækkelighed. Bevis for tilstrækkelighed er et af de vigtigste trin i opbygningen af enhver model. For at kvantificere tilstrækkeligheden, bruges begrebet "model nøjagtighed". Hver model skal være ledsaget af information om dens nøjagtighed for pålideligt at kunne bruge resultaterne af simuleringen.

Nøjagtigheden af deterministiske værdier bestemmes af afvigelsen af simuleringsresultatet x* fra den tilsvarende reelle værdi x, og nøjagtigheden af stokastiske modeller estimeres ved sandsynlighedskarakteristika.

For at sikre modellens tilstrækkelighed på konstruktionsstadiet anbefales følgende regler:

vælg en rationel sekvens til opbygning af modellen;

bruge en iterativ proces til at opbygge en model, dvs. en flertrinsprocedure for dens udvikling med en vurdering af mellemresultater, analyse af deres nøjagtighed og korrektion af modellen fra det foregående trin;

forfine modeller baseret på tilgængelige eksperimentelle data;

modeller er forfinet på grundlag af indhentning af ekspertvurderinger, resultaterne af objektets drift og andre yderligere data.

Komplikationen af teknologiske processer i det agroindustrielle kompleks, stigningen i antallet af parametre, der er væsentlige i bygningsmodeller, stramningen af vilkårene for modellering, begrænsningen af materielle ressourcer allokeret til disse formål - alle disse faktorer gør det vanskeligt , og i nogle tilfælde udelukker emnemodellering. Derfor kommer den matematiske modellering af TP med brug af moderne computerteknologier i forgrunden.

Matematisk modellering af TP er en undersøgelse udført ved at løse et system af matematiske sammenhænge, der beskriver TP, og som har tre faser:

udarbejdelse af en matematisk beskrivelse af processen eller dens element;

valg af en metode til at løse et system af ligninger af en matematisk beskrivelse og dets implementering i form af en algoritme, et program til opnåelse af kvantitative værdier eller forhold;

at fastslå, om modellen er tilstrækkelig til originalen.

Når man konstruerer matematiske modeller, bliver den virkelige proces forenklet, skematiseret, og det resulterende skema, afhængigt af dets kompleksitet, beskrives af et eller andet matematisk apparat. I et bestemt tilfælde præsenteres den matematiske beskrivelse som et system af algebraiske, differential-, integralligninger eller deres kombination.

Fra synspunktet om analysen af den matematiske model er det tilrådeligt at skelne mellem tre af dens sider:

det semantiske aspekt afspejler den fysiske beskrivelse af det modellerede objekt;

det analytiske aspekt er et system af ligninger, der beskriver de igangværende processer og forholdet mellem dem;

computational - en løsningsmetode og algoritme implementeret som et program i et af programmeringssprogene.

For nylig er simuleringsmodellering, som er baseret på et computereksperiment, i stigende grad blevet brugt til at studere komplekse systemer, herunder teknologiske processer. For at implementere den matematiske model er der konstrueret en modelleringsalgoritme, der gengiver processen med systemets funktion i tid. Ved at ændre inputdataene opnås information om processens tilstande på givne tidspunkter, hvorefter objektets egenskaber vurderes. I simuleringsmodellering beskæftiger man sig således med modeller, som ikke kan bruges til at beregne eller forudsige resultatet på forhånd.

Eksempel. Lad os som et eksempel betragte simuleringen af processen med elektrokemisk anodebehandling af det tidligere beskrevne materiale (fig. 8.2.15, b). Denne teknologi er blevet udbredt i fremstillingen af rumligt komplekse produkter i energisektoren, såsom turbine- og kompressorvinger. Fra et teknologisk synspunkt er det nødvendigt at kunne beregne den tid t, der kræves for at fjerne et metallag med en tykkelse på z (maskinbearbejdningstid), eller værdien af metallaget (godtgørelse) zp fjernet i tid t . For at opnå de beregnede afhængigheder bruger vi en bestemt model af et plan-parallel interelektrodegab (IEG), hvis semantiske aspekt er tydeligt fra fig. 8.2.36, a. Som det kan ses, bevæger elektrodeværktøjet (EI) sig fremad med en hastighed v, og på overfladen af anoden (A) dannes et diagram over lokale hastigheder for elektrokemisk opløsning ve, mellem elektrodemellemrummet er fyldt med elektrolyt, og spænding U påføres mellem elektroderne.

Lad os gøre nogle antagelser for at forenkle modellen. Lad hastigheden for elektrokemisk opløsning være den samme for alle punkter på anodeoverfladen, og lad elektrolyttens egenskaber være de samme for alle punkter i MEP. Derefter, for at beskrive processen, kan du bruge lovene i Ohm og Faraday:

hvor U er spændingen på elektroderne; i - strømtæthed; a - nuværende interelektrodegab; χ - specifik elektrisk ledningsevne af elektrolytten; c er den elektrokemiske ækvivalent af metallet; η er strømeffektiviteten af metalopløsningsreaktionen; ρ er densiteten af det forarbejdede metal.

Det følger af beregningsskemaet, at da/dt = ve - vy, da opløsningen af overfladen kompenseres ved forskydningen af EE mod emnet. Herfra får vi en differentialligning, der beskriver ændringen i MEP over tid:

(8.2.26)

under startbetingelsen t= 0; a = a0.

Analysen af modellen forenkles meget, hvis vi tager A = konst. Denne antagelse er korrekt for mange praktisk vigtige problemer. Lad os overveje to tilfælde, der er implementeret i de fleste skemaer for elektrokemisk formgivning: vi = 0 (tilfældet med stationær EI) og vii = const (bevægelsen af EI ved en konstant hastighed). Ved at integrere ovenstående differentialligning får vi for det første tilfælde:

(8.2.27)

og for det andet:

Ved at transformere de opnåede udtryk er det muligt at opnå tidsafhængigheden af MEP'ets værdi.

På trods af den forenklede karakter af den foreslåede model, er den med succes brugt i teknologiske beregninger og beskriver i mange tilfælde de eksperimentelle data godt.

Men i de tilfælde, hvor forholdet mellem længden af interelektrodegabet og dets bredde
er tilstrækkelig stor (i virkelige processer når k værdier på 200-1000), elektrolyttens egenskaber langs MEP-længden ændrer sig kraftigt på grund af den samtidige frigivelse af varme og gas, og ovenstående antagelser er uacceptable.

Det er nødvendigt at bygge modeller, der tager højde for afhængigheden af procesparametre på koordinaterne for den hydrauliske vej og tid.

For at opnå sådanne afhængigheder bruges fysisk modellering i vid udstrækning. På fig. 8.2.36, b viser en fysisk model af en lang-længde MEC, som gør det muligt at opnå fordelinger af strømtæthed, elektrolyttemperatur, gasindhold, effektiv elektrisk ledningsevne af interelektrodemediet, lokal metalfjernelseshastighed og andre parametre langs længden af MEC ved direkte eksperiment.

Pumpe 1 pumper elektrolytten gennem en hydraulisk bane dannet af planparallelle elektroder 2 og 3 indbygget i dielektriske plader 4. Værdien af interelektrodegabet bestemmes af tykkelsen af den udskiftelige pakning 5 og varierer inden for 0,2-2 mm. Variable parametre for elektrolysetilstanden er: spaltestørrelse, elektrodespænding, elektrolytindgangstryk, dens sammensætning, starttemperatur, katodetilførselshastighed til anoden, MEP-længde, elektrodemateriale. Gasudvikling og elektrolytstrømmens hastighedsprofil blev undersøgt ved hjælp af højhastighedsfilmning af processen, en sektionsanode blev brugt til at opnå fordelingen af lokale strømtætheder langs MEC-længden, tryk- og temperaturfordelingerne blev registreret af trykstrain gauges og termoelementer, og elektrodepotentialer i forskellige sektioner af MEC blev målt med specielle sonder. Ændringen i metalfjernelse langs kanalens længde blev registreret ved direkte målinger.

Analysen viser tilstedeværelsen af en overensstemmelse mellem den præsenterede fysiske model og originalen: geometrisk, hydraulisk, elektrisk lighed, lighed mellem fysiske konstanter, begyndelses- og randbetingelser observeres. Derfor gjorde de opnåede eksperimentelle data det muligt ikke kun at forfine den matematiske model, men også at opnå teknologiske resultater, der er egnede til direkte brug under produktionsforhold.

Ris. 8.2.36. Skema til konstruktion af en matematisk model (a) og installation til fysisk modellering af ECM-processen i et smalt langt mellemrum (b)

Således viser ovenstående eksempel, at forskellige typer modeller komplementerer og forfiner hinanden og giver pålidelige data til praktisk brug. Til dato er det vanskeligt at finde sådanne områder, hvor der ikke ville være et udviklet apparat til matematisk modellering af hovedprocesserne.

Automatisering og simulering af den teknologiske proces

være økonomisk;

har en lille masse;

giver nem belastningstilpasning.

I henhold til den anvendte type energienergi skelnes drevene: elektrisk, pneumatisk, hydraulisk, mekanisk, elektromekanisk, kombineret.

Pneumatiske drev bruger energien fra trykluft med et tryk på omkring 0,4 MPa, opnået fra værkstedets pneumatiske netværk, gennem en luftforberedelsesanordning.

1.2.1 Referencevilkår for enhedens design

På stadiet af tekniske specifikationer bestemmes den optimale struktur- og layoutløsning, og tekniske krav til udstyr udarbejdes:

navn og omfang - en enhed til installation af ERE på et printkort;

grundlaget for udviklingen er KKP's opgave;

formålet og formålet med udstyret er at øge niveauet af mekanisering og automatisering af den teknologiske drift;

kilder til udvikling - brug af erfaring i implementering af teknologisk udstyr i industrien;

tekniske krav:

antallet af mobilitetstrin er mindst 5;

maksimal bæreevne, N 2,2;

statisk kraft ved udstyrets arbejdspunkt, N, ikke mere end 50;

tid til fejl, h, ikke mindre end 100;

absolut positioneringsfejl, mm +0,1;

bevægelseshastighed med maksimal belastning, m/s: - på en fri bane ikke mere end 1; - på en retlinet bane ikke mere end 0,5;

Kalibrering af positionen af manipulatorleddene.

Udvekslingen af information mellem moduler på topniveau udføres ved hjælp af systemets backbone.

Det nederste kontrolniveau har:

Drive Processor Modules (MPP);

Drevstyringsmoduler (CMU).

Enkelt chip processor;

Indledende kørselsregister;

System RAM, med en kapacitet på 3216 - bit ord; system-ROM, med en kapacitet på 2x16 - bit ord;

Resident ROM, med en kapacitet på 4x16 - bit ord;

Programmerbar timer.

Hastigheden af MCP'en er karakteriseret ved følgende data:

Summation med registeradresseringsmidler - 2,0 µs;

Summation med et middelmådigt registeradresseringsmiddel - 5,0 μs;

Fixpunkt multiplikation - 65 µs.

Betjeningspanelet er designet til at udføre operationerne med at tænde og slukke for PR, for at vælge dens driftstilstande.

Hovedelementerne i panelet er:

AC strømafbryder (NETVÆRK);

nødstopknap (.nødstop). Strømmen slukkes, når der trykkes på knappen. Knappen vender tilbage til dens udgangsposition ved at dreje den med uret;

kontrolsystems afbryderknap (CK1);

kontrolsystems slukkeknap (CK0);

Knap til tænding af drev (DRIVE 1). Tryk på knappen
drivkraften tændes, samtidig låses motorernes elektromagnetiske bremser op;

Sluk-knap til kørsel (DRIVE 0);

Modusvalgsknap. Den har tre positioner ROBOT, STOP, GENSTART. I ROBOT-tilstand fungerer systemet normalt. I STOP-tilstand stopper programafviklingen ved slutningen af flowtrinnet.

Håndbetjeningen bruges til at placere manipulatoren under undervisning og programmering. Fjernbetjeningen har 5 betjeningstilstande:

kontrol af manipulatoren fra en computer (COMP);

manuel kontrol i hovedkoordinatsystemet (WORLD);

manuel kontrol over frihedsgrader (JOINT);

manuel styring i værktøjskoordinatsystemet (VÆRKTØJ );

Deaktivering af mobilitetstiltag (GRATIS).

Den valgte tilstand identificeres af et signallys.

Manipulatorens bevægelseshastighed reguleres ved hjælp af knapperne "SPEED", "+", "-". Knapperne "CLOSE" og "OPEN" bruges til at komprimere og dekomprimere manipulatorens gribeanordning.

knap " S TER" bruges til at registrere koordinaterne for punkter under opgaven med bevægelsesbanen. "STOP"-knappen, der er placeret på enden af håndkontrolpanelet, er designet til at afbryde udførelsen af programmet med strømmen fra drevene. Den bruges til at stoppe bevægelse i en normal situation. "OFF"-knappen har et lignende formål, såvel som "STOP." Forskellen ligger i, at strømforsyningen til manipulatordrevene ikke er slukket.

Bevægelse af leddene på manipulatoren ved hjælp af det manuelle kontrolpanel udføres i tre tilstande: JOINT , WORLD og TOOL .

I tilstanden JOINT (valgt af den tilsvarende knap på kontrolpanelet), kan brugeren direkte styre bevægelsen af individuelle led i manipulatoren. Denne bevægelse svarer til et par knapper "-" og "+" henholdsvis for hvert led i manipulatoren (dvs. søjle, skulder, albue og tre gribebevægelser).

I tilstanden WORLD fikserer faktisk i forhold til hovedkoordinatsystemet og bevæger sig i visse retninger af dette system (henholdsvis X, Y, Z).

LLP-tilstand L giver bevægelse i det aktive koordinatsystem.

En 12-bit linjeindikator er designet til at vise information om driftstilstande og fejl:

-N OKIA AOH - kortvarig vises ved opstart;

-ARM PWR OFF - manipulatordrevene er slukket;

-MANUEL TILSTAND - tilladt at styre robotten fra kontrolpanelet;

SOMP MO D E - manipulatoren styres af en computer;

-L IMIT S TOR - leddet flyttes til yderpositionen;

LLP LUK - det angivne punkt er meget tæt på manipulatoren;

LLP FAR - det givne punkt er uden for robottens arbejdsområde;

TEACH MOOE - TEACH-tilstanden er aktiveret, manipulatoren følger vilkårlige baner;

-S TEACH MODE E - TEACH-S mode er aktiveret, manipulatoren bevæger sig efter lige linjer;

-FEJL - der trykkes på knapperne på håndbetjeningen samtidigt, hvilket udgør en ulovlig handling mv.

3 Teknologi og automatisering af produktion af REA: Lærebog for universiteter / Red. A.P. Dostanko.-M.: Radio og kommunikation, 2009.

4 Computerproduktionsteknologi - Dostanko A.P. og andre: Lærebog-Mn.: Higher School, 2004.

5 Teknologisk udstyr til fremstilling af elektroniske afregningshjælpemidler: Navch. Posibnik / M.S. Makurin.-Kharkiv: HTURE, 1996.

Svamp

1 0 0

Hvis du finder en fejl, skal du vælge et stykke tekst og trykke på Ctrl+Enter.

Modellering af teknologiske processer og systemer. Automatisering og simulering af den teknologiske proces

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

R F l

Q

Figur 1.1 - Beregningsskema for kontakten af ​​nultypen.

Indledende data:

F - samlingskraft rettet langs hovedet;

F = 23 N;

f er friktionskoefficienten;

f = 0,12;

l = 8 mm;

= 45;

Q=30.

Rg - reaktion af samlingshovedet, vinkelret på dets forløb;

N - normal til den affasningsdannende reaktion;

.

Mg - bøjningsmoment i forhold til samlingshovedet;

1.2 Opbygning af griberen

LISTE OVER LINKS

Lignende dokumenter

Redaktørens valg

Figur 1.1 - Beregningsskema for kontakten af nultypen.