VENÄJÄN OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ

Liittovaltion budjettikoulutuslaitos

korkeampi koulutus

NIŽNEVARTOVSKIN ÖLJYKOLLEGE (sivuliike)

liittovaltion budjettikoulutuslaitos

korkeampi koulutus

"Ugra State University"

MDK 04.01 "Teoreettiset perusteet yksinkertaisten automaatiojärjestelmien kehittämiselle ja mallinnukselle, ottaen huomioon teknisten prosessien erityispiirteet"

Kurssiprojektin ohjeet

opiskelijoille koulutusinstituutiot

keskiasteen ammatillinen koulutus

kaikki koulutusmuodot (kokopäiväinen, osa-aikainen)

erikoisalan mukaan 15.02.07. Teknisten prosessien ja tuotannon automatisointi

Nižnevartovsk 2016

PCC ETD:n kokouksessa

Pöytäkirja nro 5, päivätty 24.5.2016

PCC:n puheenjohtaja

M. B. Kymmenen

HYVÄKSYÄ

Sijainen vesivarojen hallinnan johtaja

NNT (haara) FGBOU VO "YUGU"

R.I. Khaibulina

« » 2016

Vastaa:

1. Liittovaltion standardi (FSES) erikoisalalla 15.02.07. Teknologisten prosessien ja tuotannon automatisointi (toimialoittain) hyväksytty 18.4.2014 (Tilaus nro 349)

Kehittäjä:

Kymmenen Marina Borisovna, korkein pätevyysluokka, Nizhnevartovsk Oil Collegen (haara) FGBOU VO "Eteläisen valtion yliopiston" opettaja.

JOHDANTO

MDK 04.01 "Teoreettiset perusteet yksinkertaisten automaatiojärjestelmien kehittämiseen ja mallintamiseen teknisten prosessien erityispiirteet huomioon ottaen" päätoimisille ja osa-aikaisille opiskelijoille suunnatun kurssiprojektin ohjeistusta kehitetään ohjeiden mukaisesti.liittovaltion standardin (FGOS) vaatimukset erikoisalalla 15.02.07. Teknisten prosessien ja tuotannon automatisointi (toimialoittain), ammattimoduulin PM 04 työohjelmaYksinkertaisten automaatiojärjestelmien kehittäminen ja mallintaminen teknisten prosessien erityispiirteet huomioiden

Kurssiprojektin tavoitteena on lujittaa ja systematisoida opiskelijoiden tietoja, kehittää itsenäisen työskentelyn taitoja ja opettaa käytännössä soveltamaan saamaansa teoreettista tietoa tuotanto- ja teknisten kysymysten ratkaisemisessa.

Kurssin suunnittelun didaktiset tavoitteet ovat: ammatillisten taitojen opettaminen opiskelijoille; MDT-tiedon syventäminen, yleistäminen, systematisointi ja konsolidointi; itsenäisen henkisen työn taitojen ja kykyjen muodostuminen; ammatillisen ja yleisen osaamisen kehittymisen kattava todentaminen.

Tämän oppaan tarkoituksena on auttaa opiskelijoita MDK 04.01 -kurssiprojektin "Teoreettiset perusteet yksinkertaisten automaatiojärjestelmien kehittämiselle ja mallintamiselle teknisten prosessien erityispiirteet huomioon ottaen" toteuttamisessa.

Kurssiprojekti toteutetaan MDK 04.01 "Teoreettiset perusteet yksinkertaisten automaatiojärjestelmien kehittämisen ja mallintamisen teknisten prosessien erityispiirteet huomioon ottaen" teoreettisen osan opiskelun jälkeen.

Kurssiprojektin tarkoituksena on hallita automaattisten ohjausjärjestelmien kehittämisen ja mallintamisen menetelmiä, aika- ja taajuusominaisuuksien piirtämistä ja automaattisten ohjausjärjestelmien tutkimista sekä hankkia taitoja käyttää teknistä kirjallisuutta, hakukirjoja, säädösdokumentteja. Kurssiprojektissa työskentely edistää opiskelijoiden teoreettisen koulutuksen aikana hankkimien tietojen systematisointia, lujittamista, syventämistä, tämän tiedon soveltamista tehtävien kokonaisvaltaiseen ratkaisuun. Kurssiprojektin tuloksena opiskelijoiden tulee hallita seuraavat ammatilliset kyvyt:

PC 4.1 Analysoida automaattisia ohjausjärjestelmiä ottaen huomioon teknisten prosessien erityispiirteet.

PC 4.2 Valitse laitteet ja automaatiotyökalut ottaen huomioon teknisten prosessien erityispiirteet.

PC4.3 Piirrä kaavioita erikoisyksiköistä, lohkoista, laitteista ja automaattisista ohjausjärjestelmistä.

PC 4.4 Laske tyypillisten piirien ja laitteiden parametrit

Kurssiprojektin aihe valitaan harjoittelupaikan mukaan

2 Kurssiprojektin RAKENNE

Kurssiprojekti koostuu kahdesta osasta: selittävä huomautus ja graafinen osa.

Selittävän huomautuksen rakenne:

nimilehti;

luettelo graafisen osan arkeista;

luettelo symboleista ja hyväksytyistä lyhenteistä;

käyttöönotto;

Luku 1;

kappale 2;

Luku 3;

johtopäätös;

bibliografinen luettelo;

sovellukset.

Graafinen osa koostuu kahdesta A1-kokoisesta arkista, kun taas piirustuksia ja kaavioita voidaan kehittää A1- tai A2-muotoon, tietty graafisen osan sarja määräytyy yksilöllisen toimeksiannon mukaan ja se voi sisältää seuraavat kaaviot ja piirustukset:

toiminnallinen automaatiojärjestelmä;

ulkoinen kytkentäkaavio;

piirikaaviot;

kytkentäkaaviot;

ohjaimen lohkokaavio.

3 KURSSIPROJEKTIN SISÄLTÖ

Johdanto

Johdantosisältää seuraavat osat:

a.Projektin aiheen relevanssi(tutkimusaiheeseen liittyvien kysymysten tutkimisen tarpeen perustelu), esimAutomaattisten ohjausjärjestelmien luomisen merkitys on kasvanut merkittävästi, johtuenchuoltohenkilöstön ylläpitokustannukset ja ympäristön ekologisuuden ylläpitäminen;

b.Esine -(Teoriassa ja käytännössä objektiivisesti olemassa oleva yhteyksien ja suhteiden joukko, joka toimii tutkijalle tarpeellisena tiedon lähteenä). Tutkimuskohteena on objektiivisen todellisuuden ilmiö tai prosessi, johon kohteen tutkimustoiminta on suunnattu esimerkiksi aiheeseen "Järjestelmän kehitysESP-, SRP- ja AGZU-kaivojen automatisointi kaivoklusterissa”, kohde on kaivoklusteri;

sisään.Aihetutkimus (tarkempi ja sisältää vain ne yhteydet ja suhteet, jotka ovat suoraan tutkittavana tässä projektissa, asettaa tieteellisen tutkimuksen rajat). Jokaisessa objektissa voidaan erottaa useita opiskeluaineita, mutta yksi opiskeluaine on ilmoitettava työssä. Tutkimuksen aihe määräytyy kohteen erityisominaisuuksien mukaan, esimerkiksi aiheelle "Järjestelmän kehitysESP-, SRP- ja AGZU-kaivojen automatisointi kaivoklusterissa”, aiheena on ESP-, SRP- ja AGZU-kaivot;

Tutkimuksen aiheesta seuraa sen tarkoitus ja tavoitteet.

G.Kohde (on muotoiltu lyhyesti ja äärimmäisen tarkasti, semanttisessa mielessä ilmaiseen pääasia, jonka tutkija aikoo tehdä).

Esimerkkejä: 1.Projektin tavoitteena on kehittää automaatiojärjestelmä, joka perustuu optimaalisesti sopiviin automaatiotyökaluihin. Kestävän ja laadukkaan automaattisen ohjausjärjestelmän mallintaminen

Tarkoitus konkretisoituu ja kehittyy opinnäytetyön tehtävissä.

Tehtävä on muotoiltava infinitiiviverbillä, esimerkiksi: kehittää, analysoida, tunnistaa jne.

Ensimmäinen tehtävä, liittyy yleensä tutkittavan kohteen olemuksen, luonteen ja rakenteen tunnistamiseen, selventämiseen, syventämiseen, metodologiseen perusteluun. Analysoi esimerkiksi objektien tarkoitusta ja kehitä lohkokaavio kaivoklusterista

Toinen- analysoimalla tutkimuksen kohteen todellista tilaa, dynamiikkaa, kehityksen sisäisiä ristiriitoja. Esimerkiksi analysoida työtekniikkaa ja AGZU:n tärkeimpiä teknisiä ominaisuuksia, määrittää automaation parametrit ja automaatiolaitteiden käyttöolosuhteet.

Kolmas ja neljäs- muunnos-, mallinnus-, verifiointimenetelmillä tai tunnistamalla keinoja ja keinoja parantaa tutkittavan ilmiön, prosessin tehokkuutta, ts. työn käytännön näkökohtien kanssa, tutkittavan kohteen hallinnan ongelman kanssa. Esimerkiksi kehittää automaatiosuunnitelma, selvittää automaatiolaitteiden ulkoisten kytkentöjen tavat, tutkia automaatiolaitteiden asennus-, korjaus-, tarkastusmenetelmiä, selvittää taloudellinen tehokkuus

Tutkimusmenetelmätsisältää tiettyjen teoreettisten ja empiiristen tutkimusmenetelmien käytön, esimerkiksi: tieteellisen ja metodologisen kirjallisuuden analysointi, dokumentaariset lähteet jne.

Työn rakenne ja laajuus(ilmoita mistä rakenteellinen

Teos koostuu elementeistä: johdanto, lukujen määrä, kappaleet, päätelmä, bibliografinen luettelo, josta ilmenee nimikkeiden lukumäärä sekä työn määrä sivuina jne.).

Johdannon laajuus on 2-3 sivua.

2 AUTOMAATTISEN SÄÄTÖJÄRJESTELMÄN (ACS) OSIEN OMINAISUUDET

2.1 Sääntelykohteen tekniset ominaisuudet

Tässä kurssiprojektin alaosassa on tarpeen hahmotella lyhyesti tarkasteltavan sääntelykohteen tekniikka ja tärkeimmät tekniset ominaisuudet.

2.2 Säännellyn kohteen matemaattinen malli

On tarpeen piirtää säädellyn kohteen transienttivaste muunnelman mukaan tietyssä mittakaavassa.

Transienttivasteen tyypin mukaan on tarpeen määrittää dynaamisten ominaisuuksien perusteella, mitä tyypillisiä dynaamisia linkkejä säätelykohde vastaa. Kirjoita näiden linkkien siirtofunktio muistiin ja määritä kertoimien numeeriset arvot kaaviosta.

Esimerkiksi:

Kokeellisesti otetun transienttivasteen (kuva 2.1) mukaan määritetään ohjausobjektin siirtofunktio.

Säätökohde vastaa useiden jaksollisten linkkien sarjaliitäntää ja viivelinkkiä, joten sen siirtotoiminto

Рτ , (2.1)

Taulukon 7.8 mukaan määritetään vakiokertoimien T arvo a *, A ia, AT ia, kun a = 0,7 ja i=0,3 tutkinnosta riippuenmsiirto-toiminto

m = 3,

T 7 * = 0,277,

A 37 \u003d 1,125,

B37 = 1,889.

Määritä säädellyn kohteen viiveaika

, (2.2)

Määritä säädellyn kohteen aikavakio

(2.3)

T 1 = 0,277 (11,8 – 9,8) = 1,19

Määritä säädellyn kohteen vahvistus

sisään
(2.4)

missäh suuhun - säännellyn arvon vakioarvo.

Koska meille annetaan ohimenevä vastaus, niin X in = 1, joten

K 1 = h suu , (2.5)

K 1 =14

Tuloksena saamme OR-siirtofunktion muodossa

-7,5r

2.3 Säätimen optimaalisten asetusten määrittäminen

Annetun ohjauslain (alkutiedot) mukaisesti on tarpeen määrittää automaattisen säätimen siirtotoiminto ja laskea asetukset.

Esimerkiksi:

Sääntelylaki on alkutietojen mukaan oikeasuhteinen.

Sääntelylain yhtälöllä on muoto:

y = Kε (2.6)

missäy - lähtöarvo;

K - saada;

ε on yhteensopimattomuus.

Kirjoitamme sääntelylain yleisessä muodossa:

X ulos = K 2 X tuumaa (2,7)

Määritellään automaattisen ohjaimen siirtotoimintoW 2 (s)

X ulos (p) \u003d K 2 X sisään (p)

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

Määritämme säätimen asetukset VTI-kaavojen mukaan (taulukko 7.13):

Objektin ominaisuus:

(2.9)

Määrittelemme suhteellisuusrajan:

δ = 2 K 1 , (2.10)

δ \u003d 2 * 14 \u003d 28

Määritä automaattisen säätimen vahvistusK 2 :

(2.11)

Tuloksena saamme siirtofunktion AR muodossa

W 2 (s)=0,035

2.4 Toimilaitteen ja mittausanturin matemaattinen malli

Vaihtovirtasähkömoottoreita käytetään laajalti ACS:n toimilaitteina. Järjestelmissä, joissa vaaditaan toimilaitteen nopeudensäätöä, käytetään kolmivaiheisia asynkronisia sähkömoottoreita, joissa on vaiheroottori. Jos nopeudensäätöä ei tarvita, käytetään sähkömoottoreita, joissa on oravahäkkiroottori. Kaksivaiheisia asynkronisia moottoreita käytetään laajalti pienitehoisina toimimoottoreina. Asynkronisten sähkömoottoreiden dynaamiset ominaisuudet määräytyvät differentiaaliyhtälön avulla

(2.12)

missä T m – sähkömoottorin sähkömekaaninen aikavakio, s;

Vastaanottaja R - sähkömoottorin välityskerroin;

U R – roottorin jännite, V;

K on roottorin kulmanopeus, rad/s.

Sähkömekaaninen aikavakio T m inertista riippuen TAI voi olla T:n sisällä m =0,006÷2 s. Esimerkiksi kurssiprojektissa otamme T m = 2s.

Alustavien tietojen mukaan esimerkiksi K R =4, siis pikaviestinsiirtofunktio:

(2.13)

Mittausanturi vastaa dynaamisten ominaisuuksien osalta vahvistuslinkkiä. Hänen yhtälön:

X ulos \u003d KX sisään (2,14)

Vahvistus K = 1, joten IP:n siirtofunktio:

W 5 (s)=1 (2.15)

3 AUTOMAATTISEN SÄÄTÖJÄRJESTELMÄN RAKENNEKAAVIO

3.1 Prosessin ohjaus

On tarpeen valita ATS-elementtien tyypit, kuvata niiden toimintaperiaate, tekniset ominaisuudet. Kuvaa automaattisen ohjausjärjestelmän toimintaa.

3.2 Avoimen automaattisen ohjausjärjestelmän rakennekaavio isäntä- ja häiritseville vaikutuksille

Automaattisen ohjausjärjestelmän lohkokaavio ajoa ja häiritseviä vaikutuksia varten on tarpeen kehittää. Määritä avoimen järjestelmän siirtofunktio.

Esimerkiksi.

Kuva 3.1 - Lohkokaavio

Laskemme sarjaan kytkettyjen elementtien siirtofunktion

Avoimen ACS:n siirtotoiminto päätoiminnon mukaan

(3.1)

Avoimen ACS:n siirtotoiminto häiritsevää toimintaa varten

(3.2)

3.3 Rakennekaavio suljetusta isäntä- ja häiritsevien vaikutusten automaattiohjauksesta

Määritetään suljetun ACS:n siirtofunktio ajovaikutuksen mukaan (kuva 3.1):

(3.3)

Määritetään suljetun ACS:n siirtofunktio häiritsevän vaikutuksen mukaan (kuva 3.1):

(3.4)

4 AUTOMAATTISEN SÄÄTÖJÄRJESTELMÄN VAKAUS

4.1 Vakaus Hurwitzin kriteerin mukaan. Kriittinen voitto

Hurwitzin kriteerin mukaan järjestelmä on vakaa, jos a 0 >0 Hurwitzin determinantit ovat positiivisia. Olkoon tarkastellun järjestelmän ominaisyhtälö

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

Laskemme Hurwitzin determinantit

Δ 1 \u003d 10,14

Johtopäätös: Järjestelmä on vakaa.

Määritämme rajavahvistuksen Hurwitz-kriteerin avulla.

Korvaamme vahvistustekijät kirjainmerkinnöillä.

W 2 (s)= K 2

W 3 (s)= K 3

W 5 (s)= K 5

Laskemme ACS:n siirtofunktion.

Siten järjestelmän ominaisyhtälöllä on muoto:

K 2 K 1-5 =0

Tehdään vaihto K 2 K 1-5 = K gr.

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

Laadimme Hurwitz-determinantin:

Järjestelmä on stabiilisuuden rajalla, jos yksi Hurwitzin determinanteista on yhtä suuri kuin 0.

Tuloksena olevasta lausekkeesta päätämmeK gr.

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

102,81 K gr = -435,12

K gr = 4,23

Kriittinen voitto siisK gr = 4,23.

4.2 Vakaus Mikhailov-kriteerin mukaan. Kriittinen voitto

Mikhailov-kriteerin mukaan järjestelmä on vakaa, jos Mikhailov-hodografi kulkee peräkkäin vastapäiväänn-neljännes kompleksitasosta, kun ω=0 ÷ + muutetaan
. Olkoon järjestelmän ominaisyhtälö:

3.36r 4 +10.14r 3 +11.37r 2 +5.57r+2.176=0

Polinom Mihailova:

Arvot ovat ω=0 ÷ +
Mihailov-hodografin rakentaminen.

Laskenta on suoritettava ohjelmallisesti. Esimerkiksi käyttämälläEXEL. Luodaan ohjelma tätä esimerkkiä varten.

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

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

Taulukko 4.1 - Laskentatulokset

Hodografi on rakennettava ohjelmistoympäristön avulla.

Kuva 4.1 - Mihailovin hodografi

Johtopäätös: järjestelmä on vakaa.

Määritämme rajakertoimen Mikhailov-kriteerin mukaan.

Tuntemattomien vahvistusten ominaisyhtälöllä on muoto:

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

Mihailov-polynomi on yhtä suuri kuin:

F(jω)

Järjestelmä on stabiiliuden rajalla, jos Mikhailov-hodografi kulkee origon läpi taajuudella ω≠0. Siksi järjestelmä on stabiiliuden rajalla, jos reaali- ja imaginaariosa ovat yhtä suuret kuin 0.

4.3 Vakaus Nyquistin kriteerin mukaan. Amplitudi- ja vaihestabiilisuusmarginaali

Jotta järjestelmä olisi stabiili suljetussa muodossa, on välttämätöntä ja riittävää, että vakaan avoimen järjestelmän AFC-hodografi ei peitä koordinaattien pistettä kompleksitasolla.

(-1;0), kun ω=0 ÷ +0 muutetaan. Avointa järjestelmää pidetään vakaana, jos se koostuu stabiileista standardilinkeistä.

Olkoon avoimen järjestelmän siirtofunktio.

Määrittelemme AFC:n:

Pyydä arvoja
Rakennamme avoimen järjestelmän AFC:n käyttämälläexcel:

Taulukko 4.2 - Laskentatulokset

Kuva 4.3 - Hodograph AFC

Johtopäätös: järjestelmä on vakaa

Amplitudin ja vaiheen stabiilisuusmarginaali määräytyy avoimen järjestelmän AFC:n hodografilla

Amplitudin stabiilisuusmarginaali ΔА=0,74

Vaiheen stabiilisuusmarginaali Δφ=130 0

5 LAATUA ACS

5.1 Siirtymäkaavio

Transienttiprosessin kuvaaja voidaan muodostaa trapetsoidimenetelmällä. Tätä varten on tarpeen määrittää suljetun järjestelmän AFC, korostaa todellinen taajuusvaste, piirtää DFC. Suorita sitten toimenpiteet seuraavassa järjestyksessä.

Tarkastellaan esimerkin avulla transienttiprosessin graafin rakentamista.

Määritämme suljetun järjestelmän AFC:n:

DCH-graafin rakentaminen

Taulukko 5.1 - DFC-laskennan tulokset

Jaamme DFC puolisuunnikkaan siten, että kunkin puolisuunnikkaan kaksi sivua ovat yhdensuuntaisia ​​ω-akselin kanssa, kolmas osuu P-akseliin.

Kuva 5.1 - Todellinen taajuusvaste

Määritämme kullekin puolisuunnikkaan ω 0 , ω d , h 0.

Esimerkiksi 1 puolisuunnikkaan: ω 0 =0,54.

ω d =0 ,31

h 0 =45,5

Laskemme X-arvon jokaiselle puolisuunnikkaan:

X-arvon mukaan löydämme arvot taulukostah x funktiot, jotka on annettu τ:n arvoilla jokaiselle puolisuunnikkaan.

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Teknologisen prosessin automatisointi ja simulointi

1 PROSESSIN AUTOMAATIO

Automaatio on tuotannon kehittämisen suunta, jolle on ominaista ihmisen vapautuminen paitsi lihasponnisteluista tiettyjen liikkeiden suorittamiseen, myös näitä liikkeitä suorittavien mekanismien toiminnan ohjauksesta. Automaatio voi olla osittaista tai monimutkaista.

Integroidulle automaatiolle on ominaista kaikkien toimintojen automaattinen suorittaminen tuotantoprosessin toteuttamiseksi ilman suoraa ihmisen väliintuloa laitteiston käyttöön. Henkilön tehtäviin kuuluu koneen tai koneryhmän pystyttäminen, käynnistäminen ja hallinta. Automaatio on koneellistamisen korkein muoto, mutta samalla se on uusi tuotantomuoto, ei pelkkä käsityön korvaaminen mekaanisella työllä.

Automaation kehittymisen myötä teollisuusrobotteja (IR) käytetään yhä enemmän ja ne korvaavat (tai auttavat häntä) alueilla, joilla on vaarallisia, epäterveellisiä, vaikeita tai yksitoikkoisia työoloja.

Teollisuusrobotti on uudelleenohjelmoitava automaattinen manipulaattori teollisuussovelluksiin. PR:n ominaispiirteitä ovat automaattinen ohjaus; kyky nopeasti ja suhteellisen helposti ohjelmoida uudelleen, kyky suorittaa työtehtäviä.

Erityisen tärkeää on, että PR:n avulla voidaan tehdä töitä, joita ei voida koneistaa tai automatisoida perinteisin keinoin. PR on kuitenkin vain yksi monista mahdollisista keinoista automatisoida ja yksinkertaistaa tuotantoprosesseja. Ne luovat edellytykset siirtymiselle laadullisesti uudelle automaation tasolle - automaattisten tuotantojärjestelmien luomiseen, jotka toimivat minimaalisella ihmisen osallistumisella.

Yksi PR:n tärkeimmistä eduista on kyky siirtyä nopeasti suorittamaan tehtäviä, jotka eroavat manipulointitoimintojen järjestyksestä ja luonteesta. Siksi PR:n käyttö on tehokkainta olosuhteissa, joissa tuotantolaitoksia vaihdetaan usein, samoin kuin vähän koulutetun käsityön automatisoinnissa. Yhtä tärkeää on automaattisten linjojen nopea uudelleensäätö sekä niiden valmistuminen ja käyttöönotto lyhyessä ajassa.

Teollisuusrobotit mahdollistavat perus-, mutta myös aputoimintojen automatisoinnin, mikä selittää jatkuvasti kasvavan kiinnostuksen niitä kohtaan.

Tärkeimmät edellytykset PR:n käytön laajentamiselle ovat seuraavat:

tuotteiden laadun ja tuotannon volyymin parantaminen samalla henkilöstömäärällä toiminta-ajan lyhentymisen ja jatkuvan "väsymättömän" tilan tarjoamisen, laitteiden vuorosuhteen kasvun, tehostamisen vuoksi olemassa olevien ja uusien nopeiden prosessien ja laitteiden luomisen edistäminen;

työntekijöiden työolojen muuttaminen vapauttamalla heidät ammattitaidottomasta, yksitoikkoisesta, raskaasta ja vaarallisesta työstä, parantamalla turvallisuusoloja, vähentämällä työtapaturmien ja ammattisairauksien aiheuttamaa työajan menetystä;

työvoiman talous ja työntekijöiden vapauttaminen kansantaloudellisten ongelmien ratkaisemiseksi.

1.1 Mallin "kova liitin - piirilevyn reikä" kaavion rakentaminen ja laskenta

Olennainen tekijä kokoonpanoprosessin toteutuksessa on elektroniikkamoduulin kokoonpanon varmistaminen. Asennettavuus riippuu useimmissa tapauksissa moduulien rakenneosien asennuksen tarkkuudesta ja vaatimuksesta, liitäntäpintojen suunnittelusta ja teknisistä parametreista.

Vaihtoehdossa, jossa kova johto työnnetään levyn reikään, voidaan erottaa seuraavat tyypilliset liitoselementtien kosketustyypit:

kosketukseton ulostulon kulku reiän läpi;

nollatyyppinen kosketin, kun lähdön pää koskettaa reiän viisteen generaattoria;

ensimmäisen tyypin kosketin, kun lähdön pää koskettaa reiän sivupintaa;

toisen tyyppinen kosketus, kun lähdön sivupinta koskettaa reiän viisteen reunaa;

Kolmannen tyyppinen kosketus, kun lähdön pää koskettaa reiän sivupintaa ja lähtöpinta koskettaa reiän viisteen reunaa.

Luokitusmerkeiksi hyväksytään seuraavat kontaktityypit: muutos normaalissa reaktiossa kosketuspisteessä; kitkavoima; tangon joustavan linjan muoto.

Yksittäisten elementtien toleranssit vaikuttavat merkittävästi asetuspään luotettavaan toimintaan. Asemointi- ja liikeprosesseissa syntyy toleranssiketju, joka voi epäsuotuisissa tapauksissa johtaa ERE:n asennuksessa virheeseen, mikä johtaa huonoon kokoonpanoon.

Tuotteen kokoaminen riippuu siis kolmesta tekijästä:

tuotteen komponenttien liitospintojen mitta- ja tarkkuusparametrit;

tuotteen peruselementin liitospintojen mitta- ja tarkkuusparametrit;

toimeenpanoelimen ja siinä sijaitsevan komponentin mitta- ja tarkkuusasemointiparametrit.

Tarkastellaan nollatyyppisen koskettimen tapausta, jonka kaavio on esitetty kuvassa 1.1.

MG

RG

R F l

K

Kuva 1.1 - Nollatyypin koskettimen laskentakaavio.

Alkutiedot:

F - päätä pitkin suunnattu kokoonpanovoima;

F = 23 N;

f on kitkakerroin;

f = 0,12;

l = 8 mm;

= 45;

Q = 30.

Rg - kokoonpanopään reaktio, kohtisuorassa sen kulkusuuntaan nähden;

N - normaali viisteen muodostavan reaktion suhteen;

.

Mg - taivutusmomentti suhteessa kokoonpanopäähän;

1.2 Tarraimen rakenne

Teollisuusrobottien tarttuja (GD) käytetään manipuloivien kohteiden sieppaamiseen ja pitämiseen tietyssä asennossa. Tarttujaa suunniteltaessa otetaan huomioon siepatun kohteen muoto ja ominaisuudet, teknologisen prosessin kulkuolosuhteet ja käytettyjen teknisten laitteiden ominaisuudet, mikä on syynä PR:n olemassa olevien tartuntakappaleiden monimuotoisuuteen. Tartuntaelinten valintaa arvioitaessa tärkeimmät kriteerit ovat sopeutumiskyky tarrattavan kohteen muotoon, tartuntatarkkuus ja tarttumisvoima.

Tallennuslaitteen tartuntalaitteiden luokittelussa otetaan huomioon talteenottokohdetta, kohteen vangitsemis- ja pitoprosessia, huollettua teknologista prosessia kuvaavat merkit sekä sen rakenteellisia ja toiminnallisia ominaisuuksia ja rakenteellista perustaa kuvaavat merkit. tallennuslaite on valittu luokitusominaisuuksiksi.

Sieppauskohteeseen liittyviä tekijöitä ovat kohteen muoto, massa, mekaaniset ominaisuudet, kokosuhde, esineen materiaalien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet sekä pinnan tila. Esineen massa määrää tarvittavan tartuntavoiman, ts. kantavuus PR, ja voit valita aseman tyypin ja muistin suunnittelupohjan; esineen pinnan tila määrää ennalta leukojen materiaalin, jolla muisti tulee varustaa; esineen muoto ja sen mittojen suhde vaikuttavat myös muistisuunnittelun valintaan.

Objektin materiaalin ominaisuudet vaikuttavat kohteen sieppausmenetelmän valintaan, vaadittavaan muistin tunnistusasteeseen, mahdollisuuteen suunnata esineitä uudelleen niiden sieppaus- ja kuljetusprosessissa teknologiseen asentoon. Erityisesti esineelle, jolla on korkea pinnan karheus, mutta ei-jäykät mekaaniset ominaisuudet, on mahdollista käyttää vain "pehmeää" puristuselementtiä, joka on varustettu puristusvoimaantureilla.

Samankaltaisten ongelmien ratkaisemiseen soveltuvien muistilaitteiden moninaisuus ja suuri määrä ominaisuuksia, jotka kuvaavat niiden erilaisia ​​suunnittelu- ja teknologisia ominaisuuksia, eivät salli luokituksen rakentamista puhtaasti hierarkkisen periaatteen mukaan. Muistilaitteita on toimintaperiaatteen mukaan: tarttuva, tukeva, pidetty, pystyy siirtämään esinettä, keskittää, perustaa, kiinnittää.

Ohjaustyypin mukaan muisti jaetaan: ei-hallittu, komento, kovakoodattu, adaptiivinen.

PR:n varteen kiinnityksen luonteen mukaan kaikki muistilaitteet on jaettu: ei-vaihdettaviin, vaihdettaviin, nopeasti vaihdettaviin, soveltuvat automaattiseen vaihtoon.

Kaikki tarttujat toimivat erityisellä laitteella - vetolaitteella.

Käyttölaite on järjestelmä (sähköinen, sähkömekaaninen, sähköpneumaattinen jne.), joka on suunniteltu käynnistämään automatisoitujen teknisten ja tuotantokoneiden toimilaitteet.

Taajuusmuuttajan päätoiminnot: voima (teho, vääntömomentti), nopeus (nopeussarja, nopeusalue); kyky ylläpitää tiettyä nopeutta (voimaa, vääntömomenttia) kuormituksen muuttuessa; nopeus, suunnittelun monimutkaisuus; tehokkuus, hinta, mitat, paino.

Asemien perusvaatimukset. Aseman tulee:

1) noudattaa annettua TOR-vaatimusta kaikissa pääominaisuuksissa;

2) ottaa käyttöön sähköinen kauko-automaattiohjaus;

3) oltava taloudellinen;

4) massa on pieni;

5) tarjota yksinkertainen koordinointi kuorman kanssa.

Käytetyn tehoenergian tyypin mukaan käyttölaitteet erotetaan: sähköinen, pneumaattinen, hydraulinen, mekaaninen, sähkömekaaninen, yhdistetty.

Pneumaattiset käyttölaitteet käyttävät noin 0,4 MPa:n paineilman energiaa, joka saadaan konepajan pneumaattisesta verkosta ilmankäsittelylaitteen kautta.

1.2.1 Laitteen suunnittelun toimeksianto

Teknisten eritelmien vaiheessa määritellään optimaalinen rakenne- ja layoutratkaisu ja laaditaan teknisiä vaatimuksia laitteille:

1) nimi ja laajuus - laite ERE:n asentamiseksi painetulle piirilevylle;

2) kehittämisen peruste - CCP:n tehtävä;

3) laitteiston tarkoitus ja tarkoitus on nostaa teknologisen toiminnan mekanisointi- ja automatisointitasoa;

4) kehittämisen lähteet - kokemusten hyödyntäminen teknisten laitteiden käyttöönotossa teollisuudessa;

5) tekniset vaatimukset:

a) liikkuvuusaskeleita on vähintään 5;

b) suurin kantavuus, N 2,2;

c) staattinen voima laitteen työpisteessä, N enintään 50;

d) vikojen välinen aika, h, vähintään 100;

e) absoluuttinen paikannusvirhe, mm +0,1;

f) liikkeen nopeus maksimikuormalla, m/s: - vapaalla liikeradalla enintään 1; - suoraviivaisella liikeradalla enintään 0,5;

g) työtila ilman laitteita on pallomainen, jonka säde on 0,92;

h) pneumaattinen tartuntalaitteen käyttö;

6) turvallisuusvaatimukset GOST 12.1.017-88;

7) takaisinmaksuaika 1 vuosi.

1.2.2 Teollisuusrobotin RM-01 suunnittelun ja toimintaperiaatteen kuvaus

Teollisuusrobottia (PR) RM-01 käytetään erilaisiin taitto-, asennus-, lajittelu-, pakkaus-, lastaus- ja purkutoimintoihin, kaarihitsaukseen jne. Yleiskuva robotista on esitetty kuvassa 1.2.

Kuva 1.2 - Teollisuusrobotti RM-01

Robottivarressa on kuusi liikkuvuustasoa. Manipulaattorin linkit yhdistetään yhteen nivelten avulla, jotka jäljittelevät ihmisen kyynär- tai olkaniveltä. Jokaista manipulaattorin lenkkiä käyttää yksittäinen tasavirtamoottori vaihteiston kautta.

Sähkömoottorit on varustettu sähkömagneettisilla jarruilla, joiden avulla voit jarruttaa manipulaattorin lenkkejä luotettavasti, kun virta on katkaistu. Tämä varmistaa robotin huollon turvallisuuden sekä mahdollisuuden siirtää sen linkkejä manuaalisessa tilassa. PR RM-01:ssä on asema-ääriviivaohjausjärjestelmä, jonka toteuttaa hierarkkisen periaatteen mukaan rakennettu mikroprosessoriohjausjärjestelmä "SPHERE-36".

"SPHERE-36":ssa on kaksi ohjaustasoa: ylempi ja alempi. Ylimmällä tasolla ratkaistaan ​​seuraavat tehtävät:

Algoritmien laskeminen manipulaattorin sieppauksen liikeradan suunnittelemiseksi ja ohjelmien valmistelu kunkin sen linkin liikkeelle;

Robottikompleksin muodostavan laitteen tilaa koskevien tietojen looginen käsittely ja työn sopimus osana RTK:ta;

Tiedonvaihto korkeamman tason tietokoneiden kanssa;

Operaattorin interaktiivinen tila käyttämällä videopäätettä ja näppäimistöä;

Luku-kirjoitus, ohjelmien pitkäaikainen säilytys levykkeellä;

Manipulaattorin manuaalinen ohjaustila manuaalisen ohjauspaneelin avulla;

Ohjausjärjestelmän diagnostiikka;

Manipulaattorilinkkien sijainnin kalibrointi.

Alemmalla ohjaustasolla ratkaistaan ​​tehtävät käsitellä annettuja liikkeitä manipulaattorilinkeillä, jotka muodostetaan ylemmällä tasolla. Ohjelmapaikat määritellään annetuilla parametreilla (nopeus, kiihtyvyys) digitaalisilla sähkömekaanisilla moduuleilla, jotka saattavat manipulaattorilinkit liikkeelle. Ohjausjärjestelmä koostuu seuraavista laitteista: keskusyksikön (MCP) moduuli; RAM; ROM; analoginen tulomoduuli (MAV), johon syötetään signaaleja karkean laskennallisen sijainnin potentiometrisistä antureista; sarjaliitäntämoduuli (SIM); tulo-lähtömoduuli (MVV); viestintämoduuli (MS).

Tiedonvaihto huipputason moduulien välillä tapahtuu järjestelmän runkoverkon avulla.

Alemmalla ohjaustasolla on:

Drive Processor Module (MPP);

Taajuusmuuttajan ohjausmoduulit (CMU).

MPP- ja MUP-moduulien lukumäärä vastaa manipulaattorilinkkien lukumäärää ja on 6. MPP on yhdistetty viestintämoduuliin järjestelmän valtateitä käyttäen. Manipulaattorilinkkien sähkömoottoreiden ohjaus tapahtuu tra(PWM), jotka ovat osa virtalähdettä (PSU). MCP perustuu K1801-mikroprosessoriin ja siinä on:

Yhden sirun prosessori;

Alkuperäinen ajorekisteri;

Järjestelmän RAM, jonka kapasiteetti on 3216 bittiä sanaa; järjestelmän ROM, jonka kapasiteetti on 2x16 bittiä sanaa;

Resident ROM, jonka kapasiteetti on 4x16 bittisiä sanoja;

Ohjelmoitava ajastin.

MCP:n nopeutta kuvaavat seuraavat tiedot:

Summaus rekisteriosoitusvälineillä - 2,0 μs;

Summaus keskinkertaisella rekisteriosoitusvälineellä - 5,0 μs;

Kiinteän pisteen kertolasku - 65 µs.

Käyttöpaneeli on suunniteltu suorittamaan PR:n päälle- ja poiskytkentätoiminnot, valitsemaan sen toimintatilat.

Paneelin pääelementit ovat:

AC-virtakytkin (NETWORK);

hätäpysäytyspainike (.hätäpysäytys). Verkkovirta katkeaa, kun painiketta painetaan. Painikkeen palautus alkuperäiseen asentoonsa tapahtuu kääntämällä sitä myötäpäivään;

ohjausjärjestelmän virtapainike (CK1);

ohjausjärjestelmän virrankatkaisupainike (CK0);

Aseman käynnistyspainike (DRIVE 1). Napin painallus
käyttöteho kytketään päälle, samalla kun moottoreiden sähkömagneettiset jarrut avataan;

Aseman virrankatkaisupainike (DRIVE 0);

Tilan valintakytkin. Siinä on kolme asentoa ROBOTTI, STOP, RESTART. ROBOT-tilassa järjestelmä toimii normaalisti. STOP-tilassa ohjelman suoritus pysähtyy kulkuvaiheen lopussa.

Kytkimen vaihtaminen ROBOTTItilaan saa ohjelman jatkamaan seuraavan vaiheen alkuun. RESTART-tilaa käytetään käynnistämään käyttäjäohjelman suorittaminen uudelleen ensimmäisestä vaiheesta alkaen;

Automaattinen käynnistyspainike (AUTO START). Painikkeen painaminen käynnistää järjestelmän niin, että robotti aloittaa ohjelman suorittamisen ilman näppäimistön komentoja. Painikkeen painaminen suoritetaan SC:n virran kytkemisen jälkeen. Tila aktivoituu, kun DRIVE 1 on kytketty päälle.

Käsiohjainta käytetään manipulaattorin sijoittamiseen opetuksen ja ohjelmoinnin aikana. Kaukosäätimessä on 5 toimintatilaa:

manipulaattorin ohjaus tietokoneelta (COMP);

manuaalinen ohjaus pääkoordinaattijärjestelmässä (WORLD);

vapausasteiden manuaalinen ohjaus (JOINT);

manuaalinen ohjaus työkalun koordinaattijärjestelmässä (TOOL);

Liikkuvuuden mittalaitteiden ajojen poistaminen käytöstä (ILMAINEN).

Valittu tila tunnistetaan merkkivalosta.

Manipulaattorin liikenopeutta säädetään painikkeilla "SPEED", "+", "-". Painikkeita "CLOSE" ja "OPEN" käytetään manipulaattorin tartuntalaitteen puristamiseen ja puristamiseen.

"STER"-painiketta käytetään pisteiden koordinaattien tallentamiseen liikkeen liikerataa määritettäessä. "STOP"-painike, joka sijaitsee käsiohjauspaneelin päässä, on suunniteltu keskeyttämään ohjelman suorittaminen katkaisemalla asemien virta. Käytetään liikkeen pysäyttämiseen normaalitilanteessa. "OFF"-painikkeella on sama toiminto kuin "STOP"-painikkeella. Ero on siinä, että manipulaattorin käyttölaitteet eivät ole pois päältä.

Manipulaattorin nivelten siirtäminen manuaalisen ohjauspaneelin avulla tapahtuu kolmessa tilassa: JOINT, WORLD ja TOOL.

JOINT-tilassa (valitaan vastaavalla ohjauspaneelin painikkeella) käyttäjä voi suoraan ohjata manipulaattorin yksittäisten linkkien liikettä. Tämä liike vastaa painikkeiden paria "-" ja "+" vastaavasti manipulaattorin kullekin linkille (eli pylväs, olkapää, kyynärpää ja kolme tarttumisliikettä).

MAAILMA-tilassa itse asiassa kiinnitys suoritetaan suhteessa pääkoordinaattijärjestelmään ja liikettä tämän järjestelmän tiettyihin suuntiin (vastaavasti X, Y, Z).

On huomioitava, että WORLD-tilassa työskentely voidaan suorittaa pienillä nopeuksilla, jotta vältytään robotin käsivarsitilan rajoilla joutumisesta. Huomioimme myös, että liike tapahtuu automaattisesti manipulaattorin kaikkien linkkien avulla samanaikaisesti.

TOOL-tila mahdollistaa liikkeen aktiivisessa koordinaattijärjestelmässä.

12-bittinen viivailmaisin on suunniteltu näyttämään tietoja toimintatiloista ja virheistä:

NOKIA AOX - lyhytaikainen näkyy käynnistyksen yhteydessä;

ARM PWR OFF - manipulaattorin käyttölaitteet on kytketty pois päältä;

MANUAALINEN TILA - saa ohjata robottia ohjauspaneelista;

COMP MODE - manipulaattoria ohjaa tietokone;

LIMIT STOR - liitos siirretään ääriasentoon;

LLP CLOSE - annettu piste on hyvin lähellä manipulaattoria;

LLP FAR - annettu piste on robotin työalueen ulkopuolella;

TEACH MOOE - TEACH-tila on aktivoitu, manipulaattori seuraa mielivaltaisia ​​lentoratoja;

STEACH-TILA - STEACH-S-tila on aktivoitu, manipulaattori liikkuu suorien lentoratojen jälkeen;

ERROR - käsiohjaimen painikkeita painetaan samanaikaisesti, mikä tarkoittaa laitonta toimintaa jne.

Lisäksi valitun nopeuden ilmaisin tällä koodauksella:

1 korostettu elementti - työkalun nopeus? 1,9 mm/s;

2 korostettu elementti - työkalun nopeus? 3,8 mm/s;

3 korostettu elementti - työkalun nopeus? 7,5 mm/s;

4 korostettu elementti - työkalun nopeus? 15,0 mm/s;

5 korostettua elementtiä - työkalun nopeus? 30 mm/s;

6 korostettu elementti - työkalun nopeus? 60 mm/s;

7 korostettu elementti - työkalun nopeus? 120 mm/s;

8 korostettu elementti - työkalun nopeus? 240 mm/s.

Alla on esimerkki ohjausohjelmasta PR RM-01 reikien poraamiseen pinta-asennukseen ERE:

G04 Tiedosto: SVETOR~1.BOT, to 1. joulukuuta 21:35:19 2006*

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

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

G04-muotovaihtoehdot: Absoluuttinen paikannus*

G04 Johtava nollavaimennus*

G04 Skaalauskerroin 1:1*

G04 EI ympyräinterpolaatiota*

G04 millimetrin yksiköt*

G04 Numeromuoto: 4.4 (XXXX.XXXX)*

G04 G54 EI käytetä aukon vaihtamiseen*

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

G04 Poran symbolin koko = 2,032 mm*

G04 Pad/Via Holes*

G04 Tiedoston sisältö: Pads*

G04 Ei merkkejä*

G04 Ei poraussymboleja*

G04 Aukon kuvaukset*

G04 D010 EL X0.254mm Y0.254mm K0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR*

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

G04 D011 EL X0.050mm Y0.050mm K0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR*

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

G04 D012 EL X0.100mm Y0.100mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) DR*

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

G04 D013 EL X1.524mm Y1.524mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL*

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

G04 D014 EL X1.905mm Y1.905mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL*

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

G04 D015 SQ X1.524mm Y1.524mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL*

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

G04 D016 SQ X1.905mm Y1.905mm H0.000mm 0.0deg (0.000mm, 0.000mm) FL*

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

Kun piirilevyyn on porattu reikiä, robotti asentaa ERE:n. ERE:n asennuksen jälkeen levy lähetetään juotettaviksi juotosaallon avulla.

2 PROSESSISIMULAATIO

Mallintaminen on menetelmä monimutkaisten järjestelmien tutkimiseksi, joka perustuu siihen, että tarkasteltava järjestelmä korvataan mallilla ja mallia tutkitaan tiedon saamiseksi tutkittavasta järjestelmästä. Tutkittavan järjestelmän mallilla tarkoitetaan jotakin muuta järjestelmää, joka käyttäytyy tutkimuksen tavoitteiden kannalta samalla tavalla kuin järjestelmän käyttäytyminen. Yleensä malli on yksinkertaisempi ja tutkimukseen paremmin saatavilla kuin järjestelmä, mikä helpottaa sen tutkimista. Monimutkaisten järjestelmien tutkimiseen käytettävistä eri mallinnustyypeistä suuri rooli on annettu simulaatiomallinnukselle.

Simulaatiomallinnus on tehokas tekninen menetelmä monimutkaisten järjestelmien tutkimiseen, jota käytetään tapauksissa, joissa muut menetelmät ovat tehottomia. Simulaatiomalli on järjestelmä, joka näyttää alkuperäisen kohteen rakenteen ja toiminnan algoritmin muodossa, joka yhdistää tulo- ja lähtömuuttujat, jotka on otettu tutkittavan kohteen ominaisuuksiksi. Simulaatiomalleja toteutetaan ohjelmallisesti eri kielillä. Yksi yleisimmistä simulaatiomallien rakentamiseen suunnitelluista kielistä on GPSS.

GPSS (General Purpose System Simulator) -järjestelmä on tarkoitettu erillisten tapahtumien järjestelmien simulaatiomallien kirjoittamiseen. GPSS-järjestelmä kuvaa kätevimmin jonojärjestelmien malleja, joille on tunnusomaista suhteellisen yksinkertaiset säännöt niiden rakenneosien toimintaan.

GPSS-järjestelmässä mallinnettavaa järjestelmää edustaa joukko abstrakteja elementtejä, joita kutsutaan objekteiksi. Jokainen objekti kuuluu johonkin objektityyppiin.

Kunkin tyypin objektille on ominaista tietty käyttäytyminen ja objektityypin määrittelemä attribuuttijoukko. Jos tarkastellaan esimerkiksi sataman työtä, saapuvien laivojen lastaamista ja purkamista sekä elokuvateatterin kassan työtä, lippujen jakamista vierailijoille, niiden toiminnassa voi havaita suurta yhtäläisyyttä. Molemmissa tapauksissa järjestelmässä on jatkuvasti läsnä olevia objekteja (satama ja kassa), jotka käsittelevät järjestelmään saapuvat kohteet (laivat ja elokuvateatterivieraat). Jonoteoriassa näitä kohteita kutsutaan laitteiksi ja asiakkaiksi. Kun saapuvan objektin käsittely päättyy, se poistuu järjestelmästä. Jos palvelulaite on pyynnön vastaanottohetkellä varattu, sovellus siirtyy jonoon, jossa se odottaa laitteen vapautumista. Voit myös ajatella jonoa objektina, jonka tehtävänä on tallentaa muita objekteja.

Jokaista objektia voidaan luonnehtia useilla ominaisuuksilla, jotka kuvastavat sen ominaisuuksia. Esimerkiksi palvelulaitteella on tietty suorituskyky, joka ilmaistaan ​​sen käsittelemien sovellusten määrällä aikayksikköä kohti. Itse lipulla voi olla attribuutteja, jotka ottavat huomioon sen järjestelmässä viettämän ajan, jonossa odottamisen ja niin edelleen. Jonon ominaispiirre on sen senhetkinen pituus, jota tarkkailemalla järjestelmän (tai sen simulaatiomallin) toiminnan aikana voidaan määrittää sen keskimääräinen pituus toiminnan (tai simulaation) aikana. GPSS-kieli määrittelee objektiluokat, joiden avulla voidaan määritellä palvelulaitteita, asiakasvirtoja, jonoja jne. sekä asettaa niille tiettyjä attribuuttiarvoja.

Dynaamisia objekteja, joita kutsutaan GPSS:ssä tapahtumiksi, käytetään palvelupyyntöjen määrittämiseen. Tapahtumat voidaan luoda simuloinnin aikana ja tuhota (poistu järjestelmästä). Tapahtumien luominen ja tuhoaminen suoritetaan erikoisobjekteilla (lohkoilla) GENERATE ja TERMINATE.

Viestit (tapahtumat) ovat dynaamisia GPSS/PC-objekteja. Ne luodaan tietyissä mallin kohdissa, tulkki edistää niitä lohkojen kautta ja sitten tuhotaan. Viestit ovat analogisia todellisen järjestelmän säikeiden yksiköiden kanssa. Viestit voivat edustaa eri elementtejä jopa samassa järjestelmässä.

Viestit liikkuvat lohkosta lohkoon samalla tavalla kuin niiden edustamat elementit (tietokoneesimerkissä ohjelmat) liikkuvat.

Jokaista promootiota pidetään tapahtumana, jonka on tapahduttava tiettynä ajankohtana. GPSS/PC-tulkki määrittää automaattisesti, milloin tapahtumia tapahtuu. Tapauksissa, joissa tapahtumaa ei voi tapahtua, vaikka sen tapahtumahetki on lähestynyt (esimerkiksi yritettäessä kaapata laitetta sen ollessa jo varattu), viesti pysähtyy, kunnes estoehto poistetaan.

Kun järjestelmä on kuvattu sen suorittamien toimintojen suhteen, se on kuvattava GPSS/PC-kielellä käyttämällä lohkoja, jotka suorittavat vastaavat toiminnot mallissa.

Käyttäjä voi määrittää mallissa tietyt kohdat, joista hän kerää jonotilastoja. Sitten GPSS/PC-tulkki kerää automaattisesti tilastoja jonoista (jonon pituus, keskimääräinen jonossa käytetty aika jne.). Viivästyneiden viestien määrä ja näiden viiveiden kesto määritetään vain näissä annetuissa kohdissa. Tulkki laskee myös automaattisesti näissä kohdissa jonoon tulevien viestien kokonaismäärän. Tämä tehdään samalla tavalla kuin laitteissa ja muisteissa. Tietyissä laskureissa kussakin jonossa viivästyneiden viestien määrä lasketaan, koska minkä tahansa mallin pisteen viivettä läpäisseiden viestien määrä voi olla kiinnostava. Tulkki laskee viestin keskimääräisen jonossa viettämän ajan (jokaiselle jonolle) sekä viestien enimmäismäärän jonossa.

2.1 Lohkokaavion ja mallinnusalgoritmin kehittäminen

Jonojärjestelmien mallintamiseen käytetään yleistä GPSS-mallinnusjärjestelmää. Tämä on välttämätöntä, koska monimutkaisten järjestelmien tutkimus- ja suunnittelukäytännössä on usein järjestelmiä, joiden on käsiteltävä suuria palvelulaitteiden läpi kulkevia sovelluksia.

GPSS-mallit koostuvat pienestä määrästä käyttäjiä, minkä vuoksi niistä tulee kompakteja ja vastaavasti yleisiä. Tämä johtuu siitä, että GPSS on sisäänrakennettu niin monta logiikkaohjelmaa kuin tarvitaan simulointijärjestelmiin. Se sisältää myös erikoistyökaluja, jotka kuvaavat järjestelmien dynaamista käyttäytymistä, jotka muuttuvat ajassa ja tilojen muutos tapahtuu diskreeteinä aikoina. GPSS on erittäin kätevä ohjelmointiin, koska GPSS-tulkki suorittaa monia toimintoja automaattisesti.Kielessä on monia muita hyödyllisiä elementtejä. GPSS esimerkiksi ylläpitää simulaatioajastinta, ajoittaa tapahtumat tapahtumaan myöhemmin simulointiajan kuluessa, saa ne tapahtumaan ajoissa ja hallitsee niiden saapumisjärjestystä.

Lohkokaavion kehittämiseksi analysoimme kehitettävän moduulin kokoamisen teknistä prosessia.

Tälle teknologiselle prosessille on ominaista teknisten toimintojen peräkkäinen suorittaminen. Siksi lohkokaavio näyttää sarjaan kytkettyjen lohkojen ketjulta, joista jokainen vastaa omaa teknistä toimintaansa ja joista jokainen kestää tietyn ajan. Näiden lohkojen yhdistävät linkit ovat kunkin teknologisen toimenpiteen suorittamisen tuloksena muodostuneita jonoja, ja ne selittyvät kunkin lohkon erilaisilla suoritusajoilla. Tämä lohkokaavio on koottu suunnitellun moduulin kokoonpanoprosessin suunnittelukaavion perusteella (kuva 1.2) ja on esitetty kuvassa 2.1.

Kuva 2.1 - Teknologisen prosessin lohkokaavio

Tämän kaavion mukaisesti laadimme mallille algoritmin.

Tämä algoritmi sisältää seuraavat lohkot:

Kaikki lohkot kirjoitetaan rivin ensimmäisestä paikasta, ensin tulee lohkon nimi ja sitten pilkuilla erotettuna parametrit. Parametrisyötössä ei saa olla välilyöntejä. Jos jokin parametri puuttuu lohkosta (asetettu oletuksena), vastaava pilkku jää jäljelle (jos tämä ei ole viimeinen parametri). Jos merkki * on rivin ensimmäisessä paikassa, tämä rivi on kommentin kanssa.

Kuvataan joidenkin lohkojen parametrit:

a). LUO A,B,C,D,E,F

Luo tapahtumia tietyin väliajoin.

A on keskimääräinen aikaväli tapahtumien välillä.

B - 1) jos luku, tämä on puolet kentästä, jossa tapahtumien esiintymisten välisen aikavälin arvo on jakautunut tasaisesti;

2) jos funktio, niin välin määrittämiseksi A:n arvo kerrotaan funktion arvolla.

C - ensimmäisen tapahtuman ilmestymisaika.

D on tapahtumien enimmäismäärä.

E - tapahtuman prioriteetin arvo.

F - tapahtuman parametrien lukumäärä ja niiden tyyppi (PB-tavu kokonaisluku, PH-puolen sanan kokonaisluku, PF-koko sanan kokonaisluku, PL-liukuluku).

b). LOPETA A

Tuhoaa tapahtumat mallista ja pienentää valmistumislaskuria A-yksiköillä. Malli päättyy, jos valmistumismäärä on pienempi tai yhtä suuri kuin nolla. Jos parametri A puuttuu, lohko yksinkertaisesti tuhoaa tapahtumat.

Jos A-niminen laite on vapaa, tapahtuma varaa sen (asettaa sen "varattu"-tilaan), jos ei, niin se on jonossa siihen. Laitteen nimi voi olla numeerinen numero tai 3–5 merkin pituinen sarja.

Kauppa vapauttaa A-nimisen laitteen, ts. asettaa sen "vapaaseen" tilaan.

e). ENNAKKO A, B

Viivästyttää tapahtuman käsittelyä tällä prosessilla ja ajoittaa käsittelyn seuraavan vaiheen alkamisajan.

A - keskimääräinen viive.

B - tarkoittaa samaa kuin GENERATE.

Kerää tilastoja tapahtuman saapumisesta A-jonoon.

Kerää tilastoja tapahtuman poistumisesta jonosta nimellä A.

2 .2 Ohjelman kehittäminen teknisen prosessin mallintamiseksi GPSS-kielellä.

Nyt mallinnuksen tehtävänä on luoda tietokonemalli, jonka avulla voimme tutkia järjestelmän käyttäytymistä simulointiaikana. Toisin sanoen rakennettu lohkokaavio on tarpeen toteuttaa tietokoneella GPSS-kielen lohkoilla ja operaattoreilla.

Koska mallin toiminta liittyy tapahtumien peräkkäiseen esiintymiseen, on aivan luonnollista käyttää "Model Time Timer" -käsitettä yhtenä järjestelmämallin elementtinä. Tätä varten otetaan käyttöön erityinen muuttuja, jota käytetään mallin nykyisen käyntiajan määrittämiseen.

Simuloinnin alkaessa simulaation ajastin asetetaan yleensä nollaan. Kehittäjä itse päättää, minkä arvon reaaliaikaa ottaa vertailupisteeksi. Esimerkiksi lähtölaskennan alku voi vastata aamukahdeksaa ensimmäisenä simuloiduna päivänä. Rakennuttajan on myös päätettävä aikayksikön arvon valinnasta. Aikayksikkö voi olla 1 s, 5 s, 1 min, 20 min tai 1 tunti Kun aikayksikkö valitaan, kaikki simulaation tuottamat tai malliin sisältyvät ajat on ilmaistava tässä yksikössä. Käytännössä malliajan arvojen tulee olla riittävän pieniä verrattuna simuloidussa järjestelmässä esiintyviin todellisiin aikaväleihin. Tässä järjestelmässä aikayksiköksi valitaan yleensä 1 minuutti.

Jos jonkin järjestelmän simuloinnin aikana sen tila on muuttunut nykyisellä simulointiajan arvolla, sinun on nostettava ajastimen arvoa. Määrittääksesi, kuinka paljon ajastimen arvoa tulee kasvattaa, käytä jompaakumpaa kahdesta menetelmästä:

1. Ajastinarvojen kiinteän lisäyksen käsite.

Tällä lähestymistavalla ajastimen arvoa kasvatetaan täsmälleen yhdellä aikayksiköllä.

Sitten sinun on tarkistettava järjestelmän tilat ja määritettävä ne ajoitetut tapahtumat, joiden pitäisi tapahtua uudella ajastimen arvolla. Jos sellaisia ​​on, on suoritettava operaatioita, jotka toteuttavat vastaavat tapahtumat, muuttaa ajastimen arvoa uudelleen yhdellä aikayksiköllä jne. Jos tarkistus osoittaa, että uudelle ajastinarvolle ei ole ajoitettu tapahtumia, ajastin siirtyy suoraan seuraavaan arvoon.

2. Ajastinarvojen muuttuvan lisäyksen käsite.

Tässä tapauksessa ehto, joka aiheuttaa ajastimen lisäyksen, on "sulkemistapahtuman" aika. Suljettu tapahtuma on tapahtuma, joka on ajoitettu tapahtumaan ajankohtana, joka on yhtä suuri kuin seuraavaksi lähin malliajastimen arvo. Ajastimen lisäyksen vaihtelu tapauksesta toiseen selittää ilmaisun "muuttuva aikalisäys".

Yleensä jonkin ajan kuluttua simulointi on tarpeen lopettaa. Haluat esimerkiksi estää uusien asiakkaiden pääsyn järjestelmään, mutta haluat jatkaa huoltoa, kunnes järjestelmä on vapaa. Yksi tapa on tuoda malliin pääpseudotapahtuma nimeltä "simuloinnin loppu". Silloin yksi mallin tehtävistä on tämän tapahtuman suunnittelu. Ajankohta, jonka esiintymisen pitäisi saada simulointi pysähtymään, määritellään yleensä numerona. Toisin sanoen simulaation aikana on tarpeen tarkistaa, onko "simuloinnin loppu" -tapahtuma seuraava tapahtuma. Jos "kyllä", niin ajastin asetetaan simulaation päättymisaikaan ja ohjaus siirtyy simulaation loppua käsittelevälle proseduurille.

Ohjelman kehittämisen lähtötiedot ovat aikavälit, joiden kautta ERE saapuu ensimmäiseen lohkoon, kunkin lohkon käsittelyaika ja simulointiaika, jonka aikana on tarpeen tutkia järjestelmän käyttäytymistä. Kehitetty ohjelma näkyy alla.

tuottaa 693,34.65

ennakko 99,6,4,98

ennakko 450,22,5

ennakko 248,4,12,42

ennakko 225,11,25

ennakko 248,4,12,42

ennakko 49,8,2,49

Ohjelman suorituksen tulos on esitetty liitteessä A.

Saaduista tuloksista näemme, että yhdessä työvuorossa valmistetaan 6 tuotetta. Samanaikaisesti mihinkään toimipisteisiin ei synny jonoa, mutta samaan aikaan laitteen valmistuksen teknologinen prosessi ei ole saatu päätökseen viidellä paikkakunnalla. Pienillä poikkeamilla mallinnettaessa saadut laitteiden kuormituskertoimen ja käsittelyajan arvot kussakin paikassa vastaavat tämän valmistumisprojektin teknologisessa osassa laskettuja arvoja.

Yhteenvetona toteamme, että tekninen prosessi on suunniteltu oikein.

PÄÄTELMÄT

Valmistumisprojektin aikana kehitettiin matalataajuisen vahvistimen suunnittelu. Samalla otettiin huomioon kaikki toimeksiannon ja asiaankuuluvien säädösasiakirjojen vaatimukset.

Valmistumisprojektin ensimmäisessä osassa analysoitiin lähtötiedot, valittiin tuotannon tyyppi, teknologisen dokumentaation kehitysvaihe, tuotannon organisoinnin teknologisen prosessin tyyppi.

Valittiin tyypillinen teknologinen prosessi, jonka pohjalta muodostettiin piirilevykokoonpano TP.

CP:n toisessa osassa laskettiin ja rakennettiin kaavio "kova terminaali - PCB-reikä" -mallista. Tartuntalaite on kehitetty.

Kolmannessa osiossa kehitettiin lohkokaavio ja mallinnusalgoritmi, joiden pohjalta mallinnettiin laitteen valmistuksen teknologinen prosessi GPSS-kielellä.

LUETTELO LINKKEJÄ

1 GOST 3.1102-81 "Asiakirjojen kehitysvaiheet ja tyypit".

2 GOST 3.1109-82 "Peruskäsitteiden termit ja määritelmät".

3 REA:n tuotannon tekniikka ja automatisointi: Oppikirja yliopistoille / Toim. A.P. Dostanko.-M.: Radio ja viestintä, 2009.

4 Tietokoneen tuotantotekniikka - Dostanko A.P. ja muut: Oppikirja-Mn.: Higher school, 2004.

5 Tekniset laitteet sähköisten laskutusapuvälineiden tuotantoon: Navch. Posibnik / M.S. Makurin.-Kharkiv: HTURE, 1996.

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Tuotantoprosessien monimutkaisen automatisoinnin keinojen käytön tehokkuus. Robottijärjestelmien rakentamisen periaatteet. Robottivarren liikkuvuusasteet. Teollisuusrobottien kompaktikriteerit ja luokitusominaisuudet.

opinnäytetyö, lisätty 28.9.2015


Automaatio glukoosi-traacle teknologinen prosessi; tekniset keinot: laitteistoalustat, Siemens SCOUT -suunnitteluohjelmistot. Integroitu laitoshallintajärjestelmä, laatukriteerien valinta; teollinen ekologia.

opinnäytetyö, lisätty 22.6.2012


Tislaamon kiehumisen teknologisen prosessin automatisointi. Moderni automaatioalusta TSX Momentum. Logiikkaohjainohjelmisto. Elintarvikkeiden tuotannon teknologisessa prosessissa käytettävien välineiden erittely.

opinnäytetyö, lisätty 19.3.2014


Kaasunkäsittelylaitoksen teknisten prosessien automatisointi. Vaatimukset luodulle prosessinohjausjärjestelmälle. Amiinisorbentin regenerointiprosessin ohjaus. Automaattisen ohjaussilmukan rakennekaavio; ohjaimet, modulaariset pohjalevyt.

opinnäytetyö, lisätty 31.12.2015


Surgutin kentän kompressoriaseman kaasunpumppuyksikön ohjauksen automatisointi. Teknologisen prosessin ominaisuudet. Ohjaimen kokoonpanon ja ohjelmiston valinta. Algoritmien kehittäminen automaatioobjektin toimintaan.

opinnäytetyö, lisätty 29.9.2013


Mikroprosessorilaitepiirin toiminnan algoritmi ja protokolla tiedonvaihtoa varten sen ja ohjausobjektin välillä. Muistikartan laatiminen mikroprosessorille. Assembly-kieliohjelman kehittäminen valitulle mikroprosessorille ja mikro-ohjaimelle.

testi, lisätty 29.6.2015


Kehon syöttöjärjestelmän teknologisen prosessin automatisointi. Teknisten parametrien ohjauksen, säätelyn ja signaloinnin menetelmien ja keinojen analyysi. Teknisten keinojen valinta ja perustelut, mikroprosessoriohjain. Järjestelmän vakauden arviointi.

opinnäytetyö, lisätty 31.12.2015


Teknologisen ohjausobjektin tärkeimmät ominaisuudet. Automaatiotyökalujen valinta komentoinformaation tulostusalijärjestelmään. Automaattisen ohjausjärjestelmän simulointi dynaamisessa tilassa. Valitse ohjaimen asetusvaihtoehdot.

lukukausityö, lisätty 8.3.2014


Robottikompleksien (RC) kokoonpanon ominaisuudet, rakenne, ominaisuudet ja teknologinen laite. Teollisuusrobottien (IR) pääkokoonpanotoiminnot. Työalueen mitat ja ohjausjärjestelmä PR. Tyypillisiä muunnelmia kokoonpano-RTK-asetteluista.

tiivistelmä, lisätty 6.4.2010


Teknologisen prosessin kuvaus peltitölkkien ryhmälataamisesta pahvilaatikoihin. Kokoonpano- ja pakkausprosessin automatisointimenetelmien ja -keinojen analyysi. Laitteet, teknologisen kompleksin layout, ohjausjärjestelmän kehittäminen.

Teknologisen prosessin automatisointi ja simulointi

1 PROSESSIN AUTOMAATIO

Automaatio on tuotannon kehittämisen suunta, jolle on ominaista ihmisen vapautuminen paitsi lihasponnisteluista tiettyjen liikkeiden suorittamiseen, myös näitä liikkeitä suorittavien mekanismien toiminnan ohjauksesta. Automaatio voi olla osittaista tai monimutkaista.

Integroidulle automaatiolle on ominaista kaikkien toimintojen automaattinen suorittaminen tuotantoprosessin toteuttamiseksi ilman suoraa ihmisen väliintuloa laitteiston käyttöön. Henkilön tehtäviin kuuluu koneen tai koneryhmän pystyttäminen, käynnistäminen ja hallinta. Automaatio on koneellistamisen korkein muoto, mutta samalla se on uusi tuotantomuoto, ei pelkkä käsityön korvaaminen mekaanisella työllä.

Automaation kehittymisen myötä teollisuusrobotteja (IR) käytetään yhä enemmän ja ne korvaavat (tai auttavat häntä) alueilla, joilla on vaarallisia, epäterveellisiä, vaikeita tai yksitoikkoisia työoloja.

Teollisuusrobotti on uudelleenohjelmoitava automaattinen manipulaattori teollisuussovelluksiin. PR:n ominaispiirteitä ovat automaattinen ohjaus; kyky nopeasti ja suhteellisen helposti ohjelmoida uudelleen, kyky suorittaa työtehtäviä.

Erityisen tärkeää on, että PR:n avulla voidaan tehdä töitä, joita ei voida koneistaa tai automatisoida perinteisin keinoin. PR on kuitenkin vain yksi monista mahdollisista keinoista automatisoida ja yksinkertaistaa tuotantoprosesseja. Ne luovat edellytykset siirtymiselle laadullisesti uudelle automaation tasolle - automaattisten tuotantojärjestelmien luomiseen, jotka toimivat minimaalisella ihmisen osallistumisella.

Yksi PR:n tärkeimmistä eduista on kyky siirtyä nopeasti suorittamaan tehtäviä, jotka eroavat manipulointitoimintojen järjestyksestä ja luonteesta. Siksi PR:n käyttö on tehokkainta olosuhteissa, joissa tuotantolaitoksia vaihdetaan usein, samoin kuin vähän koulutetun käsityön automatisoinnissa. Yhtä tärkeää on automaattisten linjojen nopea uudelleensäätö sekä niiden valmistuminen ja käyttöönotto lyhyessä ajassa.

Teollisuusrobotit mahdollistavat perus-, mutta myös aputoimintojen automatisoinnin, mikä selittää jatkuvasti kasvavan kiinnostuksen niitä kohtaan.

Tärkeimmät edellytykset PR:n käytön laajentamiselle ovat seuraavat:

tuotteiden laadun ja tuotannon volyymin parantaminen samalla henkilöstömäärällä toiminta-ajan lyhentymisen ja jatkuvan "väsymättömän" tilan tarjoamisen, laitteiden vuorosuhteen kasvun, tehostamisen vuoksi olemassa olevien ja uusien nopeiden prosessien ja laitteiden luomisen edistäminen;

työntekijöiden työolojen muuttaminen vapauttamalla heidät ammattitaidottomasta, yksitoikkoisesta, raskaasta ja vaarallisesta työstä, parantamalla turvallisuusoloja, vähentämällä työtapaturmien ja ammattisairauksien aiheuttamaa työajan menetystä;

työvoiman talous ja työntekijöiden vapauttaminen kansantaloudellisten ongelmien ratkaisemiseksi.

1.1 Mallin "kova liitin - piirilevyn reikä" kaavion rakentaminen ja laskenta

Olennainen tekijä kokoonpanoprosessin toteutuksessa on elektroniikkamoduulin kokoonpanon varmistaminen. Asennettavuus riippuu useimmissa tapauksissa moduulien rakenneosien asennuksen tarkkuudesta ja vaatimuksesta, liitäntäpintojen suunnittelusta ja teknisistä parametreista.

Vaihtoehdossa, jossa kova johto työnnetään levyn reikään, voidaan erottaa seuraavat tyypilliset liitoselementtien kosketustyypit:

kosketukseton ulostulon kulku reiän läpi;

nollatyyppinen kosketin, kun lähdön pää koskettaa reiän viisteen generaattoria;

ensimmäisen tyypin kosketin, kun lähdön pää koskettaa reiän sivupintaa;

toisen tyyppinen kosketus, kun lähdön sivupinta koskettaa reiän viisteen reunaa;

Kolmannen tyyppinen kosketus, kun lähdön pää koskettaa reiän sivupintaa ja lähtöpinta koskettaa reiän viisteen reunaa.

Luokitusmerkeiksi hyväksytään seuraavat kontaktityypit: muutos normaalissa reaktiossa kosketuspisteessä; kitkavoima; tangon joustavan linjan muoto.

Yksittäisten elementtien toleranssit vaikuttavat merkittävästi asetuspään luotettavaan toimintaan. Asemointi- ja liikeprosesseissa syntyy toleranssiketju, joka voi epäsuotuisissa tapauksissa johtaa ERE:n asennuksessa virheeseen, mikä johtaa huonoon kokoonpanoon.

Tuotteen kokoaminen riippuu siis kolmesta tekijästä:

tuotteen komponenttien liitospintojen mitta- ja tarkkuusparametrit;

tuotteen peruselementin liitospintojen mitta- ja tarkkuusparametrit;

toimeenpanoelimen ja siinä sijaitsevan komponentin mitta- ja tarkkuusasemointiparametrit.

Tarkastellaan nollatyyppisen koskettimen tapausta, jonka kaavio on esitetty kuvassa 1.1.

K

j

Kuva 1.1 - Nollatyypin koskettimen laskentakaavio.

Alkutiedot:

F on päätä pitkin suunnattu kokoamisvoima;

f on kitkakerroin;

Rg on kokoonpanopään reaktio, kohtisuorassa sen kulkusuuntaan nähden;

N on reaktio, joka on normaali viisteen muodostumiseen nähden;

Mg - taivutusmomentti suhteessa kokoonpanopäähän;

Ei vain vähennetä esimerkiksi parantamalla tuotantokulttuuria ja ympäristön kannalta kehittyneempien laitteiden ja teknologioiden käyttöä, vaan myös lisääntyy esimerkiksi uusien teknisten prosessien, kuten savukaasujen rikinpoiston ja denitrifikaation, käyttöönoton myötä. Jätevesi on vettä, jonka ominaisuudet ovat muuttuneet kotitalous-, teollisuus-, maatalous- tai...

Monimutkaisiin muotoilulaitteisiin ja työkaluihin. Toinen kauppa- ja teollisuuskamarin tärkeä tehtävä on kauppakamarin prosessien hallinta. Kauppa- ja teollisuuskamarin prosessiohjauksen automatisointi mahdollistaa tehokkaan kokonaisratkaisun kaikkiin tuotannon valmistelun ongelmiin. Tuotannon teknologisen valmistelutyön suorittavat yrityksen asiaankuuluvat osastot ja palvelut. Pääsääntöisesti suurin työmäärä ja kokonais...

Yhdellä tai useammalla työpaikalla tuotantolinjoja pidentämällä, koneistettuja ryhmä- ja standardiprosesseja käyttäen. Tuotantoprosessien suhteellisuus on palautettava koko ajan niiden johdonmukaisella parantamisella, joka liittyy koneistumisen ja automatisoinnin tason nousuun. Samaan aikaan suhteellisuuden lisääminen olisi saavutettava yhä korkeamman ...

BIOREACTOR Arkki 90 Raportti. Hyvät valtiotutkintotoimikunnan jäsenet, esitän teidän huomionne opinnäytetyöprojektin aiheesta: "Automaattinen ohjausjärjestelmä bioreaktorin sterilointiprosessiin" Bioreaktorin (tai fermentorin) sterilointiprosessi on tärkeä vaihe prosessissa erytromysiinin antibiootin biosynteesiä. Sterilointiprosessin ydin on...

Tällä hetkellä markkinasuhteiden olosuhteissa maataloustuotannon ensisijaisia ​​perustehtäviä ovat olemassa olevien tuotantoprosessien tehostaminen, tuotteiden laadun parantaminen, materiaalien ja energian säästäminen ja viime kädessä teknisten järjestelmien energiatehokkuuden lisääminen. Tuotantovarantojen tai tietyn prosessin tunnistaminen liittyy pääsääntöisesti sen analysointiin, joka perustuu nykyaikaisiin tutkimusmenetelmiin ja nykyaikaisiin teknisiin keinoihin (erityisesti MATCAD-ohjelmistopaketin avulla). Samalla kiinnitetään erityistä huomiota teknisten prosessien malleihin ja menetelmiin niiden rakentamiseksi.

Teknisten prosessien mallintaminen

Ratkaiseessaan useita ongelmia, jotka liittyvät teknisten prosessien suunnitteluun, valmisteluun ja toimintaan maatalousteollisuudessa, he turvautuvat niiden mallintamiseen eli teknologisen prosessin yksittäisten näkökohtien, ominaisuuksien ja ominaisuuksien tutkimiseen ei todellisuudessa. esine, mutta sen mallin mukaan. Mallilla tarkoitetaan sellaista henkisesti esitettyä tai aineellisesti toteutettua järjestelmää, joka tutkimuskohdetta heijastaen pystyy toistamaan funktionsa vaihtelevalla tarkkuudella ja korvaamaan sen tietyssä tutkimuksen vaiheessa.

Malli on siis tietty järjestelmä, joka säilyttää alkuperäisen olennaiset ominaisuudet ja mahdollistaa jälkimmäisen tiettyjen ominaisuuksien tutkimisen fysikaalisilla tai matemaattisilla menetelmillä. . Toisin sanoen malli on näyttö, teknisen kohteen (prosessin tai laitteen) kuvaus jollain kielellä, joka on kehitetty tietyn tavoitteen saavuttamiseksi. Tähän mennessä on kehitetty yleinen teoria monimutkaisten järjestelmien mallintamisesta, joka osoittaa mahdollisuuden käyttää erilaisia ​​​​malleja teknisten ja teknisten kohteiden kuvaamiseen.

Mallilla on aktiivinen rooli teknisten prosessien tutkimuksessa: sen avulla on mahdollista määrittää teknisten prosessien erilaisia ​​ominaisuuksia, kuten energiakustannukset, raaka-aineiden kulutus ja valmiin tuotteen tuotanto, tämän tuotteen laatuindikaattorit, jätteen määrä, vialliset tuotteet, elementtien suunnitteluparametrit pienin kustannuksin ja lyhyessä ajassa. Voit hahmotella ja testata tehokkaan teknologian hallintastrategian, suorittaa optimointitoimenpiteen jne.

TP-mallinnuksen tarkoituksenmukaisuuden määrää kaksi pääehtoa:

Mallin tutkimus on halvempaa, helpompaa, turvallisempaa, nopeampaa kuin alkuperäisen kohteen;

Tunnetaan sääntö mallin ominaisuuksien ja parametrien uudelleenlaskemiseksi alkuperäisen vastaaviksi arvoiksi, koska muuten simulaatio menettää merkityksensä.

Mallin kehittämisen aikana asetettu tavoite määrää sen tyypin, tietosisällön ja vastaavuusasteen todelliseen kohteeseen, eli tavoitetta muotoiltaessa on tarpeen valita huolellisesti ne olennaiset ominaisuudet, jotka täysin kuvaavat kyseistä kohdetta, jotta voidaan määrittää vaadittu mallin yhdenmukaisuus todellisen kohteen kanssa (mallin tarkkuus ). Monissa tapauksissa tämä mahdollistaa mallin yksinkertaistamisen, merkityksettömien, merkityksettömien määrien välisten suhteiden poistamisen tarkastelusta ja mallinnuksen kustannusten pienentämisen.

Teknisten prosessien kuvauksessa käytetään useammin täysimittaista, fyysistä ja matemaattista mallintamista.

Täyden mittakaavan mallintaminen sisältää todellisen teknologisen kohteen kokeellisen tutkimuksen ja tulosten myöhemmin käsittelyn samankaltaisuusteorian, regressioanalyysin, vastaavuustaulukoiden avulla. Tämä mahdollistaa laadullisten tai kvantitatiivisten riippuvuuksien saamisen, jotka kuvaavat objektin toimintaa vaihtelevalla tarkkuudella. Empiirisillä riippuvuuksilla, jotka perustuvat prosessin esittämiseen "mustan laatikon" muodossa, vaikka ne mahdollistavatkin tiettyjen teknisten ongelmien ratkaisemisen, on kuitenkin merkittäviä haittoja:

Empiirisiä riippuvuuksia ei voida laajentaa kattamaan koko järjestelmän parametrien mahdollisia muutoksia - ne ovat voimassa vain niissä olosuhteissa ja rajoituksin, joissa täysimittainen koe suoritettiin;

Tällaiset riippuvuudet heijastavat aiempia kokemuksia, joten niiden perusteella ei ole aina mahdollista tunnistaa ja perustella tapoja parantaa asiaankuuluvien teknologioiden tehokkuutta.

Monissa tapauksissa empiiriset riippuvuudet ovat luonteeltaan laadullisia, ts. ne määrittävät vain joidenkin määrien vaikutuksen luonteen muihin määrittämättä kvantitatiivisia malleja.

Fysikaaliseen mallinnukseen kuuluu myös kokeellisia tutkimuksia ja tulosten myöhempää käsittelyä. Tällaisia ​​tutkimuksia ei kuitenkaan tehdä todellisella teknologisella esineellä, vaan erityisillä laboratoriotiloilla, jotka säilyttävät ilmiöiden luonteen ja joilla on fyysinen samankaltaisuus. Näin ollen fyysinen mallinnus perustuu alkuperäisessä objektissa ja fysikaalisessa mallissa esiintyvien samanluonteisten prosessien samankaltaisuuteen ja on seuraava:

Määritä numeerisesti määritettävän teknologisen prosessin pääparametrit, jotka kuvaavat sen laatua;

Yksi tai useampi fyysinen malli lasketaan ja tehdään laboratorio- tai puolituotannon (kokeellinen, pilotti) asennuksina. Näiden laitteistojen laskenta suoritetaan samankaltaisuusteorian perusteella, mikä takaa mahdollisuuden siirtää tulokset todelliseen kohteeseen;

Mallin kokeilun tuloksena saadaan valittujen parametrien numeeriset arvot ja suhteet, jotka lasketaan uudelleen alkuperäiselle.

Fyysisellä mallinnuksella on mahdollista saada kattavaa tietoa yksittäisistä prosesseista, jotka määrittävät tämän tekniikan rakenteen.

Analoginen simulointi liittyy luonteeltaan erilaisten prosessien samankaltaisuuteen ja perustuu siihen, että eri fysikaalisille ilmiöille on samat kuvausmallit. Samankaltaisten kohteiden tai prosessien katsotaan kuvattuina samanmuotoisilla yhtälöillä. Esimerkkejä ovat Fourier-yhtälöt (8.2.6) ja Fick-yhtälöt (8.2.9). Huolimatta niihin sisältyvien fyysisten suureiden eroista, kaikki operaattorit ovat samat ja seuraavat samassa järjestyksessä. Siksi tutkimalla yhtä prosessia saamme riippuvuuksia, jotka ovat kelvollisia (merkintöihin asti) toiselle. Analogisessa mallintamisessa käytetään sekä kokeellisia menetelmiä että analogisia tietokoneita.

Analyyttinen mallintaminen on tehokkain työkalu heidän opiskeluun, ja siihen sisältyy erilaisten matemaattisten mallien hankkiminen ja tutkiminen. Rakennemalleja käytetään siis kohteen yleiseen tai alustavaan kuvaukseen, ja niiden avulla voit tunnistaa ja määritellä sen elementit, niiden ominaisuudet sekä elementtien ja elementtien ominaisuuksien väliset suhteet. Yleensä joukkoteorian laitteistoa käytetään rakennemallin rakentamiseen. Luokittelumallien avulla voit järjestää tutkittavat kohteet, tunnistaa niistä yhteisiä piirteitä ja luokitella ne näiden ominaisuuksien mukaan. Tällaisia ​​malleja tarvitaan ohjausautomaatiojärjestelmien rakentamisessa, tietopankkien luomisessa ja tietokoneavusteisten suunnittelujärjestelmien, tiedonhakujärjestelmien kehittämisessä ja monissa muissa tapauksissa. Kognitiivisia malleja käytetään kvantitatiivisesti kuvaamaan eri prosessien tai laitteiden toiminnan malleja. Ne luovat suhteita, suhteita määrien välille, jotka luonnehtivat prosessia tai laboratoriolaitteistoa.

Kognitiivinen malli kuvaa pääsääntöisesti prosessin fyysistä ja kemiallista mekanismia, eikä se saa sisältää teknisiä parametreja tai kohteen ominaisuuksia.

Tiettyjen mallien välillä on suhteita, jotka kuvaavat yksittäisiä prosesseja tai muita tutkittavan kohteen rakenteellisia komponentteja. Tällaisten suhteiden huomioiminen eli yksittäisiä yksikköprosesseja kuvaavien yhtälöiden yhteisratkaisu johtaa menetelmän tai käsittelytavan yleisen mallin rakentamiseen.

Tekniset mallit eroavat kognitiivisista malleista siinä, että niiden rakentamisen tarkoituksena on löytää kvantitatiivisia suhteita moodiparametrien, toimintaolosuhteiden - teknologisen järjestelmän syötteiden ja sen teknisen tason indikaattoreiden, eli järjestelmän tuotosten, välillä. Teknisten mallien rakentamiseen liittyy aina teknisten järjestelmien laatutason arviointi ja toiminnan tehokkuuden lisääminen. Tyypillisesti teknologiset mallit rakennetaan yksittäisten prosessien matemaattisten mallien tai yleistetyn objektimallin pohjalta. Joissakin tapauksissa kohteen täydellinen analyyttinen kuvaus on kuitenkin mahdotonta, ja teknisiä malleja rakennettaessa käytetään joitain empiirisiä riippuvuuksia. Pääsääntöisesti teknologiset mallit rakennetaan tutkimaan tiettyjä teknologisen järjestelmän toiminnan näkökohtia, eli ne ovat luonteeltaan yksityisiä.

Useimmille teknisille prosesseille on niiden monimutkaisuuden vuoksi vaikeaa tai mahdotonta rakentaa yksittäinen yleistetty malli, joka kuvaa riittävästi niiden kulun kaikkia näkökohtia ja piirteitä. Siksi TP:tä mallinnettaessa käytetään hajoamisperiaatetta ja paikallisten ongelmien ratkaisemista, mikä mahdollistaa TP:n yksittäisten aspektien, ominaisuuksien erottamisen ja mallintamisen. Tämän lähestymistavan seurauksena TP näyttää olevan mallisarja, joka kuvaa sen yksittäisiä toimintamalleja ja on suunniteltu ratkaisemaan tiettyjä ongelmia. Tällainen näkemys seuraa luonnollisesti edellä kuvatusta järjestelmäanalyysistä. Teknologian hierarkia luo mallien hierarkian (TP-, TO-, TM-mallit), teknologioiden moniulotteisuus - erilaisia ​​malleja (fysikaalisten ja kemiallisten prosessien mallit, tekniikat, laitteet).

Esimerkki. Esimerkkinä mallien valikoimasta, harkitse sähkökemiallisen dimensiokäsittelyn (ECM) tekniikkaa. Sellaisen tekniikan tutkimuksessa ja kuvauksessa käytetyt mallit on esitetty kuvassa. 8.2.35.

Erityiset kognitiiviset mallit tässä tapauksessa sisältävät seuraavat:

kinemaattinen (kuvaus elektrodien keskinäisen liikkeen kinematiikasta);

hydraulinen (kuvaus nesteen liikkeestä kapeassa elektrodien välisessä kanavassa);

sähköinen (elektrodien välisen raon sähkökentän kuvaus);

lämpö (lämpötilakentän kuvaus);

sähkökemiallinen (kuvaus elektrodiprosesseista ja siirtoprosesseista sähkökemiallisessa järjestelmässä);

kemiallinen (kuvaus kokonaiselektrodiprosessin kemiallisista vaiheista, aineen kemialliset muutokset liuoksessa).

Teknisiin malleihin kuuluvat muotoilumalli (kuvaus anodin rajan liikkeestä sen pinnan sähkökemiallisen liukenemisen aikana), malli elektrodityökalusta ja joukko muita.

Riisi. 8.2.35. Mallityypit materiaalien sähkökemiallisen käsittelyn prosessien kuvaamiseen

Mallintaminen perustuu samankaltaisuusteorian perusajatuksiin, joiden mukaan ilmiöitä, prosesseja kutsutaan samankaltaisiksi, jos yhden niistä tutkiessa saatua tietoa voidaan laajentaa muihin. Tällaisille ilmiöille tarvitaan joidenkin prosessia karakterisoivien suureiden suhteiden pysyvyys tai tällaisten suureiden yhdistelmiä, joita kutsutaan samankaltaisuuskriteereiksi [taulukko. P1,2,3]. Joten esimerkiksi tutkittaessa nestemäisen väliaineen virtausta, Reynoldsin kriteeriä käytetään laajalti:

,

missä v- nesteen virtausnopeus, m/s; d- hydraulivirtauksen halkaisija, m; ν - väliaineen kinemaattinen viskositeetti, m 2 / s. Reynoldsin luku on dimensioton suure, jonka arvo määrittää nesteen liikkeen luonteen, virtausnopeuksien jakautumisen kanavaosuudella ja muut virtausparametrit.

Pääasiallinen (kolmas) samankaltaisuuslause sanoo, että ilmiöiden samankaltaisuuden kannalta on välttämätöntä ja riittävää, että niiden ainutlaatuisuusehdot ovat samanlaiset. Tämä tarkoittaa, että geometrinen samankaltaisuus, fysikaalisten vakioiden samankaltaisuus, alku- ja reunaehdot on otettava huomioon, ja samankaltaisuuskriteerit, jotka koostuvat ainutkertaisuusehtoihin sisältyvistä suureista, olisivat samat. Näin ollen kaikki tällaiset ilmiöt eroavat toisistaan ​​vain ominaissuureiden asteikoissa. Näin ollen, jos ilmiöt tai prosessit ovat samankaltaisia, niin joidenkin niistä tutkimuksessa saadut kuviot voidaan siirtää toisiin ja mallin tulokset voidaan laskea uudelleen mittakaavatekijät huomioiden.

Yhteenvetona sanotusta voidaan päätellä, että mallin päävaatimus on sen yhteensopivuus mallinnetun kohteen kanssa. Mallin vastaavuusastetta sen kuvaaman todellisen ilmiön kanssa kutsutaan mallin riittävyydeksi. Riittävyyden todistaminen on yksi tärkeimmistä vaiheista minkä tahansa mallin rakentamisessa. Riittävyyden kvantifioimiseksi käytetään käsitettä "mallin tarkkuus". Jokaiseen malliin on liitettävä tiedot sen tarkkuudesta, jotta simulaation tuloksia voidaan käyttää luotettavasti.

Determinististen arvojen tarkkuus määräytyy simulaatiotuloksen x* poikkeamana vastaavasta todellisesta arvosta x ja stokastisten mallien tarkkuus arvioidaan todennäköisyysominaisuuksilla.

Mallin riittävyyden varmistamiseksi sen rakennusvaiheessa suositellaan seuraavia sääntöjä:

valitse järkevä järjestys mallin rakentamiseen;

käyttää iteratiivista mallin rakentamisprosessia, eli sen kehittämiseen monivaiheista menettelyä, jossa arvioidaan välituloksia, analysoidaan niiden tarkkuutta ja korjataan edellisen vaiheen mallia;

jalostaa malleja saatavilla olevien kokeellisten tietojen perusteella;

malleja jalostetaan saatujen asiantuntija-arvioiden, kohteen toiminnan tulosten ja muiden lisätietojen perusteella.

Agroteollisen kompleksin teknisten prosessien monimutkaisuus, rakennusmalleissa merkittävien parametrien määrän kasvu, mallintamisen ehtojen tiukentuminen, näihin tarkoituksiin osoitettujen materiaaliresurssien rajoittaminen - kaikki nämä tekijät vaikeuttavat ja joissakin tapauksissa jättää aiheen mallinnus pois. Siksi TP:n matemaattinen mallintaminen nykyaikaisten tietokonetekniikoiden avulla tulee etualalle.

TP:n matemaattinen mallintaminen on tutkimus, joka suoritetaan ratkaisemalla TP:tä kuvaava matemaattinen suhdejärjestelmä, jossa on kolme vaihetta:

prosessin tai sen elementin matemaattisen kuvauksen laatiminen;

menetelmän valinta matemaattisen kuvauksen yhtälöjärjestelmän ratkaisemiseksi ja sen toteuttaminen algoritmin muodossa, ohjelma kvantitatiivisten arvojen tai suhteiden saamiseksi;

mallin vastaavuus alkuperäiseen.

Matemaattisia malleja konstruoitaessa todellista prosessia yksinkertaistetaan, skeemataan ja tuloksena oleva kaavio kuvataan sen monimutkaisuudesta riippuen jollakin matemaattisella laitteistolla. Tietyssä tapauksessa matemaattinen kuvaus esitetään algebrallisten, differentiaali-, integraaliyhtälöiden tai niiden yhdistelmänä.

Matemaattisen mallin analyysin kannalta on suositeltavaa erottaa sen kolme puolta:

semanttinen aspekti heijastaa mallinnetun kohteen fyysistä kuvausta;

analyyttinen puoli on yhtälöjärjestelmä, joka kuvaa käynnissä olevia prosesseja ja niiden välistä suhdetta;

laskennallinen - ratkaisumenetelmä ja algoritmi, joka on toteutettu ohjelmana jollakin ohjelmointikielellä.

Viime aikoina monimutkaisten järjestelmien, mukaan lukien teknologiset prosessit, tutkimiseen on käytetty yhä enemmän tietokonekokeeseen perustuvaa simulaatiomallinnusta. Matemaattisen mallin toteuttamiseksi rakennetaan mallinnusalgoritmi, joka toistaa järjestelmän toiminnan ajassa. Syöttötietoja muuttamalla saadaan tietoa prosessin tiloista tiettyinä ajankohtina, joiden mukaan kohteen ominaisuuksia arvioidaan. Simulaatiomallinnuksessa siis käsitellään malleja, joiden avulla ei voida laskea tai ennustaa tulosta etukäteen.

Esimerkki. Tarkastellaanpa esimerkkinä aiemmin kuvatun materiaalin sähkökemiallisen anodikäsittelyn simulointia (kuva 8.2.15, b). Tämä tekniikka on yleistynyt energia-alan tilallisesti monimutkaisten tuotteiden, kuten turbiinien ja kompressorien siipien, valmistuksessa. Teknologisesta näkökulmasta on välttämätöntä pystyä laskemaan aika t, joka tarvitaan metallikerroksen poistamiseen, jonka paksuus on z (konekäsittelyaika), tai metallikerroksen (allowance) arvo zп ajoissa poistetun t. Laskettujen riippuvuuksien saamiseksi käytämme tiettyä taso-parallel interelectrode gap (IEG) -mallia, jonka semanttinen puoli käy selvästi ilmi kuvasta 1. 8.2.36, a. Kuten voidaan nähdä, elektrodityökalu (EI) liikkuu eteenpäin nopeudella v ja anodin (A) pinnalle muodostuu kaavio paikallisista sähkökemiallisen liukenemisnopeuksista ve, elektrodien välinen rako täyttyy elektrolyytillä, ja elektrodien väliin syötetään jännite U.

Tehdään joitakin oletuksia mallin yksinkertaistamiseksi. Olkoon sähkökemiallinen liukenemisnopeus sama anodin pinnan kaikissa kohdissa ja olkoon elektrolyytin ominaisuudet samat kaikissa MEP:n kohdissa. Sitten prosessin kuvaamiseen voit käyttää Ohmin ja Faradayn lakeja:

jossa U on elektrodien jännite; i - virrantiheys; a - nykyinen elektrodien välinen rako; χ - elektrolyytin ominaissähkönjohtavuus; c on metallin sähkökemiallinen ekvivalentti; η on metallin liukenemisreaktion nykyinen tehokkuus; ρ on käsitellyn metallin tiheys.

Laskentakaaviosta seuraa, että da/dt = ve - vy, koska pinnan liukenemista kompensoi EE:n siirtyminen työkappaletta kohti. Tästä saamme differentiaaliyhtälön, joka kuvaa MEP:n muutosta ajan kuluessa:

(8.2.26)

alkuehdossa t = 0; a = a0.

Mallin analyysi yksinkertaistuu huomattavasti, jos otamme A = const. Tämä oletus pitää paikkansa monissa käytännössä tärkeissä ongelmissa. Tarkastellaan kahta tapausta, jotka on toteutettu useimmissa sähkökemiallisen muotoilun kaavioissa: vi= 0 (kiinteän EI:n tapaus) ja vii = const (EI:n liike vakionopeudella). Integroimalla yllä olevan differentiaaliyhtälön, saamme ensimmäiselle tapaukselle:

(8.2.27)

ja toiselle:

Muuntamalla saatuja lausekkeita on mahdollista saada ajan riippuvuus MEP:n arvosta.

Huolimatta ehdotetun mallin yksinkertaisuudesta, sitä käytetään menestyksekkäästi teknologisissa laskelmissa ja se kuvaa monissa tapauksissa hyvin kokeellista dataa.

Kuitenkin niissä tapauksissa, joissa elektrodien välisen raon pituuden suhde sen leveyteen
on riittävän suuri (todellisissa prosesseissa k saavuttaa arvot 200–1000), elektrolyytin ominaisuudet MEP:n pituudella muuttuvat voimakkaasti lämmön ja kaasun samanaikaisen vapautumisen vuoksi, ja yllä olevia oletuksia ei voida hyväksyä.

On tarpeen rakentaa malleja, jotka ottavat huomioon prosessiparametrien riippuvuuden hydraulisen reitin ja ajan koordinaateista.

Tällaisten riippuvuuksien saamiseksi käytetään laajasti fyysistä mallintamista. Kuvassa 8.2.36, b esittää pitkän mittaisen MEC:n fysikaalisen mallin, jonka avulla on mahdollista saada virrantiheyden, elektrolyytin lämpötilan, kaasupitoisuuden, elektrodien välisen väliaineen tehokkaan sähkönjohtavuuden, paikallisen metallinpoistonopeuden ja muiden parametrien jakaumat pitkin MEC-pituus suoralla kokeella.

Pumppu 1 pumppaa elektrolyyttiä eristelevyihin 4 sisäänrakennettujen tasojen yhdensuuntaisten elektrodien 2 ja 3 muodostaman hydraulisen reitin kautta. Elektrodien välisen raon arvon määrää vaihdettavan tiivisteen 5 paksuus ja se vaihtelee 0,2-2 mm:n sisällä. Elektrolyysitilan muuttuvat parametrit ovat: raon koko, elektrodin jännite, elektrolyytin tulopaine, sen koostumus, alkulämpötila, katodin syöttönopeus anodille, MEP-pituus, elektrodin materiaali. Kaasun kehittymistä ja elektrolyytin virtauksen nopeusprofiilia tutkittiin käyttämällä prosessin nopeaa filmausta, poikkileikkausanodia käytettiin paikallisten virrantiheyksien jakautumiseen MEC-pituudella, paine- ja lämpötilajakaumat rekisteröitiin painevenymäantureilla ja lämpöparit ja elektrodipotentiaalit MEC:n eri osissa mitattiin erityisillä antureilla. Metallinpoiston muutos kanavan pituudella mitattiin suorilla mittauksilla.

Analyysi osoittaa vastaavuuden olemassaolon esitetyn fyysisen mallin ja alkuperäisen välillä: havaitaan geometrinen, hydraulinen, sähköinen samankaltaisuus, fysikaalisten vakioiden samankaltaisuus, alku- ja reunaehdot. Siksi saadut kokeelliset tiedot mahdollistivat paitsi matemaattisen mallin jalostamisen, myös teknisten tulosten saamisen suoraan tuotanto-olosuhteissa käytettäväksi.

Riisi. 8.2.36. Kaavio matemaattisen mallin rakentamiseksi (a) ja asennukseen ECM-prosessin fyysistä mallintamista varten kapeassa pitkässä rakossa (b)

Näin ollen yllä oleva esimerkki osoittaa, että erityyppiset mallit täydentävät ja jalostavat toisiaan ja tuottavat yhteen luotettavaa tietoa käytännön käyttöä varten. Toistaiseksi on vaikea löytää sellaisia ​​alueita, joilla ei olisi kehitettyä laitteistoa pääprosessien matemaattiseen mallintamiseen.

Teknologisen prosessin automatisointi ja simulointi

olla taloudellinen;

on pieni massa;

tarjoavat helpon kuorman sovituksen.

Käytetyn tehoenergian tyypin mukaan käyttölaitteet erotetaan: sähköinen, pneumaattinen, hydraulinen, mekaaninen, sähkömekaaninen, yhdistetty.

Pneumaattiset käyttölaitteet käyttävät noin 0,4 MPa:n paineilman energiaa, joka saadaan konepajan pneumaattisesta verkosta ilmankäsittelylaitteen kautta.

1.2.1 Laitteen suunnittelun toimeksianto

Teknisten eritelmien vaiheessa määritellään optimaalinen rakenne- ja layoutratkaisu ja laaditaan teknisiä vaatimuksia laitteille:

nimi ja laajuus - laite ERE:n asentamiseksi painetulle piirilevylle;

kehittämisen perusta on CCP:n tehtävä;

laitteiden tarkoitus ja tarkoitus on nostaa teknologisen toiminnan mekanisointi- ja automatisointitasoa;

kehittämisen lähteet - kokemuksen käyttö teknisten laitteiden käyttöönotossa teollisuudessa;

tekniset vaatimukset:

liikkuvuusaskelten lukumäärä on vähintään 5;

suurin kantokyky, N 2,2;

staattinen voima laitteen työpisteessä, N, enintään 50;

aika epäonnistumiseen, h, vähintään 100;

absoluuttinen paikannusvirhe, mm +0,1;

liikenopeus maksimikuormalla, m/s: - vapaalla liikeradalla enintään 1; - suoraviivaisella liikeradalla enintään 0,5;

Manipulaattorilinkkien sijainnin kalibrointi.

Alemmalla ohjaustasolla ratkaistaan ​​tehtävät käsitellä annettuja liikkeitä manipulaattorilinkeillä, jotka muodostetaan ylemmällä tasolla. Ohjelmapaikat määritellään annetuilla parametreilla (nopeus, kiihtyvyys) digitaalisilla sähkömekaanisilla moduuleilla, jotka saattavat manipulaattorilinkit liikkeelle. Ohjausjärjestelmä koostuu seuraavista laitteista: keskusyksikön (MCP) moduuli; RAM; ROM; analoginen tulomoduuli (MAV), johon syötetään signaaleja karkean laskennallisen sijainnin potentiometrisistä antureista; sarjaliitäntämoduuli (SIM); tulo-lähtömoduuli (MVV); viestintämoduuli (MS).

Tiedonvaihto huipputason moduulien välillä tapahtuu järjestelmän runkoverkon avulla.

Alemmalla ohjaustasolla on:

Drive Processor Module (MPP);

Taajuusmuuttajan ohjausmoduulit (CMU).

MPP- ja MUP-moduulien lukumäärä vastaa manipulaattorilinkkien lukumäärää ja on 6. MPP on yhdistetty viestintämoduuliin järjestelmän valtateitä käyttäen. Manipulaattorilinkkien sähkömoottoreiden ohjaus tapahtuu tra(PWM), jotka ovat osa virtalähdettä (PSU). MCP perustuu K1801-mikroprosessoriin ja siinä on:

Yhden sirun prosessori;

Alkuperäinen ajorekisteri;

Järjestelmän RAM, jonka kapasiteetti on 3216 bittiä sanaa; järjestelmän ROM, jonka kapasiteetti on 2x16 bittiä sanaa;

Resident ROM, jonka kapasiteetti on 4x16 bittisiä sanoja;

Ohjelmoitava ajastin.

MCP:n nopeutta kuvaavat seuraavat tiedot:

Summaus rekisteriosoitusvälineillä - 2,0 µs;

Summaus keskinkertaisella rekisteriosoitusvälineellä - 5,0 μs;

Kiinteän pisteen kertolasku - 65 µs.

Käyttöpaneeli on suunniteltu suorittamaan PR:n päälle- ja poiskytkentätoiminnot, valitsemaan sen toimintatilat.

Paneelin pääelementit ovat:

AC-virtakytkin (NETWORK);

hätäpysäytyspainike (.hätäpysäytys). Verkkovirta katkeaa, kun painiketta painetaan. Painikkeen palautus alkuperäiseen asentoonsa tapahtuu kääntämällä sitä myötäpäivään;

ohjausjärjestelmän virtapainike (CK1);

ohjausjärjestelmän virrankatkaisupainike (CK0);

Aseman käynnistyspainike (DRIVE 1). Napin painallus
käyttöteho kytketään päälle, samalla kun moottoreiden sähkömagneettiset jarrut avataan;

Aseman virrankatkaisupainike (DRIVE 0);

Tilan valintakytkin. Siinä on kolme asentoa ROBOTTI, STOP, RESTART. ROBOT-tilassa järjestelmä toimii normaalisti. STOP-tilassa ohjelman suoritus pysähtyy kulkuvaiheen lopussa.

Kytkimen vaihtaminen ROBOTTItilaan saa ohjelman jatkamaan seuraavan vaiheen alkuun. RESTART-tilaa käytetään käynnistämään käyttäjäohjelman suorittaminen uudelleen ensimmäisestä vaiheesta alkaen;

Automaattinen käynnistyspainike (AUTO START). Painikkeen painaminen käynnistää järjestelmän niin, että robotti aloittaa ohjelman suorittamisen ilman näppäimistön komentoja. Painikkeen painaminen suoritetaan SC:n virran kytkemisen jälkeen. Tila aktivoituu, kun DRIVE 1 on kytketty päälle.

Käsiohjainta käytetään manipulaattorin sijoittamiseen opetuksen ja ohjelmoinnin aikana. Kaukosäätimessä on 5 toimintatilaa:

manipulaattorin ohjaus tietokoneelta (COMP);

manuaalinen ohjaus pääkoordinaattijärjestelmässä (WORLD);

vapausasteiden manuaalinen ohjaus (JOINT);

manuaalinen ohjaus työkalun koordinaattijärjestelmässä (TOOL );

Liikkumistoimenpiteiden ajojen poistaminen käytöstä (ILMAINEN).

Valittu tila tunnistetaan merkkivalosta.

Manipulaattorin liikenopeutta säädetään painikkeilla "SPEED", "+", "-". Painikkeita "CLOSE" ja "OPEN" käytetään manipulaattorin tartuntalaitteen puristamiseen ja puristamiseen.

Painike " S TER" käytetään pisteiden koordinaattien tallentamiseen asetettaessa liikerataa. "STOP"-painike, joka sijaitsee käsiohjauspaneelin päässä, on suunniteltu keskeyttämään ohjelman suorittaminen käyttölaitteiden voimalla. off. Käytetään liikkeen pysäyttämiseen normaalitilanteessa. "OFF"-painikkeella on samanlainen tarkoitus, samoin kuin "STOP." Erona on se, että manipulaattorin käyttölaitteiden virransyöttöä ei ole kytketty pois päältä.

Manipulaattorin nivelten siirtäminen manuaalisen ohjauspaneelin avulla tapahtuu kolmessa tilassa: JOINT , WORLD ja TOOL .

tilassa JOINT (valitaan vastaavalla ohjauspaneelin painikkeella), käyttäjä voi suoraan ohjata manipulaattorin yksittäisten linkkien liikettä. Tämä liike vastaa painikkeiden paria "-" ja "+" vastaavasti manipulaattorin kullekin linkille (eli pylväs, olkapää, kyynärpää ja kolme tarttumisliikettä).

tilassa WORLD itse asiassa kiinnittyy suhteessa pääkoordinaattijärjestelmään ja liikkuu tämän järjestelmän tiettyihin suuntiin (vastaavasti X, Y , Z ).

On huomioitava, että WORLD-tilassa työskentely voidaan suorittaa pienillä nopeuksilla, jotta vältytään robotin käsivarsitilan rajoilla joutumisesta. Huomioimme myös, että liike tapahtuu automaattisesti manipulaattorin kaikkien linkkien avulla samanaikaisesti.

LLP-tila L tarjoaa liikkeen aktiivisessa koordinaattijärjestelmässä.

12-bittinen viivailmaisin on suunniteltu näyttämään tietoja toimintatiloista ja virheistä:

-N OKIA AOH - lyhytaikainen näkyy käynnistyksen yhteydessä;

-ARM PWR OFF - manipulaattorin käyttölaitteet on kytketty pois päältä;

-MANUAALINEN TILA - saa ohjata robottia ohjauspaneelista;

SOMP MO D E - manipulaattoria ohjaa tietokone;

-L LIMIT S TOR - nivel siirretään ääriasentoon;

LLP CLOSE - määritetty piste on hyvin lähellä manipulaattoria;

LLP FAR - annettu piste on robotin työalueen ulkopuolella;

TEACH MOOE - TEACH-tila on aktivoitu, manipulaattori seuraa mielivaltaisia ​​lentoratoja;

-S TEACH MODE E - TEACH-S -tila on aktivoitu, manipulaattori liikkuu suorien lentoratojen jälkeen;

-ERROR - käsiohjaimen painikkeita painetaan samanaikaisesti, mikä tarkoittaa laitonta toimintaa jne.

3 REA:n tuotannon tekniikka ja automatisointi: Oppikirja yliopistoille / Toim. A.P. Dostanko.-M.: Radio ja viestintä, 2009.

4 Tietokoneen tuotantotekniikka - Dostanko A.P. ja muut: Oppikirja-Mn.: Higher School, 2004.

5 Tekniset laitteet sähköisten laskutusapuvälineiden tuotantoon: Navch. Posibnik / M.S. Makurin.-Kharkiv: HTURE, 1996.