MZYK

Wielkość rzeczywista, a wielkość żądana.
Pojęcia :Uchyb (odejście od wartości żądanej) i Obiekt
Przykład – sterowanie samochodem (kierownica, droga, samochód, zależność uchybu od sterowania).

Ograniczenia sterowania (dokładność, technologia)
Dynamika obiektu (wartość aktualna zależy od wartości wcześniejszych)
Obiekty których nie można zmienić w danej chwili, tylko po działaniu na nie przez pewien czasu.
Przykład – ogrzewanie szklarni, źrenica oka (przesłona)

Operatory całkowe i różniczkowe są liniowe

Rodzaje obiektów:
- statyczne i dynamiczne
- liniowe i nieliniowe
- sposób analizy:
ciągłe – czas jest funkcją, właściwości obiektu mierzone są stale
dyskretny – czas jest ciągiem, właściwości są mierzone w odstępach czasu

Klasyfikowanie sygnałów, cech (nie pamietam po co to, ale omawial )
Na przykładzie:

1. Rozróżnienie kobieta/mężczyzna na podstawie wzrostu (mezczyzni np. powyzej 180 zazwyczaj, kobiety ponizej)

2. 
   Znając rozkłady wsrod populacji i dobierając odpowiednia ceche możemy przydzielić osobe do jednej lub drugiej grupy z niewielkim błędem. Jeśli znamy dobrze rozkłady i dobierzemy odpowiednie cechy możemy stworzyć bardzo dobry algorytm przyporządkowania.

Uchyb i jego zmniejszanie

Strategie zmniejszania uchybu:

Przykład: W szklarni temperaturę powietrza zmienimy II sposobem, gdyż nie można tam pozwolić na duże wahania.

Wykład ( II )

Większość systemów badanych to systemy nieliniowe dynamiczne mierzone dyskretnie.

Pojęcie skoku jednostkowego.

Uchyb dla termometru:

przyrost długości słupa rtęci / uchyb temperatury = const.

Jeśli uchyb maleje, wolniej zmienia się wartość mierzona. Gdy uchyb osiągnie 0 to wartość rzeczywista będzie na widoczna na termometrze.

Podał wzór

y' (t) = c [ u (t) – y (t)]

gdzie c – stała obiektu

u (t) – wartość zadana

y (t) – wartość aktualna

Pojęcie Delty Diraca, nieskończenie duży impuls w nieskończenie krótkim czasie z którego całka wynosi 1 (wyprowadzał jeszcze jeden rysunek który dowodził tego).

Wniosek: Skok jednostkowy jest wynikiem całkowania delty Diraca.

Pojęcie odpowiedzi impulsowej systemu – odpowiedź systemu na impuls Diraca δ(t)

Pojęcie odpowiedzi skokowej systemu – odpowiedź na skok jednostkowy 1(t)

Analizując system, podajemy te sygnały i rejestrujemy wyjście.

Wzory na wyjście (chyba...) :o

Dla systemu ciągłego:

u(t – tau) we wzorze dotyczy historii wejścia.

Dla systemu dyskretnego:

Równanie liniowe różniczkowe przekształcamy w równanie zespolone, tam znika splot który jest bardzo skomplikowany matematycznie (splot → mnożenie).

x (t) → x (s)

sygnał wejściowy funkcja zespolona liczby zespolonej

Przy tym zabiegu korzystamy z transformaty Laplace'a, wynik później przekształcamy z powrotem do dziedziny rzeczywistej.

Pojęcie układu niestabilnego – bez sygnałów wejściowych nie wygasa.

HALAWY BRAK

MUCHA

IRb1400

IRb1400 jest przemysłowym robotem o konstrukcji antropomorficznej. Oznacza to, że jest to wielozadaniowa, programowalna maszyna manipulacyjna o wielu stopniach swobody.

Robota cechują:

-zdolność do dostosowania prędkości ruchu i dokładności pozycji do wymagań procesu

-sztywna i solidna konstrukcja

-długi czas bezawaryjnego użytkowania robota

-dużą strefę roboczą i daleki zasięg.

-udźwigiem do 5kg.

Robot IRb1400 jest robotem o sześciu stopniach swobody. Wszystkie przeguby są obrotowe (5 klasy). Poza manipulatorem, w skład urządzenia wchodzi jeszcze pulpit sterujący, szafa sterownicza, oraz stół o dwóch stopniach swobody. Robotem steruje się za pomocą dżojstika umieszczonego na pulpicie sterującym. Sekwencje ruchów robota można zaprogramować w języku RAPID

Pierdoły techniczne (w razie czego):

Robot IRb1400 waży 225 kg. I jest w stanie unieść ciężar do 5kg. Cechuje go spora prędkość obrotu osi która wynosi 110 stopni na sekundę dla osi pierwszej, drugiej i trzeciej, oraz 280 stopni na sekundę dla pozostałych. Jest w stanie zapamiętać jakąś pozycję, i wrócić do niej z dokładnością do 0,05mm.

KLASYFIKACJA CHWYTAKÓW

(Nie wiem czy to będzie, ale temat był do opracowania po laborce)

Chwytaki klasyfikujemy, biorąc pod uwagę:

-sposób chwytania obiektu

-budowę chwytaków

-różne parametry użytkowe

-system mocowania i sposób wymiany

-wszelkie wyposażenie dodatkowe.

Ze względu na realizowany sposób chwytania wyróżnia się chwytaki:

-siłowe, które działając siłą chwytają obiekt

-kształtowe, w których chwytak mając formę obiektu, otula,zamyka go w sobie.

Ze względu na zasadnicze różnice w budowie wyróżniono chwytaki:

-ze sztywnymi końcówkami chwytnymi

-ze sprężystymi końcówkami chwytnymi

-z elastycznymi końcówkami chwytnymi

-adhezyjne (podciśnieniowe, magnetyczne)

-specjalne urządzenia chwytające.

W zależności od sposobu przemieszczania się końcówek chwytnych pod wpływem siły wytworzonej przez mechanizm napędowy wyróżnia się ruch końcówek:

-nożycowy

-szczypcowy

-imadłowy

Podział chwytaków ze względu na parametry użytkowe:

-dysponowanej siły chwytu

-granicznych wymiarów chwytanego obiektu

-dopuszczalnych kształtów obiektu

-czasu uchwycenia obiektu manipulacji

Manewrowość (r)

n-liczba ogniw (nie przegubów)
i- klasa przegubów
pi - liczba przegubów i-tej klasy

Liczba ogniw to liczba przegubów +1

np. Jeśli mamy robot który ma 2 przeguby 4 klasy i 3 przeguby 5 klas, to:

n=2+3+1=6

r =6*(6-1)-(2*4+3*5)=30-23=7

I WYKŁAD

Mechanizacja polega na zastepowaniu w procesie produkcyjnym pracy fizycznej człowieka przez prace maszyn.

• Automatyzacja polega na zastepowaniu człowieka w sterowaniu

recznym urzadzeniami pracujacymi bez bezposredniego udziału człowieka.

• Robotyzacja – polega na automatyzacji pracy produkcyjnej, lub innych procesów za pomoca manipulatorów i robotów.

Para kinematyczna – dwa ogniwa połaczone przegubem (połaczeniem ruchomym)

Łancuch kinematyczny może w ogólnosci składac sie z 3odcinków:

•odcinek globalny – zapewnia lokomocje robota

•odcinek regionalny – zapewnia pozycjonowanie efektora

•odcinek lokalny – zapewnia orientacje efektora

Sposoby programowania pozycjonowania:

• Sterowanie punktowe PTP (point-to-point) (od punktu do punktu)

• Sterowanie wielopunktowe MP (multi-point) (prokgram aproksymuje ścieżkę)

• Sterowanie ciagłe CP (continous path) jeśli podczas programowania ustalona przez nas ścieżka ma pomiędzy punktem początkowym i końcowym w danej sekwencji, jakieś punkty pomocnicze, to program pomija je, aproksymując optymalną ścieżkę z punktu początkowego do końcowego

Sposoby programowania:

-ręczny (sekwencyjny)

-półautomatyczny (przez uczenie się)

-automatyczny- robot offline, a my piszemy w jakimś języku

Elastyczna Automatyzacja

-FMS -Flexible manufacturing system- Elastyczny system produkcyjny

Zintegrowane i sterowane komputerowo kompleksy automatycznych urządzeń transportowych i manipulacyjnych obrabiarek sterowanych numerycznie lub komputerowo, zdolne realizować produkcje szerokiego asortymentu detali przy czesto zmieniajacych sie wielkosciach serii.

Systemy te cechuje łatwosc przystosowania sie do zmian asortymentu, wysoka jakosc i wydajnosc procesu wytwarzania, niskie koszty magazynowania oraz terminowosc realizacji zamówienia.

-FAS-Flexible Assembly System- elastyczne systemy montażowe

Zautomatyzowana jednostka montaowa majaca moliwosc czestego i szybkiego dostosowywania sie

do zmian zapotrzebowania Składa sie z maszyn sterowanych numerycznie i/lub centrów

montau, automatycznych systemów transportu i magazynowania oraz wymiany narzedzi

Elastyczność systemu produkcyjnego:

Elastyczność: -maszyn

-asortymentu

-wielkości

-personelu

-montażu

3 poziomy elastyczności

• Poziom podstawowy (Basic)

Elastycznosc maszyn,

Elastycznosc w zarzadzaniu materiałami,

Elastycznosc operacji

• Poziom główny (System)

Elastycznosc ilosciowa,

Elastycznosc rozbudowy,

Elastycznosc marszruty,

Elastycznosc procesu,

Elastycznosc produktu.

• Poziom nadrzedny (Aggregate)

Elastycznosc sterowania,

Elastycznosc produkcji,

Elastycznosc w stosunku do rynku.

Elastyczność-właściwości:

• zdolnosc produkowania zrónicowanych czesci bez koniecznosci generalnego przezbrajania maszyn

• pozwala okreslic jak szybko przedsiebiorstwo moe przezbroic linie w celu produkcji nowego wyrobu

• zdolnosc do zmiany marszruty w celu modyfikacji produkowanych czesci

• zdolnosc do efektywnej produkcji wyrobu odpowiadajacego zapotrzebowaniu klientów,

• szeroka gama oferowanych produktów

• moliwosc szybkiej zmiany poziomu produkcji i wielkosci serii

WÓZKI AGV(takie poruszające się automatycznie)

-pojedyńczego załadunku (coś ładuje się na nie)

-holownicze (holują wózki)

-wózki widłowe

-Cart Vehicles (mogą pracować jako holownicze lub pojedynczego załadunku)

Planowanie ruchu:

-kontrola strefowa

-czujniki zewnętrzne

Nawigacja:

-pętla indukcyjna

W podłodze jest przewód, a antena wychwytuje jego pole magnetyczne

+Duża skuteczność, można stosować w środku i na zewnątrz

- Problemy ze zmianą trasy

-pętla magnetyczna

Do podłogi przyklejona zostaje taśma ferromagnetyczna, generująca pole magnetyczne

+ Prosta i tania instalacja oraz zmiana trasy

-duża podatność na uszkodzenia mechaniczne i zakłócenia

-nawigacja laserowa

Skaner laserowy umieszczony w górnej czesci wózka omiata pomieszczenie, w którym pracuje wózek z

czestotliwoscia od kilku do kilkunastu razy na sekunde. Na scianach i kolumnach umieszczone sa specjalne

odbłysniki. Pomiar kata odbicia i odległosci umożliwia pozycjonowanie i orientowanie wózka

+ Największa dokładność (1-2mm), może być w środku i na zewnątrz, łatwo modyfikowalna

- robot musi „widzieć” odbłyśniki

-metoda linii refleksyjnej

Na podłodze malujemy linie farbą refleksyjną. Robot śledzi ją za pomocą kamery

+ łatwo modyfikowalna trasa

- zawodna; czuła na ubrudzenia; tylko wewnątrz pomieszczeń

-metoda układu współrzędnych

Na podstawie zamontownych w podłodze punktów nadajnikowych układ sterowania wózka AGV kordynuje jego połoenie w przestrzeni.

+stosunkowo prosta w modyfikacji

- wymaga zastosowania skomplikowanego układu punktów w podłożu

-metoda żyroskopowa

Metoda wykorzystuje yroskop do detekcji zmian w kierunku jazdy wózka. W podłodze instalowane sa magnesy wykrywane przez odpowiednie czujniki. Magnesy daja pewnosc, e robot znajduje sie

we własciwym miejscu

+dosyć dokładna

-dosyć droga

-metoda ultradźwiękowa (sonary)

Sonary zbierają dane i oceniaja odległosc do przeszkod w okreslonym kierunku

+ brak konieczności używania dodatkowych znaczników

- skuteczna tylko w ciasnych przestrzeniach (np. pomiędzy regałami)

-nawigacja GPS

Metoda wykorzystujaca Globalny System Pozycjonowania. W celu wyeliminowania błedów stosuje sie pomiar rónicowy z wykorzystaniem stacji referencyjnej

+stosunkowo prosta do wdrożenia

- duża niedokładność, tylko na zewnątrz, konieczność budowy stacji referencyjnej.

Inne Roboty

-Roboty saperskie do rozbrajania niewybuchów (np. polski Inspector)

-roboty chirurgiczne (np. Da-Vinci)

Automatyczny Magazyn (KIVA SYSTEM)

Taki śmieszny magazyn, gdzie wszystkie półki mogą się przemieszczać na wózkach AGV.

Ludzi tylko zapisują na jakiej półce co się znajduje, a potem w komputerze lub na terminalach wpisują, jak zorganizować magazyn, albo jaki asortyment potrzebują, a najbliższy wolny wózek AGV podjeżdża pod odpowiednią półkę, i zawozi ją gdzie trzeba

PLC

Sterownik PLC (Programmable Logic Controller), jak sama nazwa wskazuje, jest to układ programowalny, którego program zapisany jest w pamięci i wykonywany jest cyklicznie.

Mocno rozbudowana wersja sterownika PLC często nazywana jest sterownikiem PAC, czyli programowalnym sterownikiem automatyki.

Głównym zadaniem sterownika jest praca cykliczna, w której sterownik realizuje pojedyncze zadania, w kolejności w jakiej zostały one zaprogramowane. Sterowniki te, zastąpiły zatem skomplikowane układy połączeniowe, w których odłączano ręcznie odpowiednie moduły logiczne. Użycie sterowników PLC wniosło więc większą przejrzystość układów, oraz pozwoliło w łatwy sposób sterować nimi zdalnie.

Programy można pisać w pięciu językach np. język drabinkowy (LD-Ladder Diagram-najpopularniejszy) jest językiem graficznym, gdzie pomiędzy dwoma szynami umieszczamy kolejne graficzne symbole umiejscowione na „szczeblach”.

Ważnym systemem jest SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Jest to system, który nadzoruje przebieg procesu technologicznego bądź produkcyjnego. Do jego najważniejszych zadań należą:

• zbieranie danych oraz ich wizualizację

• sterowanie procesem

• alarmowanie

• archiwizacja danych

System SCADA, jest systemem nadrzędnym względem sterowników PLC. Sterowniki PLC podłączone są do urządzeń wykonawczych, gdzie zbierają dane, oraz automatycznie używają algorytmów sterowania i regulacji. Dane trafiając do systemu są archiwizowane, i konwertowane do formy bardziej przyjaznej użytkownikowi. Operując systemem wizualizacyjnym SCADA możemy zadać generalne parametry procesu, lub też poprowadzić go w trybie ręcznym używając przyjaznego interfejsu graficznego.

Aby kontrolować proces, niezbędny jest komputer lub panel operatorski, jak np. HMI.

HMI jest panelem operatorskim, czyli zintegrowanym urządzeniem do komunikacji na drodze człowiek-maszyna. Możemy spotkać się zarówno z tekstowymi, jak i dotykowymi panelami, przy czym panele dotykowe mimo większej ceny, są znacznie bardziej intuicyjne i przyjazne w użyciu.

Kiedy nie chcemy za każdym razem wprawiać maszyny w ruch, możemy zasymulować włączenie/wyłączenie poszczególnych linii przez sterowniki za pomocą programu VIJEO. Ciekawym programem jest także Profice, który nie tylko pozwala pisać aplikacje do sterownika oraz panelu. Program ten pozwala także symulować sam panel, wyświetlając go w formie graficznej na ekranie.

W tym momencie warto wspomnieć co nieco o Simatic S7-200, który jest kompaktowym, nisko kosztowym sterownikiem PLC. Jego ciekawą funkcją jest możliwość dołączenia modułu, w którym można umieścić stronę internetową. A przy wykorzystaniu programu STEP7/MicroWin można takim sterownikiem zawiadywać poprzez sieć internetową.

Roboty mobilne:

Roboty mobilne dzielimy na:

- lądowe (posiadające odnóża, nogi lub gąsienice);

- pływające (np. za pomocą pątnika);

- latające (odrzutowe, ze śmigłem);

- kosmiczne;

Schemat kołowy działania robota:

PATRZ

(mikroczujnik)

Budowa robota:

- mikroprocesor;

- sensor;

- zasilanie;

- napęd;

- konstrukcje mechaniczne;

Czujniki dotyku:

- zderzaki;

- wąsy;

Dalmierze:

- czujniki podczerwieni;

- dalmierze laserowe;

- sonary;

Inne czujniki:

- czujniki światła (w tym koloru);

- kamery;

- mikrofon;

Mikroprocesor zawiera:

- CPU;

- pamięć;

- generator sygnału zegarowego;

- układy przerwań;

- porty;

- układy czasowo-licznikowe;

- przetworniki analogowo-cyfrowe;

- układy komunikacyjne;

Struktura układu sterowania:

- jednowarstwowa – wszystko w jednej pętli;

- wielowarstwowa – (architektura Brooksa) w oparciu o piramidę Maslowa;

Podejmowanie decyzji:

- automat skończony – wyróżnia się stany robota

- sztuczne sieci neuronowe;

- logika rozmyta (wynik znajduje się w przedziale, a przedziały są przyporządkowane działaniu);

- wiedza ekspercka;

P iramida robota walczącego:

Czujniki do badania stanu:

- czujniki badające prąd w napędach (zwłaszcza w przypadku robotów manipulacyjnych);

- enkodery inkrementalne (zmiana przyrostu kątowego) lub absolutne (zmiana położenia);

- inklinometry – badają odchylenie robota od pionu;

- akcelerometr (przyspieszenie liniowe), żyroskop (prędkość kątowa);

- GPS (pozycja, prędkość), kompas (orientacja robota);

- radiolokacja (gdy rozmieszczone są w otoczeniu nadajniki, a robot ma odbiornik);

- optolokacja (j.w., tylko światło podczerwone);

Systemy redundantne – dany parametr mierzony jest na dwa sposoby;

Wielokąt podparcia – związany z nogami. Im szerzej rozstawiony, tym wielokąt większy.

Układy dzielimy na:

- statyczny – w każdej fazie ruchu można zatrzymać proces;

- dynamiczny – wykorzystane są momenty pędu, moment bezwładności;

Rodzaje napędów:

- silnik;

- serwonapędy – regulują także prędkość kątową w zależności od położenia

silnik krokowy – powinniśmy wiedzieć, o jaki kąt się obraca...

Na koniec pytania z zeszłego roku:

1. Czy PID zawiera człon całkujący?

- TAK

2. Wzór na sygnał wejściowy regulatora:

- e=yzad-y

3. Jaki język jest najczęściej stosowany w programowaniu PLC?

- drabinkowy(LD - Ladder)

4. Robot ma 2 przeguby klasy 4 i 2 przeguby 5 klasy. Jaka jest jego manewrowość?

- r=6(5-1)-((2*4)+(2*5))=24-18=6

5. Najdokładniejsza metoda pozycjonowania wózków AGV?

- laserowa

6. Jaką funkcję uzyskujemy przy transformacji Laplace'a sygnału rzeczywistego

- c) funkcja zespolona zmiennej zespolonej

7. Robot IRB 1400: kartezjański, antropomorficzny, sferyczny

- antropomorficzny – OOO

8. Odpowiedź skokowa członu całkującego jest funkcją: malejącą, rosnącą stałą

- rosnącą

9. Czym jest uchyb w regulatorze: wejściem, wyjściem, wartością zadaną

- wejściem

10. Jak wykonywane są instrukcje w sterowniku PLC? krokowo, cyklicznie >10min, cyklicznie <100ms

-krokowo (cały proces cyklicznie, ale instrukcje krok po kroku)

11. Robot programowalny przez tzw. uczenie należy do robotów :

- 2 generacji

12 . Wczesne sterowniki PLC nie realizowały

przetwarzania sygnałów analogowych

13. który protokół nie jest protokołem przemysłowym

- b)UDP

14) Czy w układzie P, PI, PID możemy rozregulować nastawę czy coś przy pomocy regulatora

- tak

15) czy na podstawie znajomości odpowiedzi impulsowej możemy wyznaczyć model układu

- tak

W układzie dynamicznym z czasem ciągłym wyjście jest splotem:

- wejścia i charakterystyki impulsowej

Każdy obiekt linowy:

-spełnia zasade superpozycji