5987092912

ROK WYD. LXII • ZESZYT 10/2003

Następnie opracowano i uruchomiono model pozwalający na automatyczne sterowanie ruchem cylindra hydraulicznego na stanowisku badawczym.

Na rys. 10 pokazano przykładowy wynik weryfikacji modelu z badaniami na stanowisku badawczym.

W przedstawionej próbie tłoczysko badanego cylindra hydraulicznego wykonało ruch w cyklu automatycznego sterowania. Na rysunku przedstawiono zmierzone i uzyskane z modelu wartości ciśnienia po stronie beztłoczyskowej oraz przemieszczenie tłoczyska.

Rezultaty badań na stanowisku potwierdziły prawidłowość opracowanego modelu. Obecnie trwają dalsze prace nad budową modelu całej maszyny.

Profesor W. Grzesikiewicz z Wydziału SiMR PW opracował kompleksowy model matematyczny [10] koparki na podstawie zasad przetwarzania energii.

Prezentowany model ma postać matematycznych związków między współrzędnymi, za pomocą których opisuje się energetyczne procesy powstające podczas pracy koparki. Na tej podstawie opracowano numeryczne metody wyznaczania rozwiązania sformułowanych problemów matematycznych oraz opracowano komputerowy program umożliwiający symulację pracy. Wyniki pracy pokazano w monografii [17].

Algorytmy sterowania maszynami roboczymi

Istotną sprawą przy automatyzowaniu pracy maszyn jest właściwe przygotowanie algorytmów. Aby uzyskać sukces, trzeba zgromadzić kompletne bazy wiedzy dotyczące analizowanych problemów (modele funkcjonalne).

Zespół z IMRC PW i II PW przygotował i uruchomił złożone algorytmy sterowania automatyczną pracą koparki hydraulicznej i palownicy. Opracowana metodyka została omówiona w monografii [17]. Podano tam przykłady automatycznego układu pozycjonowania osprzętu i układu diagnostycznego.

Aby prowadzone badania nad automatyzacją pracy koparki mogły znaleźć zastosowanie w obiekcie rzeczywistym, realizacja algorytmu, według którego przebiega automatyzacja, musi być odniesiona do rzeczywistego cyklu pracy maszyny. Ogromne znaczenie ma tu dobór systemu sterowania, decydujący o czasie trwania obliczeń w sterowniku koparki. Z tych powodów podjęto próbę zbudowania regulatora

Rys. 11. Schemat interfejsu operatora

26

sterowania układem hydraulicznym koparki jednonaczyniowej przy zastosowaniu logiki rozmytej.

Wyniki zakończonych z sukcesem prac przedstawiano w licznych publikacjach [13,18-22].

Komunikacja człowiek - maszyna robocza

Komunikowanie się człowieka z systemem jest problemem szczególnej wagi, i to zarówno ze względu na ergonomię, jak i stosowane środki techniczne. W przypadku maszyny roboczej możemy mieć do czynienia z komunikacją operator - system na pokładzie maszyny oraz zdalną - z centrum dyspo-zycyjnego lub za pośrednictwem przenośnego modułu zdalnego. Zakres komunikacji zależy od stopnia zautomatyzowania maszyny. Jeżeli przyjmiemy, że operator stanowi w istocie nadrzędny system decyzyjny, to komunikacja z maszyną ma zapewnić odpowiedni poziom sprzężenia zwrotnego, ułatwiający rozstrzygnięcia. Owo sprzężenie zwrotne dokonuje się poprzez zmysły człowieka, a więc mamy praktycznie do dyspozycji oddziaływanie wizualne, dźwiękowe (w tym również głosowe) oraz mechaniczne (dotykowe).

Informacja wizualna ma największe znaczenie, ponieważ reakcja na nią jest najszybsza i najpełniejsza. Informacja dźwiękowa ma zdecydowanie mniejsze znaczenie i może być traktowana jako uzupełniająca (alarmowanie). Do przyszłości, chociaż chyba bliskiej, należy wydawanie poleceń głosem.

Niezwykle istotna jest zawartość i forma przekazywanej operatorowi informacji. System nie może zasypywać go wszystkimi danymi, którymi dysponuje. Konieczna jest więc selekcja informacji, przy czym powinna ona być oparta na dwóch kryteriach:

•    kontekst wykonywanych czynności, a więc przekazywanie tylko takich informacji, które mogą mieć bezpośredni wpływ na aktualnie wykonywane czynności, waga (znaczenie) informacji,

•    system musi umieć decydować, które wiadomości są ważne, a bez jakich danych operator może w danej sytuacji się obejść, przy czym operator może w dowolnej chwili zażądać takich albo innych danych będących w dyspozycji systemu.

W IMRC PW przygotowano takie systemy komunikacji oparte na koncepcji okien komputerowych. Ogólną strukturę komunikacji systemu z operatorem przedstawiono na rys. 11.

Komunikacja systemu z operatorem odbywa się za pośrednictwem terminalu LCD. Na jego ekranie wyświetlane są informacje numeryczne (wartości parametrów), tekstowe (komunikaty oraz opisy parametrów) i graficzne (słupkowe reprezentacje parametrów liczbowych, wykresy, piktogramy). Wydzielone pola ekranu pełnią również rolę przycisków umożliwiających wprowadzanie informacji (decyzyjnej - wybór sposobu działania systemu oraz wartości liczbowych).

Uzyskano dwa wdrożenia: na koparce hydraulicznej oraz palownicy. Przykładowy obraz graficzny z systemów wspomagania przedstawiono na rys. 12.

Otoczone ramką pola nie będące przyciskami i zawierające piktogramy pełnią rolę lampek - w stanie normalnym zawierają ciemne elementy na jasnym tle. Aktywna sygnalizacja polega na inwersji pola (jasne elementy na ciemnym tle) lub - w przypadku