plik


ÿþUkBad do automatycznej identyfikacji i selekcji elementów prostopadBo[ciennych 1. Wstp Urzdzenia pneumatyczne odgrywaj bardzo wa\n rol w budowie maszyn, zarówno w zastosowaniu do napdu jak i sterowania. Du\a liczba obecnie budowanych maszyn technologicznych ma mniej lub bardziej rozbudowane urzdzenia pneumatyczne, a w wielu z nich urzdzenia te stanowi najwa\niejsz ich cz[. Mimo gwaBtownego, w ostatnich latach rozwoju napdów i sterowaD elektrycznych napd pneumatyczny jest dalej bardzo czsto stosowany. Szerokie zastosowanie napdów i sterowaD pneumatycznych wynika z: " Batwo[ci uzyskania ruchów prostoliniowych o stosunkowo wysokich prdko[ciach ( od ok. 1 m/s dla rozwizaD typowych do 15 m/s dla wykonaD specjalnych) i wzgldnie du\ych siBach, " prostoty konstrukcji i niezawodno[ci pracy, " niskiego kosztu budowy ukBadu napdowego; " maBo skomplikowanych sposobów nastawiania prdko[ci, pozwalajcych uzyska w przypadku jednostek pneumatyczno-hydraulicznych stabilne prdko[ci rzdu kilku milimetrów na minut, Urzdzenia pneumatyczne znalazBy zastosowanie w maszynach technologicznych, przede wszystkim do napdu mechanizmów o ruchu prostoliniowym. Mechanizmy o ruchu obrotowym s rzadziej napdzane pneumatycznie, poniewa\ korzy[ci w porównaniu z napdem elektrycznym lub mechanicznym s tu znacznie mniejsze, chocia\ i w tych przypadkach coraz cz[ciej stosuje si napdy pneumatyczne. Na pewno napd pneumatyczny bdzie dalej stosowany przy mechanizacji i automatyzacji procesów technologicznych. Napd ten wydaje si niezastpiony w operacjach transportu i manipulacji szczególnie w przemy[le drzewnym, spo\ywczym i chemicznym. Poni\ej przedstawiono ukBad do automatycznej identyfikacji i selekcji elementów prostopadBo[ciennych, w którym pracuje 5 pneumatycznych siBowników wahliwych i 3 siBowniki liniowe podBczonych do wyj[ sterownika programowalnego, które speBniaj zadanie selekcji i 4 czujniki, dziki którym mo\liwa jest identyfikacja przedmiotu. Rys.1 UkBad pneumatyczny do automatycznej identyfikacji i selekcji elementów prostopadBo[ciennych P oje m n ik 2 SiBow n ik S iBow n ik SiBow n ik Z C D P oje m n ik 3 S iBow n ik B SiBow n ik S iBow n ik X Y U kBa d U kBa d P oje m n ik S iBow n ik tran sp ort z a opatrz e 1 A u jcy n ia Rys.2 Schemat blokowy ukBadu do automatycznej identyfikacji i selekcji elementów prostopadBo[ciennych Elementy wykonawcze  aktory SiBowniki pneumatyczne MinisiBowniki pneumatyczne dwustronnego dziaBania o standardowej konstrukcji sBu\ce jako elementy wykonawcze w ukBadach pneumatycznych. Uszczelnienia typu  U z kauczuku nitrylowo-butadienowego (NBR) zapewniaj dBugotrwaB bezawaryjno[ przy zasilaniu siBownika powietrzem smarowanym mgB olejow umo\liwiajc jednocze[nie prac w szerokim zakresie temperatur. Dane techniczne: Maksymalne ci[nienie pracy: 1.0MPa MateriaBy konstrukcyjne: pokrywy, tBok  stop aluminium, tBoczysko  stal wglowa, tuleja  stop aluminium Rys.3 MinisiBownik dwustronnego dziaBania firmy PREMA Rys.4 Schemat siBownika dwustronnego dziaBania Silniki i siBowniki obrotowo-wahliwe SiBownik obrotowo wahliwy umo\liwia przetworzenie energii spr\onego powietrza na ruch obrotowy. Napd wahadBowy jest stosowany do napdu zaworów procesowych, przez które przepBywaj ró\ne media. Dziki jego odpowiedniej konstrukcji i stopniowaniu momentu jest szczególnie odpowiedni do stosowania w ró\nych zadaniach procesowych. Napd wahadBowy typu DSR Napd jest realizowany przez obracajcy si tBok w postaci Bopatki. Kt obrotu jest regulowany. Przy pomocy napdu wahadBowego DSR siBa jest przenoszona przez tBok Bopatkowy bezpo[rednio na waBek napdu. Kt obrotu zawiera si w zakresie od 0 do 184° i jest dowolnie nastawialny. System nastawialnych zderzaków jest niezale\ny od tBoka Bopatkowego, wic siBy s przenoszone przez zderzaki staBe lub amortyzatory hydrauliczne. TBok Bopatkowy jest dodatkowo amortyzowany w poBo\eniach koDcowych przez pByty polimerowe. SiBa jest przenoszona bezpo[rednio bez \adnego luzu na waBek wyj[ciowy. UBatwiajca ustawianie skala ktowa znajduje si na pokrywie. Rys.5 Symbol napdu spotykany na schematach pneumatycznych Rys.6 Widok gBówny napdu wahadBowego Przyssawki pneumatyczne MateriaBy Perbunan (NBR) - niewielkie odciski chwytanej cz[ci Poliuretan (PUR) - du\a \ywotno[ - delikatne chwytanie dziki mikkiemu materiaBowi przyssawki Silikon (SI) - bardzo dobra odporno[ na wysokie temperatury Charakterystyka - Do elementów o gBadkich, polerowanych i nieprzepuszczalnych powierzchniach - Przyssawki z silikonu s dopuszczone do stosowania w przemy[le spo\ywczym - Przyssawki faBdowe ukBadaj do chwytanej powierzchni i mog chwyta przedmioty o zBo\onych ksztaBtach Rys.7 Widok gBówny przyssawki pneumatycznej Sensory Czujnik optyczny [wiatBowodowy Czujniki optyczne odbiciowe s wyposa\one w filtr polaryzacyjny, który zapewnia reakcj czujnika tylko na [wiatBo odbite od specjalnego elementu odblaskowego. S one projektowane na zasadzie dziaBania lustra pryzmatycznego. Wybór odpowiedniego elementu odblaskowego do danego zastosowania zale\y od \danego zakresu roboczego i mo\liwo[ci monta\u. Czujnik optyczny odbiciowy-zaporowy ([wiatBowodowy) ZwiatBowód Kable [wiatBowodowe mog by w postaci wizki z wBókna szklanego lub z tworzywa. Zadaniem [wiatBowodu jest prowadzenie wizki [wiatBa z jednego miejsca do drugiego nie tylko po linii prostej, ale równie\ po Bukach. Jest to mo\liwe do zrobienia dziki bardzo dobrym wewntrznym wBa[ciwo[ciom odbiciowym. CaBkowite odbicie wewntrzne wystpuje ilekro [wiatBo z materiaBu o du\ym refrakcyjnym indeksie pada na granic tego materiaBu i o[rodka o maBym refrakcyjnym indeksie przy kcie mniejszym ni\ maksymalny kt dla caBkowitego wewntrznego odbicia. ZwiatBowód skBada si z rdzenia (o du\ym indeksie refrakcji) i pBaszcza (o maBym indeksie refrakcji). ZwiatBo jest stale odbijane i prowadzone wewntrz rdzenia w wyniku odbicia wewntrznego. Kabel [wiatBowodowy jest wkBadany do urzdzenia i city w taki sposób, aby uzyska jak najmniejsze straty [wiatBa. Aby uzyska najwy\sz jako[ cicia, ka\dy otwór powinien by u\ywany tylko raz. Rys.8 Czujniki [wiatBowodowe pracujce w ukBadzie do automatycznej identyfikacji i selekcji elementów prostopadBo[ciennych Rezerwa dziaBania Rezerwa dziaBania jest warto[ci nadwy\ki energii promieniowania, która pada na powierzchni [wiatBoczuB i jest oszacowywana przez odbiornik [wiatBa. W wyniku zabrudzenia, zmian wspóBczynnika odbicia wykrywanych obiektów i starzenia si diody nadajnika, rezerwa dziaBania mo\e z biegiem czasu ulega redukcji do stopnia, przy którym niezawodne dziaBanie nie bdzie ju\ dalej mo\liwe. Niektóre czujniki s wyposa\one w drug diod LED (zielon), która [wieci, kiedy ok. 80% dostpnego zakresu roboczego czujnika jest wykorzystane. W innych czujnikach miga \óBta dioda LED, kiedy dostpna rezerwa dziaBania nie jest wystarczajca. To pozwala na czasow detekcj sytuacji, w których mo\e wystpi nieprawidBowe dziaBanie. Zasig Okre[lony zakres pracy jest maksymaln mo\liw odlegBo[ci midzy nadajnikiem i odbiornikiem (czujnik optyczny zaporowy). Aby uzyska maksimum trzeba ustawi potencjometr w poz. MAX i nale\y u\y okre[lonego elementu odblaskowego (czujnik odbiciowo-zaporowy). Rys.9 Czujnik [wiatBowodowy firmy FESTO Czujnik optyczny odbiciowy Metoda pomiarowa: " Czujnik optyczny zaporowy Czujniki optyczne zaporowe skBadaj si z dwóch urzdzeD, nadajnika i odbiornika. Du\e zakresy robocze zapewnione s poprzez oddzielny monta\ nadajnika i odbiornika. " Czujnik optyczny odbiciowy-zaporowy Czujnik optyczny odbiciowo-zaporowy skBada si z nadajnika i odbiornika w jednej obudowie. ZwiatBo odbijajc si od odblasku trafia z powrotem do odbiornika. Czujniki optyczne odbiciowe s wyposa\one w filtr polaryzacyjny, który zapewnia reakcj czujnika tylko na [wiatBo odbite od specjalnego elementu odblaskowego. Wybór odpowiedniego elementu odblaskowego do danego zastosowania zale\y od \danego zakresu roboczego i mo\liwo[ci monta\u. " Czujnik optyczny odbiciowy Czujniki odbiciowe rozproszeniowe reaguj na [wiatBo odbite od obiektu. Nie jest wymagany element odblaskowy. Dziki temu, \e jasne i ciemne obiekty pochBaniaj ró\ne ilo[ci [wiatBa, tego typu detekcja czsto powoduje problemy w krytycznych zastosowaniach. W tym przypadku stosuje si czujniki z wytBumieniem tBa. Zapewniaj one niezawodne dziaBanie niezale\nie od koloru i charakterystyki powierzchni wykrywanego obiektu. Rezerwa dziaBania Rezerwa dziaBania jest warto[ci nadwy\ki energii promieniowania, która pada na powierzchni [wiatBoczuB i jest oszacowywana przez odbiornik [wiatBa. W wyniku zabrudzenia, zmian wspóBczynnika odbicia wykrywanych obiektów i starzenia si diody nadajnika, rezerwa dziaBania mo\e z biegiem czasu ulega redukcji do stopnia, przy którym niezawodne dziaBanie nie bdzie ju\ dalej mo\liwe. Niektóre czujniki s wyposa\one w drug diod LED (zielon), która [wieci kiedy ok. 80% dostpnego zakresu roboczego czujnika jest wykorzystane. W innych czujnikach miga \óBta dioda LED lub [wieci dodatkowa czerwona dioda LED, kiedy dostpna rezerwa dziaBania nie jest wystarczajca. To pozwala na czasow detekcj sytuacji, w których mo\e wystpi nieprawidBowe dziaBanie. Zasig Okre[lony zakres pracy jest maksymaln mo\liw odlegBo[ci midzy nadajnikiem i odbiornikiem (czujnik optyczny zaporowy). Aby uzyska maksimum trzeba ustawi potencjometr w poz. MAX i nale\y u\y okre[lonego elementu odblaskowego (czujnik odbiciowo-zaporowy). Je\eli w kartach katalogowych nie podano inaczej, wówczas zakresy robocze czujników odbiciowych s okre[lone przy u\yciu szarych kart Kodak (90% szaro[ci), które s materiaBem odniesienia. Elementy odblaskowe Czujniki optyczne odbiciowe s wyposa\one w filtr polaryzacyjny, który zapewnia reakcj czujnika tylko na [wiatBo odbite od specjalnego elementu odblaskowego. S one projektowane na zasadzie dziaBania lustra pryzmatycznego. Wybór odpowiedniego elementu odblaskowego do danego zastosowania zale\y od \danego zakresu roboczego i mo\liwo[ci monta\u. Czujniki optoelektroniczne nie powinny oddziaBywa wzajemnie jeden na drugi. Dlatego nale\y przestrzega minimalnego odstpu midzy nimi. Odstp jest generalnie zale\ny od ustawionej czuBo[ci czujnika. Dla czujników ze [wiatBowodem odstp jest zale\ny od typu [wiatBowodu. Rys.10 Czujnik optyczny odbiciowy firmy FESTO WyBcznik zbli\eniowy Czujniki indukcyjne s nadajnikami sygnaBu, które bezdotykowo wykrywaj przemieszczenia elementów roboczych w maszynach obróbczych i produkcyjnych, robotach przemysBowych, liniach produkcyjnych itd. i przetwarzaj je na sygnaB elektryczny. Czujnik generuje sygnaB elektryczny po zbli\eniu si metalowego obiektu do aktywnej powierzchni (niebieskie czoBo) czujnika indukcyjnego w obrbie okre[lonej odlegBo[ci przeBczania. Czujniki indukcyjne wykrywaj wszystkie obiekty bdce przewodnikami elektrycznymi, które przechodz przez lub pozostaj w obrbie ich pola magnetycznego o du\ej czstotliwo[ci bez wchodzenia w kontakt mechaniczny z czujnikiem. Czujniki indukcyjne dziaBaj bezdotykowo i nie wywieraj \adnej siBy mechanicznej na wykrywane obiekty. Czujniki indukcyjne nie potrzebuj \adnych elementów odczytujcych. Czujniki indukcyjne nie wymagaj \adnych dotykowych mechanizmów wykrywania jak rolki, popychacze, dzwignie, które s u\ywane przy kraDcówkach mechanicznych. Czujniki indukcyjne dziaBaj bezdotykowo, przeBczenie nastpuje w sposób elektroniczny. Rys.11 Widok czujnika zbli\eniowego Charakterystyka - odczyt bez kontaktu mechanicznego zapewnia du\ \ywotno[ - brak awarii spowodowanych zabrudzeniem lub zgrzaniem styków - nie wystpuje efekt odbicia styków i generowania bBdnych impulsów - wysoka czstotliwo[ przeBczania do 3000 Hz - niewra\liwo[ na wstrzsy - dowolna pozycja monta\u - \óBta dioda LED jako wskaznik stanu - czujnik caBkowicie obudowany, o wysokim stopniu ochrony IP 65 Programowalne sterowniki logiczne Sterowniki PLC (Programmable Logic Controllers) s ukBadami elektronicznymi, zbudowanymi w oparciu o mikroprocesor, wykonujcymi swoje funkcje zgodnie z programem zawartym w ich pamici. Generalnie wikszo[ sterowników PLC charakteryzuje si budow moduBow (np. Simatic S5, Simatic S7, GE Fanuc), nieliczne za[ s tzw. sterownikami kompaktowymi (np. Festo Beck). Sterowniki moduBowe posiadaj mo\liwo[ przebudowy sprztowej (dodanie odpowiednich moduBów: zasilacza, jednostki centralnej, wej[ lub wyj[), przez co mo\na lepiej dopasowa ich mo\liwo[ci do potrzeb sterowanego procesu technologicznego. Sterowniki kompaktowe za[ nie posiadaj takiej mo\liwo[ci i mog by wykorzystywane jedynie pod warunkiem istnienia zgodno[ci pomidzy istniejc liczb wej[/wyj[ sterownika, a potrzebami wynikajcymi ze sterowania procesem. Rys.12 Schemat blokowy sterownika Ze wzgldu na moduBow struktur budowy sterownika PLC oraz Batwo[ zmiany jego programu pracy istnieje szerokie pole zastosowaD ukBadów PLC w rozmaitych i ró\nicych si od siebie ukBadach automatyki przemysBowej. Krokiem poprzedzajcym stosowanie ukBadów PLC byBo tworzenie ukBadów logicznych, bazujcych na stykowych przekaznikach elektromechanicznych oraz ukBadach pneumatycznych. UkBady takie posiadaj jednak wady, których pozbawione s sterowniki. Do wad tych nale\: utlenianie si styków, du\y pobór energii, dBugi czas zadziaBania, zapotrzebowanie na du\ ilo[ miejsca, skomplikowany i pracochBonny sposób tworzenia ukBadów. W cigu ostatnich kilkunastu lat nastpiB gwaBtowny rozwój ukBadów PLC i elementów oprogramowania, sBu\cego do ich programowania oraz wizualizacji parametrów procesów przemysBowych. StaBo si tak gBównie z powodu uniwersalno[ci sterowników i mo\liwo[ci szybkiego ich przeprogramowania w celu dostosowania do nowych warunków pracy, bez potrzeby zmian sprztowych. Mo\liwa jest przez to bezpo[rednia i szybka reakcja na nieoczekiwane zmiany warunków panujcych na liniach przemysBowych (sytuacje awaryjne) lub te\ szybkie dostosowanie linii do nowego typu produkcji. Ponadto gBówne przyczyny wzrostu popularno[ci stosowania sterowników PLC to: -jednolity system u\ywanych w oprogramowaniu sterowników PLC schematów, drabinkowych i jego podobieDstwo do stosowanych wcze[niej schematów stykowo- przekaznikowych, -zwikszenie niezawodno[ci komputerów tzw. przemysBowych, przez co mog dziaBa w zanieczyszczonym i agresywnym [rodowisku warsztatowym, -wprowadzenie programowej kontroli obwodów wej[ciowych i wyj[ciowych i wielu innych mo\liwo[ci diagnostyki systemowej i obiektowej, -zaprojektowanie specjalnego zbioru instrukcji uwzgldniajcych warunki przemysBowe, w których przebiega sterowany proces, -umo\liwienie realizacji komunikowania si ze strukturami przemysBowymi i ich systemem sterowania (panele operatorskie, wy[wietlacze, komputery osobiste inne urzdzenia typu HMI - Human Machine Interface) w celu wzajemnego komunikowania si operatorów procesów technologicznych z ich systemami sterowania. Sterowniki programowalne PLC s w istocie specjalizowanymi komputerami przemysBowymi. Maj one zaaplikowany system operacyjny czasu rzeczywistego, który umo\liwia wykonywanie nastpujcych zadaD: 1) próbkowanie sygnaBów pochodzcych z urzdzeD sterowanych za po[rednictwem odpowiednich moduBów wej[ciowych analogowych i dyskretnych czujników oraz urzdzeD pomiarowych, 2) odbieranie i transmitowanie danych za pomoc moduBów i Bcz komunikacyjnych, 3) uruchamianie oraz wykonywanie aplikacji na podstawie parametrów przyjtych lub uzyskanych ze sterowanego procesu lub maszyny, 4) wysyBanie sygnaBów sterujcych, bdcych wynikami obliczeD tych aplikacji i przekazywanie ich, poprzez moduBy wyj[ciowe, do elementów i urzdzeD wykonawczych (aktorów), 5) realizacja funkcji diagnostyki programowej i sprztowej. Warto[ci pomiarów (lub stany innych sygnaBów sterujcych) s wej[ciami sterownika za[ zmienne, obliczone wedBug algorytmu wpisanego do pamici procesora, stanowi wyj[cia sterownika lub znaczniki wewntrzne. Sterowniki PLC projektowano przyjmujc nastpujce zaBo\enia: 1) Batwo[ programowania i przeprogramowania - odpowiednio do istniejcych i wykazujcych du\ tendencj do zmiany warunków przemysBowych, 2) Batwo[ i prostota utrzymania sprawno[ci sterownika PLC w produkcji  dziki budowie moduBowej istnieje mo\liwo[ przeprowadzania napraw przez wymian instalowanych w sterowniku standardowych moduBów sprztowych (zasilacz, jednostka centralna, moduBy wej[ i wyj[), 3) wysokiej niezawodno[ci - w trudnych warunkach przemysBowych sterowniki nara\one s na cigBe, bezpo[rednie oddziaBywanie: agresywnych chemicznie atmosfer (opary kwasów, zasad lub innych zwizków chemicznych, gazów itp.), zapylenia oraz zakBóceD elektromagnetycznych (silne pola elektromagnetyczne spowodowane np. blisko[ci agregatów prdotwórczych bdz spawalniczych); speBnienie wysokiej niezawodno[ci próbuje si osign z jednoczesnym zmniejszeniem gabarytów samego sterownika, co ma uBatwi jego instalowanie w szafach ukBadów sterowania procesem technologicznym separujcych sterownik od otoczenia, 4) niskich kosztów instalacji, porównywalnych ze stosowanymi dawniej panelami przekaznikowymi i standardowymi szafami sterowniczymi. POLITECHNIKA POZNACSKA LABORATORIUM WPROWADZENIE DO MECHATRONIKI Nr wiczenia: Data wykonania Data oddania Ocena: wiczenia: sprawozdania: TytuB / tre[ wiczenia: UKAAD DO AUTOMATYCZNEJ IDENTYFIKACJI I SELEKCJI ELEMENTÓW PROSTOPADAOZCIENNYCH Wykonawcy: Grupa: Semestr:

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
F 15 Układ do pomiaru czasów przełączania diody
układ do diagnostyki
2003 12 Transofon układ do zmiany wysokości dźwięku
stanowisko kosciola do przyjmowania komuni  07 2002r
Porównanie miłości romantycznej, literackiej do wzorca miłości współczesnej konspekt
Organizowanie stanowiska pracy do obsługi urządzeń elektrycznych i elektronicznych w pojazdach samoc
Ustawienia GPS do Automapy
transofon układ do zmiany wysokości dźwięku
Układ do odstraszania dokuczliwych owadów
Stanowisko RM do druku nr3426
Układ regulacji automatycznej 2
motoiler urzadzenie do automatycznego oliwienia lancuchow motorowerow i motocykli

więcej podobnych podstron