Разработка модернизированной системы управления промышленным роботом «циклон-3б»

Объект исследования: промышленный робот Циклон-3Б

Результаты, полученные лично автором: разработана новая система управления циклового типа и изготовлены печатные платы для ее реализации.

Промышленный робот Циклон-3Б является роботом с пневматическим приводом. Управление пневмоцилиндрами осуществляется дискретно, то есть либо шток вытянут, либо нет. Управление подачей воздуха осуществляется с помощью пневмораспределителей.

Для улучшения системы управления предлагается параллельно штатной использовать систему управления на базе микроконтроллера, подключаемого к персональному компьютеру. Недостатком имеющейся системы управления является то, что для переналадки промышленного робота, то есть применение другого цикла работы, необходимо заново набирать программу на кнопочной панели. При использовании персонального компьютера, программу можно хранить на нем и запускать нужную по мере необходимости, а также возможность создания удобного программного обеспечения для ввода программ команд робота.

Для того, чтобы с персонального компьютера было возможно управлять электромагнитными реле, необходимо промежуточное цифровое устройство, им является микроконтроллер ATmega8. Современные микроконтроллеры, имеют малые размеры, а их функциональность велика. Многие из них имеют энергонезависимую память, благодаря которой цикловую программу робота или несколько различных программ можно записать в память и выполнять на роботе без использования компьютера. Структурная схема разработанной системы управления приведена на рис. 1.

Для упрощения процесса проектирования печатной платы, было решено разделить управляющую и силовую схемы и выполнить их на отдельных платах. На управляющей плате (рис.2) располагается микроконтроллер ATmega8, LCD-дисплей и необходимые элементы: резисторы, конденсаторы. На силовой плате располагаются сдвиговые регистры, с помощью которых достигается увеличение количества дискретных выходов, микросхема усилитель и электромагнитные реле. Использование электромагнитных реле позволяет реализовать гальваническую развязку между сильноточными цепями промышленного робота и слаботочной системы управления.

Рис. 1. Структурная схема модернизированной системы управления

Рис. 2. Основная плата управления

Плата управления подключается к персональному компьютеру через конвертер USB-UART, а в системе устройство определяется как виртуальный COM-порт. В программном обеспечении будет возможно выбирать команду для робота: «правая рука вперед» или «сжать левую кисть», задавать задержку между командами, сохранять программу и передавать команды на промышленного робота, тем самым осуществлять его управление.

Материал поступил в редколлегию 20.04.17

УДК 004.65

Савиночкина Ю. А

Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., Степошина С.В.

savinochkina.yuliya@mail.ru

Разработка автоматизированной системы сбора данных о студентах

Объект исследования: автоматизированная система данных о студентах в директорате.

Результаты, полученные лично автором: спроектирована и разработана автоматизированная система для хранения, просмотра, редактирования и сбора данных о студентах.

В настоящее время для учета и сбора данных о студентах в пределах директората учебно-научного технологического института (УНТИ) Брянского государственного технического университета (БГТУ) используется не совершенное программное обеспечение, не позволяющее хранить, просматривать или редактировать всю необходимую информацию о студентах. Таким образом встала задача разработки автоматизированной системы сбора данных о студентах, которая будет лишена недостатков текущего ПО и будет удовлетворять всем требованиям и пожеланиям директората.

Автоматизированную систему сбора данных можно разделить на две части:

• база данных (БД), в которой непосредственно хранится информация о студентах;

• прикладная программа для удобного просмотра, редактирования и добавлении информации о студентах.

Для создания базы данных использовалась система управления базами данных (СУБД) от компании Microsoft – Microsoft SQL Server и программа SQL Server Management Studio (SSMS). SSMS - это интегрированная среда для доступа, настройки, администрирования и разработки всех компонентов SQL Server, а также управления ими. Среда SSMS сочетает в себе обширный набор графических инструментов с рядом отличных редакторов скриптов, обеспечивая разработчикам и администраторам любой квалификации доступ к SQL Server. Набор необходимых таблиц, их полей, а также схема связей между таблицами базы данных представлена на Рис. 1.

Прикладная программа написана на языке программирования C++ в интегрированной среде разработки Borland C++ Builder. C++ Builder содержит необходимые компоненты для быстрого старта работы с базами данных. Большинство этих компонентов, для их включения в программу, достаточно просто перетащить на форму и настроить их свойства.

Рис. 1. Схема связей

Такой подход является несомненным достоинством в работе программиста, так как это облегчает его труд и не требует написания сложного кода. Так, например, подключение к существующей базе данных производится абсолютно без написания кода, лишь с редактированием свойств соответствующего элемента. Внешний вид личной карточки студента, заполненной с помощью разработанного ПО, представлен на Рис. 2.

Рис. 2. Вид личной карточки студента

Полученная прикладная программа обеспечивает удобный интерфейс для взаимодействия с базой данных, позволяет быстро просматривать, редактировать или добавлять информацию о студентах.

Материал поступил в редколлегию 30.04.2017

УДК 004.51

А.В. Степанов

Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., В.П. Матлахов

stepanov.av@bk.ru

РАЗРАБОТКА СТЕНДА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ, ТЕМПЕРАТУРЫ,

ДАВЛЕНИЯ И РАСХОДА В КОНТРОЛЬНЫХ ЕМКОСТЯХ

В УСЛОВИЯХ «УЧЕБНОГО ЦЕНТРА

«БГТУ – АО «ТРАНСНЕФТЬ-ДРУЖБА»

Объект исследования: процесс перекачки нефтепродуктов, их хранение и транспортировка.

Результаты, полученные лично автором: разработан учебный стенд, позволяющий изучать датчики контроля уровня, давления и температуры, применяемые на объектах нефтегазовой отрасли.

В настоящее время имеется широкий спектр задач и вопросов, связанных с измерением уровня светлых нефтепродуктов. Контроль уровня может быть как частью технологических процессов перегонки сырьевой нефти в конечный продукт на нефтеперерабатывающих комплексах, так и неотъемлемой частью процессов коммерческого учета на нефтехранилищах, АЗС и им подобных.

Измерение уровня светлых нефтепродуктов неспроста выделяется в отдельный раздел из общего направления, занимающегося вопросами контроля уровня жидких сред. Причин тому несколько:

• Низкая диэлектрическая проницаемость светлых нефтепродуктов (порядка 1,7 — 2,5), накладывающая определенные ограничения на использование некоторых типов датчиков (например, емкостных);

• Необходимая высокая точность измерения, обусловленная учетно-коммерческим подтекстом.

Так же помимо непосредственного контроля уровня необходимо так же производить контроль давления и температуры, как для косвенного подтверждения правдоподобности измерений других датчиков, так и для обеспечения безопасности технологических процессов, связанных с хранением и транспортировкой нефти и нефтепродуктов. Известно, что не все типы датчиков могут удовлетворить предъявленным требованиям.

В состав учебного стенда входят следующие датчики:

• Датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М. В датчиках измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости.

• Датчик уровня ультразвуковой ДУУ6. В датчиках измеряются интервалы времени от момента формирования импульса тока в катушке до момента приема импульса упругой деформации от поплавка. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня контролируемой среды.

• Датчик температуры многоточечный ДТМ2. Измерение температуры продукта выполняется цифровыми интегральными термометрами фирмы Maxim Integrated Products, Inc. установленными на чувствительном элементе с шагом 0.25м.

• Сигнализатор уровня СУР-8. Измерение времени, прошедшего с момента формирования импульса тока до момента приема сигнала от пьезодатчика, позволяет вычислить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости, и сравнить его с двумя программируемыми уставками срабатывания прибора.

В связи с требованиями безопасности и нецелесообразностью использованию реальных нефтепродуктов в стенде они были заменены водой. Наполнение контрольных емкостей обеспечивается циркуляционными насосами, перекачивающими жидкость из встроенного в стенд бака с водой.

Так же стенд реализует два варианта работы: ручной и автоматический режимы управления и индикации. При ручном управлении каждый насос управляется со своей отдельной кнопки, а индикация работы происходит за счет индикаторных ламп, установленных на каждый канал управления. В режиме автоматического управления сигналы с датчиков собираются в контроллер ГАММА-8МА, и передаются далее по протоколу Modbus на программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК 160. ПЛК обеспечивает отработку заранее запрограммированного алгоритма перекачки жидкости, так же обеспечивает отображение информации с датчиков на сенсорной панели оператора СП270, так же включенную в сеть по протоколу Modbus.

Материал поступил в редколлегию 13.04.2017

УДК 004.35

А.В. Степанов, К.А. Литвинчев

Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., В.П. Матлахов

stepanov.av@bk.ru, kostya032@yahoo.com