Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Wspierające systemy sterowania w przedsiębiorstwach – wykresy aktywności czujników

-- środa, 11 październik 2017

Aby dokumentować prędkości obiektów w punktach przejściowych linii produkcyjnej, projektanci nie korzystają z przebiegów czasowych, lecz bazują na wykresach aktywności czujników. Zapewniają one precyzyjną informację o ruchu obiektu w konkretnym punkcie. Składają się z szeregu pasków, reprezentujących długość sekcji/obszarów aktywności urządzeń wykonawczych lub dystans, jaki obiekt pokonuje, nie uruchamiając czujnika.

Projekty maszyn wykorzystywanych w przemyśle często zawierają wykresy – sekwencje zadziałania na każdej ze stacji. W ten sposób projektanci urządzeń starają się przekazać informacje projektowe inżynierom odpowiedzialnym później w trakcie implementacji za finalny projekt systemu sterowania. Dołącza się też rysunki projektowe, które pokazują dopuszczalne przesunięcia umiejscowienia czujników względem osi stacji.

Większość projektów nie zawiera jednak dostatecznej ilości informacji dotyczących tego, jak projektanci systemów sterowania używają czujników w stosunku do położenia obiektów, aby na podstawie sygnałów z czujników wyzwalać kolejne zadania. Projektanci z obszaru mechaniki i maszyn wykorzystują wykresy sekwencji, aby pokazać czas w sekundach przeznaczony na ruch obiektu pomiędzy stacjami w procesie lub na wejście do konkretnej stacji. Sekwencja taka jednak nie zawiera takich zmiennych, jak prędkość poruszania się obiektu, jego przyspieszenie, opóźnienie – lub innych wartości wykrywanych przez czujniki przemieszczenia.

Aby udokumentować prędkość przejścia obiektu przez punkty w stacjach, projektanci nie korzystają z przebiegów czasowych, lecz bazują na wykresach aktywności czujników. Zapewniają one precyzyjne informacje projektantom systemów sterowania – wykres zadziałania składa się z pasków reprezentujących długość obszarów aktywności urządzeń wykonawczych lub dystans, jaki pokonuje obiekt, nie uruchamiając czujnika. Długość każdego paska nie reprezentuje jednak prędkości poruszania się obiektu w czasie – kombinacja pasków określa natomiast sekwencje aktywacji i dezaktywacji stosowanych czujników.

Poniższe definicje opisują dwa typy pasków, jakie znajdziemy w wykresach zadziałania:

-> pasek aktywacji czujnika – reprezentuje fizyczną aktywację czujnika, rysunek na wykresie zadziałania czujnika;

-> pasek dezaktywacji czujnika – oznacza, że żaden czujnik stacji nie jest aktywny, gdy element wykonawczy obiektu znajduje się między czujnikami.

Na rys. 2 pokazano, jak projektanci czy konstruktorzy maszyn mogą tworzyć wykresy zadziałania czujników za pomocą pasków. Warto zwrócić uwagę, jak dla każdej z trzech niezależnie kontrolowanych stacji zastosowano sterowanie czujnikami i wykrywanie długiego zadziałania. Moduły wykonawcze niejako zmuszają aplikacje sterujące do tworzenia dużych luk pomiędzy poruszającymi się na linii obiektami. Na rysunku widzimy trzy czujniki przypisane do każdej niezależnie kontrolowanej stacji – diagram zadziałania pokazuje pozycje „zwolnij”, „stop” oraz „wyjście” dla każdej z nich. Czujniki na pozycjach „zwolnij” oraz „stop” wykrywają elementy modułu wykonawczego na obu końcach nośnika z obiektem, aby potwierdzić, że obiekt znajduje się na prawidłowej pozycji w stacji.

Praca ramienia robota na stacji rozpoczyna się w momencie, gdy nośnik z obiektem zatrzymuje się, a oba czujniki wykrywają końce modułu wykonawczego. Pozycja „zwolnij” daje sygnał aplikacji sterującej, że trzeba zwolnić nośnik z obiektem, zmierzający w kierunki pozycji „stop”. Kiedy sensor pozycji „stop” w każdej stacji wykrywa początek modułu wykonawczego nośnika, przesyła sygnał do całkowitego zatrzymania. Ostatecznie pozycja „wyjście” w każdej ze stacji wykrywa obiekt, kiedy ten opuszcza stację i jest kierowany do kolejnej. Obiekt może zostać przesunięty do następnej stacji tylko wówczas, gdy nośnik z przodu już ją opuścił (jego moduł wykonawczy nie jest już wykrywany przez czujnik wyjścia).

Sekwencja operacji dla trzech stacji, pokazana na rys. 1 jest taka sama. Dla każdej stacji powtarza się ten sam ciąg zdarzeń – obiekt z dużą prędkością wchodzi do stacji i aktywuje czujnik „zwolnij”, po czym natychmiast zwalnia i z odpowiednią prędkością porusza się aż do aktywowania czujnika „stop”. Po zatrzymaniu mechaniczny lokalizator (niewidoczny na rysunku) blokuje obiekt w bezpiecznej pozycji. Wówczas ramię robota rozpoczyna pracę w konkretnej stacji, a po jej zakończeniu obiekt jest zwalniany z zacisków. W tym stanie obiekt może zostać przesunięty w kierunku kolejnej stacji, gdy tylko ta będzie wolna (poprzedni obiekt opuścił stację i w stacji nie znajduje się żaden inny obiekt).

Podobnie, następny obiekt nie może wjechać do stacji, jeśli poprzedni jeszcze jej nie opuścił – przy opuszczaniu stacji przez obiekt aplikacja sterująca włącza silniki dla każdego przenośnika niezależnie. Jeżeli sterownik nie jest w stanie potwierdzić, że obiekt opuścił stację, silniki startują i pracują przez określony czas. Dopiero po potwierdzeniu ruchu obiektu kolejno aktywowane są i dezaktywowane czujniki „wyjścia” ze stacji. Po potwierdzeniu, że obiekt opuścił stację, sensor „wyjścia” umożliwia dostarczenie kolejnego obiektu do już pustej stacji.

Ustalanie pozycji za pomocą wyzwalania czujników nie jest łatwo dostępne dla większości integratorów systemów. Skąd zatem wiedzą oni, jakie elementy aplikacji systemu sterowania będą wyzwalać odpowiedni sterownik? Wielu integratorów nie zna pozycji wyzwalaczy, wymuszając redundancję liczby czujników lub obwodów wyzwalaczy.

Aby poprawnie projektować systemy sterujące, a równocześnie sprecyzować pozycje wyzwalania, producenci systemów muszą wymagać kompletnej dokumentacji zadziałania od dostawców maszyn i przenośników. Pierwszym krokiem w dobrą stronę jest wygenerowanie wykresów zadziałania systemu.

Rys. 2 pokazuje, jak projektanci przekazali informacje w postaci wykresu aktywacji czujników. Konkretny przykład dotyczył drugiej stacji z rys. 1 – każdy pasek na wykresie reprezentuje stan aktywnego czujnika stacji. Ponieważ to projektanci i konstruktorzy maszyn znają wymiary geometryczne pomiędzy czujnikami, są oni w stanie przypisać pola właściwości do każdego paska. Nazwa czujnika, długość obszaru aktywności modułu wykonawczego, przesunięcie czoła tegoż modułu względem pozycji zatrzymania nośnika – to tylko niektóre pola właściwości, jakie są przypisane do konkretnego paska.

Rys. 3 pokazuje wykresy zadziałania dla dwóch przykładowych przenośników oraz czasy dla nośników mających małe obszary aktywności modułów wykonawczych. Za pomocą strzałek pokazano lokalizacje możliwych wyzwalaczy. Na wykresie górnym widzimy lokalizację wyzwalaczy dla dowolnej stacji pokazanej na rys. 1. w zależności od luki pomiędzy przenośnikami. Zauważmy, że przy konstrukcjach maszyn wykorzystujących takie moduły wykonawcze nie ma jako takiej pozycji o wartości „wygaszenie sensora”. Różnica między pozycjami wyzwolenia aktywacji a wyzwoleniem dezaktywacji reprezentuje niewielką odległość przesunięcia obiektu.

Autor: Daniel B. Cardinal jest konsultantem ds. inżynierii dla firmy Insyte Inc., odpowiedzialnym za wdrażanie zintegrowanych harmonogramów i identyfikację części dla przemysłu automotive.

Tekst pochodzi z nr 5/2017 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Nowa, skalowalna platforma analityczna dla zastosowań przemysłowego IoT
Powszechne korzystanie z rozwiązań sieciowych i mocy obliczeniowej w przedsiębiorstwach przemysłowych spowodowało, że dostępność danych zrewolucjonizowała sposób rozwiązywania problemów i... więcej »
Siemens Advanced Machine Engineering usprawni proces budowania maszyn
Siemens Advanced Machine Engineering pozwala konstruktorom maszyn na wdrożenie procesu projektowania modułowego, co niesie korzyści w postaci zwiększonej elastyczności projektu oraz możliwości... więcej »
Podstawy projektowania efektywnego systemu zarządzania alarmami
Aby wdrożyć i utrzymywać efektywny system zarządzania alarmami, użytkownicy końcowi muszą już w fazie projektowania rozumieć wymagania, jakie stawia się tego typu rozwiązaniom, oraz zdawać... więcej »
Targi branżowych specjalistów – podsumowanie EUROTOOL®
Co stanowi o sile Międzynarodowych Targów Obrabiarek, Narzędzi i Urządzeń do Obróbki Materiałów EUROTOOL®? Międzynarodowy skład Wystawców, nowoczesna przestrzeń wystawiennicza, branżowi Zwiedzający,... więcej »
Raport: Czy ufamy chmurze?
Sieciowe infrastruktury akwizycji i przetwarzania danych bazujące na tzw. chmurze stanowią jedną z głównych sił napędowych cyfrowych technologii wchodzących w skład czwartej rewolucji... więcej »
Rozbudowany system sterowania pomaga Grupie Azoty zwiększyć produkcję poliamidu
Grupa Azoty uruchomiła nową wytwórnię poliamidu 6 (PA6) – tworzywa konstrukcyjnego wykorzystywanego m.in. w branży motoryzacyjnej. Inwestycja pozwoli zwiększyć jego produkcję o 80 tys. ton rocznie... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

INDUSTRYmeeting 2018
2018-02-20 - 2018-02-21
Miejsce: Sosnowiec
Technovation Forum
2018-03-14 - 2018-03-15
Miejsce: Bydgoszcz
AUTOMATICON Międzynarodowe Targi Automatyki i Pomiarów
2018-03-20 - 2018-03-23
Miejsce: Warszawa
PRZEMYSŁ 4.0
2018-04-10 - 2018-04-10
Miejsce: Warszawa
Hannover Messe
2018-04-23 - 2018-04-27
Miejsce: Niemcy

Katalog

UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
Ołowiana 16
85-461 Bydgoszcz
tel. +48 52 581 05 15

Indusoft Polska Sp. z o.o.
Indusoft Polska Sp. z o.o.
St. Kunickiego 10A/II
54-514 WROCŁAW
tel. 071-7890881

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne


Profesjonalne Tłumaczenia Techniczne
O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce