Индуктивные датчики положения ИКВ-22

Индуктивные датчики положения ИКВ-22

Индуктивные датчики ИКВ-22. Работа этих датчиков основана на принципе изменения индуктивного сопротивления катушек со стальным сердечником при изменении воздушного зазора в магнитной цепи.

Бесконтактные малогабаритные путевые переключатели БСП

На металлорежущих станках находят применение малогабаритные путевые переключатели БСП-2 (с бесконтактным выходом, на логический элемент) и БРП (с выходом на реле ПЭ-21, 24 В, 16 Ом).

Высокочастотные индуктивные датчики ВКБ

Для автоматизации металлорежущих станков используют также высокоточные индуктивные датчики типа ВКБ с П-образным или плоским якорем. Полюсы встроенного трансформатора образуют разомкнутую электромагнитную систему. Рабочий воздушный зазор равен 0,1—0,15 мм.

Генераторные датчики положения

Датчики этого типа отличаются компактностью и высокой точностью. Хорошо зарекомендовали себя генераторные датчики серий КВД-6М и КВД-25 (щелевые), КВП-8 и КВП-16 (плоскостные). Они пригодны для использования при повышенной концентрации влаги и пыли.

 

Виды документирования схем управления технологическими процессами.

 

Каждая организация самостоятельно определяет, какие процессы должны быть документированы, руководствуясь требованиями потребителей, нормативных актов, областью деятельности, своей корпоративной стратегией.

Объем документирования в системе менеджмента качества определяет руководство организации, исходя из следующих требований:

 

• обеспечить воспроизводимость любого процесса и выполнение требований персоналом предприятия;
• обеспечить возможность доказательства соответствия системы менеджмента качества требованиям при проведении аудитов;
• выполнить требования к документированию процедур.

 

Тем не менее, в документе приведен ряд требований, соответствие которым в рамках системы менеджмента качества организация может демонстрировать посредством разработки ряда документов. Среди них следует выделить описания процессов, которые могут включать:

• карты процессов;
• блок-схемы процессов;
• описания процессов в любой приемлемой форме.

При этом могут использоваться различные методы: графические, вербальные, визуальные, электронные.

Степень детализации описаний процессов должна определяться исходя из необходимости и достаточности обеспечения эффективности руководства процессами. В соответствии с документированию в рамках процесса подлежат: планирование и обеспечение, управление ходом процесса, ресурсы, процессы контроля.

 

Системы массового обслуживания в системах контроля технологических процессов.

 

Системы массового обслуживания предназначены для выполнения заявок или требований, поступающих на их вход в случайные моменты времени. Каждая СМО состоит из некоторого числа каналов обслуживания, в качестве которых в зависимости от вида системы могут выступать: приёмные пункты, рабочие точки, подъездные пути, испытательные стенды, технологические агрегаты, ремонтные бригады и т.п. Выполнение поступающей заявки, т.е. её обслуживание, продолжается некоторое время (также случайное число), после чего канал освобождается и готов принять следующую заявку.

Системы массового обслуживания могут быть двух типов: 1) СМО с отказами, в которых заявка, поступившая в тот момент, когда все каналы заняты, получает отказ и не обслуживается; 2) СМО с ожиданием, в которых каждая заявка, прибывшая в систему, когда в ней нет свободных каналов, остаётся и ожидает, пока не освободится какой-нибудь канал и её не возьмут на обслуживание.

Системы массового обслуживания с отказами. В зависимости от степени необходимости в этой системе заявки либо покидают систему, либо обращаются повторно.

На вход системы поступает поток заявок с интенсивностью l. Заявка, поступившая в тот момент, когда система свободна, сразу же берётся на обслуживание. Следующая заявка, прибывшая в момент, когда канал обслуживания занят, получает отказ. Время обслуживания заявки имеет случайную продолжительность, но имеется какое-либо среднее значение, в результате чего на выходе образуется поток обслуживания с интенсивностью m. Наглядно поток обслуживания можно представить таким образом, что если бы канал обслуживания был непрерывно загружен, то из него выходил бы поток обслуженных заявок. Схема СМО с отказами представлена на рис.4.

 

Поток обслуживания и поток обслуживания в системе массового обслуживания

Системы массового обслуживания с ожиданием. Сущность её заключается в том, что заявка, поступившая, в момент, когда канал занят, не покидает систему, а становится в очередь и ожидает. Граф состояний такой системы показан на рис. 6.

S0

S1

S2

Sk

m

m

l

l

l

m

m

l

 

 

Рис.6. Граф системы массового обслуживания с ожиданием

Состояние S₀ соответствует свободному каналу; S₁ означает, что канал занят, но очереди нет; S₂ - канал занят и одна заявка стоит в очереди; S₃ - в очереди две заявки и т.д. В состоянии S_k, например, канал занят и (k-1) заявок ожидается в обслуживании. По стрелкам слева на право систему из одного состояния в другое переводит поток заявок с интенсивностью l, а по стрелкам справа на лево переводит поток обслуживаний, имеющий интенсивность m. Всякий раз при переходе из одного состояния в другое очередь изменяется на 1.

Принципы адаптивного управления станочными системами

Адаптивное управление — совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления.

По характеру изменений в управляющем устройстве адаптивные системы делят на две большие группы: самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора) самоорганизующиеся (изменяется структура самого регулятора).

По способу изучения объекта системы делятся на поисковые беспоисковые.

В первой группе особенно известны экстремальные системы, целью управления которых является поддержание системы в точке экстремума статических характеристик объекта. В таких системах для определения управляющих воздействий, обеспечивающих движение к экстремуму, к управляющему сигналу добавляется поисковый сигнал. Беспоисковые адаптивные системы управления по способу получения информации для подстройки параметров регулятора делятся на: системы с эталонной моделью (ЭМ) системы с идентификатором, в литературе иногда называют, как системы с настраиваемой моделью (НМ).

Адаптивные системы с ЭМ содержат динамическую модель системы, обладающую требуемым качеством. Адаптивные системы с идентификатором делятся по способу управления на: прямой, косвенный(непрямой).

При косвенном адаптивном управлении сначала делается оценка параметров объекта, после чего на основании полученных оценок определяются требуемые значения параметров регулятора и производится их подстройка. При прямом адаптивном управлении благодаря учёту взаимосвязи параметров объекта и регулятора производится непосредственная оценка и подстройка параметров регулятора, чем исключается этап идентификации параметров объекта. По способу достижения эффекта самонастройки системы с моделью делятся на: системы с сигнальной (пассивной), системы с параметрической (активной) адаптацией.

В системах с сигнальной адаптацией эффект самонастройки достигается без изменения параметров управляющего устройства с помощью компенсирующих сигналов. Системы, сочетающие в себе оба вида адаптации называют комбинированными.

Типовая адаптивная схема управления технологическим процессом.

 

Типы и виды приводов систем управления.

 

По виду информации в управляющем устройстве

Замкнутые САУ

В замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь входа системы с его выходом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной.

Разомкнутые САУ

Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной задающим устройством программы управления, то есть не учитывается управлением влияние возмущений на характеристики процесса и осуществляется без контроля результата. Примеры таких систем: компьютер, часы, магнитофон и т. п. В свою очередь различают:

• Разомкнутые по задающему воздействию
• Разомкнутые по возмущающему воздействию

Операции ввода-вывода

Открытие и закрытие файлов

fopen Открыть файл

fclose Закрыть файл

 

Двоичные файлы

fread Прочитать двоичные данные из файла

fwrite Записать двоичные данные в файл

 

Форматированные файлы

fscanf Прочитать форматированные данные из файла

fprintf Записать форматированные данные в файл

input Интерактивный ввод

 

 

Работа с каталогами

fullfile Построить полное имя файла из частей

partialpath Разбить путь доступа на части

tempdir Запросить имя временного каталога

tempname Запросить имя временного файла

 

Импорт-экспорт файлов

load Прочитать переменные из MAT-файла

save Записать переменные в MAT-файл….

 

Импорт-экспорт графических образов

imread Считать графический образ из файла

imwrite Записать графический образ в файл

 

Импорт-экспорт звуковых файлов

wavwrite Записать звуковой файл.wav

wavread Считать звуковой файл.wav

 

Ввод информации. В процессе выполнения M-файла пользователь может: вывести на экран запрос и ввести соответствующую информацию с клавиатуры; сделать паузу до нажатия клавиши; использовать графический интерфейс пользователя.

Рис. 1. Статистические методы управления качеством продукции

Коротко раскроем понятия, используемые на рисунке.

Статистический анализ точности и стабильности технологического процесса - это установление статистическими методами значений показателей точности и стабильности технологического процесса и определение закономерностей его протекания во времени.

Статистическое регулирование технологического процесса - это корректирование значений параметров технологического процесса по результатам выборочного контроля контролируемых параметров, осуществляемое для технологического обеспечения требуемого уровня качества продукции.

Статистический приемочный контроль качества продукции - это контроль, основанный на применении методов математической статистики для проверки соответствия качества продукции установленным требованиям и принятия продукции.

Статистический метод оценки качества продукции - это метод, при котором значения качества показателей качества продукции определяют с использованием правил математической статистики.

Термин "статистический приемочный контроль" не следует обязательно связывать с контролем готовой продукции. Статистический приемочный контроль может применяться на операциях входного контроля, на операциях контроля закупок, при операционном контроле, при контроле готовой продукции и т.д., т.е. в тех случаях, когда надо решить - принять или отклонить партию продукции.

Область применения статистических методов в задачах управления качеством продукции чрезвычайно широка и охватывает весь жизненный цикл продукции (разработку, производство, эксплуатацию, потребление и т.д.).

Статистические методы анализа и оценки качества продукции, статистические методы регулирования технологических процессов и статистические методы приемочного контроля качества продукции являются составляющими управления качеством продукции.

 

Пример моделирования суппорта металлорежущего станка, основные параметры схемы.

Решение проблемы повышения точности и качества изготовления элементов

машиностроительных устройств возможно только на основе совершенствования методов

определения статических и динамических показателей качества технологических систем

/ТС/, а также методов компенсации возникающих погрешностей обработки. Разработанный технологический процессор использует метод иерархического параллельно-

последовательного создания и управления технологическими системами на основе

применения нечетких решений и позволяет формировать на основе типовых моделей-

модулей модели технологических систем. При этом учитывается замкнутость

технологической системы. Структурная схема показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структура процесса проектирования

Создание виртуального станка включает решение трех основных задач: создание формообразующей системы, системы управления и систем привода главного движения и подач. Особенности решения первой задачи достаточно хорошо изучены /1, 2/.

В процессе проектирования или управления ТС возможно применение самонастраивающиеся системы с определением параметров объектов с помощью подстраиваемых моделей. Выбор такой структуры обусловлен сложностью процессов быстроизменяющихся по времени, требующих максимально точных реакций САУ на изменения. От точности и быстродействия САУ зависит в итоге точность и качество обработанной детали. Возможно применение трех схем построения самонастраивающихся систем, основанных на определении параметров управляемых объектов методом подстраиваемых моделей.

Решение рассматриваемой задачи выполнено в результате создания комплексной вычислительной структуры объединяющей систему MSCvisualNastran с системой MATLAB.

Этапы построения модели приняты следующими. На первом этапе создается из

библиотеки типовых моделей модулей твердотельная модель шпинделя, патрона,

обрабатываемой детали, суппорта, резцедержателя и резца с учетом электродвигателей. Эти модели достаточно точно отражают детали и узлы токарного модуля на базе станка

16К20Ф3. На втором этапе модель экспортируется в среду MSCvisualNastran. В MSCvND на узлы и сопрягаемые детали накладываются связи и граничные условия в соответствии с

реальными условиями работы ТС. На третьем этапе создаются в структуре Simulink системы MATLAB, разработанные системы управления. На четвертом этапе выполняется

моделирование системы ”ТС - процесс резания - система управления“.

Первый вариант системы – это самонастраивающейся система с определением

параметров методом наименьших квадратов и градиентным методом.

Система состоит из управляемого технологического объекта с априорно известной

структурой, заданной передаточной функцией и вычислительного устройства. Работа ВУ в такой системе определяется тремя параметрами и состоит в следующем. На основании

информации о состоянии управляемой ТС и входном воздействии вычислитель формирует управляющие сигналы u(n) в соответствии с уравнением регулятора /Рис. 2/.

При изменении параметров управляемой ТС требуется соответствующее изменение

коэффициентов ci и dj. Для вычисления последних необходимо знать в каждый момент

времени значения коэффициентов ai и bj дискретной модели ТС, определяемой передаточной функцией. Задачи определения ai и bj решается вычислителем в соответствии с алгоритмом метода наименьших квадратов. Для этой цели вводятся значения управляющего сигнала u(n)

и выходной переменной объекта y(n).

После определения ai и bj решается задача вычисления новых значений параметров

регулятора в соответствии с алгоритмами решения линейных алгебраических уравнений.

Корректировка параметров регулятора (параметров алгоритма формирования

управляющей функции) может производиться периодически или эпизодически.

Необходимость использования того или иного режима работы самонастраивающейся

системы определяется в каждом конкретном случае в зависимости от характера изменения

параметров управляемых ТС и специфики их практического применения.

Рисунок 2 - Структурная схема самонастраивающейся системы с определением

параметров методом наименьших квадратов.

При определении параметров объекта по измерениям реальных значений его выхода и

входа, как это имеет место в рассматриваемой системе, имеется возможность автоматически учитывать возмущения, действующие на ТС. Это осуществляется в системе через вычисляемые коэффициенты ai и bj передаточной функции объекта и значения коэффициентов ci и dj регулятора. При периодической (на каждом такте управления) корректировке параметров регулятора система управления будет стремится ликвидировать действующие возмущения.

Второй вариант системы – это самонастраивающаяся система с определением

параметров управляемых ТС с помощью моделей, подстраиваемых градиентным способом.

Структурная схема самонастраивающейся системы с определением параметров градиентным методом приведена на рисунке 3.

Модель желаемого процесса формируется ВУ. На ее вход поступает такое же

воздействие x(n), какое поступает на вход реальной системы управления. Выходная

переменная модели yж(n) сравнивается с выходом y(n), и рассогласование используется для осуществления настройки параметров регулятора заданной структуры. Цель настройки состоит в том, чтобы приблизить переходные процессы в реальной системе к процессу yж(n) = Ф(Е) x(n) Выбирая за меру качества настройки величину

F = Q(E) ψ(ξ) получим законы изменения параметров регулятора от параметров c и d в виде WP(E) = WP (E,c,d) Тогда в соответствии с рисунком 3 имеем y(n) = WP(E,c,d) W(E,q) [x(n)-y(n)] Поскольку рассогласование ξ(n) зависит от настраиваемых параметров, то мера F является функцией этих параметров - F=F(c,d).

Рис. 3. Структурная схема самонастраивающейся системы с определением параметров

градиентным методом Следовательно, для градиентного способа настройки законы изменения параметров регулятора можно представить в виде представляет собой оператор замкнутой системы.

Для реализации алгоритма настройки параметров регулятора необходимо знать

параметры объекта q. Определение этих параметров осуществляется с помощью

специального алгоритма.

Третий вариант управления реализован с использованием методов нечёткой логики.

Особенностями нечёткого управления является возможность представления техники и

знаний об управлении, которыми обладает оператор, с помощью лингвистических правил

управления (ЛПУ), что позволяет обойтись без количественной модели объекта управления.

Поэтому в качестве устройства управления с функциями адаптации к изменениям

динамических характеристик станка с ЧПУ разработан нечёткий контроллер (НК), который построен на основе качественных соотношений между величиной подачи и скоростью вращения двигателя, т.е. правил и знаний управления. Информация о скорости в виде напряжения поступает в контроллер. Числовые значения напряжения заданной и текущей скоростей получаются с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), затем вычисляются отклонения скорости и другие параметры. Далее, на основе нечётких ЛПУ с использованием нечёткого вывода вычисляется задающая величина, которая через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) поступает на компаратор. Он осуществляет управление с обратной связью исполнительным механизмом. Механическая часть привода состоит из датчика скорости, двигателя, соединительной муфты, редуктора, винтовой пары, исполнительного органа и датчика положения.

Основные понятия метода аналогий и их использование для моделирование механических систем.

Метод аналогий - Дает возможность установить отношение эквивалентности (соответствия, похожести) между двумя системами, которые рассматриваются, за некоторыми признаками. Любая из этих систем может реально существовать или быть абстрактной.

Метод аналогий - важный эвристический метод решения творческих задач. Применение аналогии является промежуточным звеном между интуитивными и логическими процедурами мышления. В решении творческих задач используют конкретные и абстрактные аналогии. Например, ведутся поиски аналогии живой природы и перенесение их в область безжизненных предметов (в области техники). В этих последних аналогиях могут быть, в свою очередь, установленные аналогии по форме, структурой, функциях, процессах ит.п.

Индуктивные датчики положения ИКВ-22

Индуктивные датчики ИКВ-22. Работа этих датчиков основана на принципе изменения индуктивного сопротивления катушек со стальным сердечником при изменении воздушного зазора в магнитной цепи.