Министерство образования и науки Хабаровского края

Краевое государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Губернаторский авиастроительный колледж

г. Комсомольска – на – Амуре»

(Межрегиональный центр компетенций)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

КУРС ЛЕКЦИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ МЕХАТРОНИКИ»

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

15.02.09 АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

15.02.10 МЕХАТРОНИКА И МОБИЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА

(ПО ОТРАСЛЯМ)

Комсомольск – на – Амуре, 2020

Носкова Е.Д.

Учебное пособие «Курс лекций по дисциплине «Основы мехатроники» для

специальностей

15.02.09

Аддитивные

технологии,

15.02.10

Мехатроника

и

мобильная

робототехника

(по

отраслям)/Е.Д.Носкова.

–

Губернаторский

авиастроительный колледж г. Комсомольска –на – Амуре, 2020-36 с.

Представленное учебное пособие представляет собой курс лекций

по

дисциплине

«Основы

мехатроники».

Данная

дисциплина

является

общепрофессиональной

дисциплиной

на

специальностях.

Учитывая

высокотехнологичность специальностей, данная дисциплина является обязательной

к изучению. И курс лекций даст представление о том, какие механизмы лежат в

основе работы 3Д сканеров и роботизированного производства. Следует добавить,

что представленный курс лекций является дополнением к разработанному

комплекту

практических

работ

по

мехатронике,

основная

часть

которых

выполняется в специальной программе на ПК.

Курс лекций разработан

с рекомендациями ФГОС

в части данной

специальности.

Изучение

курса

лекций

по

основам

мехатронике

позволят

более

профессионально приступать к изучению профессиональных модулей.

3

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1 Основные термины и понятия мехатронных систем

1Основы мехатроники и принципы построения мехатронных модулей в

системах машин. Мехатроника, основные определения

5

Общие вопросы мехатроники

10

Элементы управления мехатронными модулями

15

Мехатронные модули движения

17

Мехатронные модули подачи

20

Раздел 2 Основы работы мехатронных систем

Основы работы электротехнических устройств

23

Принципиальные схемы и внешний вид модели движения

31

Запоминание сигнала с использованием реле и распределителями

33

Датчики

36

Отдельные компоненты в пневматической системе управления и их

назначение

44

Пневматическая система управления, представленная на принципиальной

схеме

52

Основы техники управления

54

Применение реле в электропневматике

63

Логические операции с использованием реле

66

Автоматическое управление

обратным ходом

с использованием

распределителей с двумя электромагнитами

68

Программируемые логические контроллеры ПЛК. Общая информация

70

Список использованных источников

77

4

Раздел 1 Основные термины и понятия мехатронных систем

Основы мехатроники и принципы построения мехатронных модулей в

системах машин. Мехатроника, основные определения

Мехатроника - это сравнительно новая область науки и техники, посвященная

созданию, исследованию и эксплуатации машин и систем с компьютерным

управлением движения, которая базируется на знаниях в области механики,

электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного

управления движением и процессом в машинах и аппарата известно несколько

определений мехатроники.

Определение «Мехатроника - область науки и техники, основанная на

системном объединение узлов точной механики, датчиков состояния внешней

среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов,

усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры.

Мехатронная

система

-

единый

комплекс

электромеханических,

электрогидравлических,

электронных

элементов

и

средств

вычислительной

техники, между которыми осуществляется постоянный динамически меняющийся

обмен энергией и информацией, объединенный общей системой автоматического

управления, обладающей элементами искусственного интеллекта.

5

Таким

образом,

мехатроника

изучает

особый

методологический

(концептуальный)

подход

в

построении

машин

с

качественно

новыми

характеристиками.

Важно

подчеркнуть,

что

этот

подход

является

весьма

универсальным и может быть применен в машинах и системах различного

назначения. Однако следует отметить, что обеспечение высокого качества

управления мехатронной системой можно только с учетом специфики конкретного

управляемого объекта. В основу построения мехатронной системы заложены идеи

взаимосвязи механических, электротехнических и компьютерных элементов и

устройств. Необходимо отметить, что каждая составляющая обеспечивает вполне

определенные самостоятельные функции и они объединяются таким образом, что

образуют новую систему, которая получает качественно новые свойства.

Мехатроника как новая область науки и техники находится в стадии

становления, ее терминология, границы и классификационные признаки еще строго

не очерчены. Бурное развитие этой области науки и техники вызвано возросшими

требованиями рынка к потребительским свойствам и качеству продукции

современного машиностроения. К таким требованиям следует отнести:



-сверхвысокие

точности

движения

для

реализации

прецизионных

технологий;



-сверхвысокие скорости движения рабочих органов в технологических

процессах;



-высокие требования перемещения рабочих органов по сложным контурам и

поверхностям;



-способность системы к реконфигурации в зависимости от конкретных задач

и операций;



-высокая

надежность

и

безопасность

функционирования;

-

интеллектуальность в поведении машин и аппаратов.

Все эти требования в полной мере относятся к тем, которые неразрывно

связаны с созданием и функционированием новых машин и аппаратов и могут

обеспечить их конкурентоспособность на мировом рынке.

Особо следует подчеркнуть триединую сущность мехатронных систем (МС), в

основу построения которых заложена идея глубокой взаимосвязи механических,

электронных

и

компьютерных

элементов.

Наверное

поэтому

наиболее

распространенным графическим символом мехатроники стали три пересекающихся

круга (рисунок 1), помещенные во внешнюю оболочку «Производство» -

«Менеджмент» - «Требования рынка». Таким образом, системная интеграция трех

указанных

видов

элементов

является

необходимым

условием

построения

мехатронной системы.

6

Рисунок 1- Символ мехатроники

Базовыми объектами изучения мехатроники являются мехатронные модули,

которые выполняют движения, как правило, по одной управляемой координате. Из

таких модулей, как из функциональных кубиков, компонуются сложные системы

модульной архитектуры.

Мехатронные системы предназначены для реализации заданного движения или

технологического

процесса.

Критерии

качества

выполнения

движения

или

процесса являются проблемно-ориентированными, т.е. определяются постановкой

конкретной

прикладной

задачи.

Примерами

таких

задач

могут

служить

регулирование силового взаимодействия рабочего органа с объектом работ при

механообработке, контроль и диагностика текущего состояния критических

элементов

МС

(инструмента,

силового

преобразователя),

управление

дополнительными

технологическими

воздействиями

(тепловыми,

электрическими,

электрохимическими) на объект работ при комбинированных методах обработки,

управление

вспомогательным

оборудованием

комплекса

(конвейерами,

загрузочными устройствами и т.п.), выдача и прием сигналов от устройств

электроавтоматики

(клапанов,

реле,

переключателей).

Такие

сложные

координированные движения мехатронных систем будем в дальнейшем называть

функциональными движениями.

В современных МС для обеспечения высокого качества реализации сложных и

точных

движений

применяются

методы

интеллектуального

управления

(advancedintelligentcontrol). Данная группа методов опирается на новые идеи в

теории

управления,

современные

аппаратные

и

программные

средства

вычислительной

техники,

перспективные

подходы

к

синтезу

управляемых

движений МС.

Базовыми объектами мехатроники являются мехатронные модули, которые

выполняют движение по одной управляемой координате. Из этих модулей как

функциональных кубиков компонуются сложные системы модульной архитектуры.

Мехатронные системы предназначены для реализации заданного движения:

7



- управление процессом механического движения мехатронного модуля или

многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации;



- управление функциональными движениями, координатное управление

механическим движением дискретными методами;



- взаимодействие с оператором через интерфейсы в режимах автономного

программирования;

- обмен с периферийными структурами.

На рис.6.2 представлена структурная схема мехатронного модуля.

Рисунок 2 - Структурная схема мехатронного модуля

Задачей мехатронной системы является преобразование входно информации с

верхнего уровня управления в движение с управлением на основе принципа

обратной связи.

Методологической основой разработки мехатронной системы являются методы

параллельного

проектирования,

который

заключается

в

одновременном

и

взаимосвязанном синтезе всех компонентов системы.

Проанализируем характер преобразования и структуру электромеханического

модуля с компьютерным управлением. Входная информация, поступающая с

верхнего уровня управления, по цепям обратной связи от сенсоров выдает

управляющие сигналы. В преобразователях силовыми элементами производится

усиление и модуляция этих сигналов, и передача их в исполнительные приводы с

целью воздействия на механические устройства для целенаправленного движения

рабочего органа.

Для построения такой системы традиционными методами понадобилось бы

избыточное

число

интерфейсных

блоков

и

соединительных

кабелей

с

коммутационной аппаратурой.

Этот вывод даст основание на поиск новых решений построения системы на

основе синергетической интеграции элементов.

8

Синергетическая интеграция - это не просто соединение отдельных частей в

систему с помощью интерфейсных блоков, а построение единого модуля через

конструктивное объединение и взаимодействие элементов, которые могут иметь

различную физическую природу.

Различие мехатронного и традиционного подхода к созданию модулей и машин

на их основе с компьютерным управлением состоит в концепции построения и

реализации функциональных преобразователей.

При

традиционном

проектировании

интерфейсы

являются

отдельными

самостоятельными устройствами или узлами, которые, как правило, создаются и

изготавливаются пользователями или выполняются на заказ специализированными

фирмами.

Мехатронный метод нацеливает разработчика на интеграции всех элементов в

единые блоки, минимизацию промежуточных преобразований и устранению

интерфейсов как отдельных сепаратных блоков.

Обобщенная

структура

автоматизированной

системы

с

компьютерным

управлением, предложенная академиком Поповым Е.П., приведена на рис.6.3.

Таким образом, наличие трех обязательных частей -

электротехнической, электронной и компьютерной, связанных

энергетическими

и

информационными

потоками,

является

первичным

признаком, отличающим мехатронные системы.

Электротехническая часть включает рабочий орган, электродвигатели, сенсоры

и дополнительные электротехнические элементы. Электронная часть состоит из

электронных

устройств,

силовых

преобразователей

и

информационно-

измерительных цепей.

Рисунок 3 - Обобщенная схема машины с компьютерным управлением

движением

Сенсоры предназначены для сбора данных о фактическом состоянии внешней

среды и объектов работ, механического устройства и блока приводов с

последующей первичной обработкой и передачей этой информации в устройство

компьютерного управления (УКУ). В состав УКУ мехатронной системы обычно

входят компьютер верхнего уровня и контроллеры управления движением.

Устройство компьютерного управления выполняет следующие основные

функции:



- управление процессом механического движения мехатронного модуля или

многомерной

системы

в реальном времени с обработкой сенсорной

информации;

9



- организация управления функциональными движениями МС, которая

предполагает координацию управления механическим движением МС и

сопутствующими внешними процессами. Как правило, для реализации

функции управления внешними процессами используются дискретные

входы/выходы устройства;



-

взаимодействие

с

человеком-оператором

через

человеко-машинный

интерфейс

в

режимах

автономного

программирования

(off-line)

и

непосредственно в процессе движения МС (режим on-line);



- организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и

другими устройствами системы.

Задачей мехатронной системы является преобразование входной информации,

поступающей с верхнего уровня управления, в целенаправленное механическое

движение или технологический процесс с управлением на основе принципа

обратной связи.

Характерно, что электрическая энергия используется в современных системах

как промежуточная энергетическая форма.

Суть мехатронного подхода к проектированию состоит в интеграции в единый

функциональный модуль двух или более элементов возможно даже различной

физической

природы.

Другими

словами,

на

стадии

проектирования

из

традиционной структуры машины исключаются как сепаратное устройство по

крайней

мере

один

интерфейс

при

сохранении

физической

сущности

преобразования, выполняемого данным модулем.

Общие вопросы мехатроники

Технология автоматизации - переходная дисциплина, использующая знания и

научные методы из множества других технических наук. В соответствии с DIN

19223, автоматизированная машина – это

искусственная система, принимающая

решения на основе связи входных сигналов с соответствующими

состояниями

системы; затем эти решения дают требуемые результаты.

Для

реализации

современного

процесса

автоматизация

необходимо3

составляющих: • датчики, фиксирующие состояние системы

• исполнительный механизм для выполнения управляющих команд,

• контроллеры для выполнения программы и принятия решений.

Ключевые этапы в истории развития

Сегодня, когда мы слышим «автоматизация», мы тут же представляем себе

промышленных роботов и

компьютеров. На самом же деле, автоматизация в

ремесленничестве и промышленности началась

намного раньше, в 1769 году, с

началом использования парового двигателя Джеймса Ватта. В первый раз

машинасмогла заменить человека или лошадь.

Первый паровой двигатель использовался для осушения шахт и приведения в

движение станков. Использование двигателей таким способом привело к тому, что

10

один паровой двигатель приводил в

движение множество машин с помощью

сложной системы передаточных валов и кожаных ремней (так

называемых

передаточных ремней), закрепленных на потолке машинного зала. Тем не менее, до

1866

года электрические двигатели широко не использовались. Это случилось

после того, как Вернер фон Сименс изобрел динамо-машину, которая обеспечила

простой

способ

получения

постоянного

тока

в

больших

количествах.

Электрические двигатели вытеснили паровые в качестве приводов.

В 1913 году Генри Форд ввел первую в мире систему сборочного конвейера для

известной Model T (рис. 2.1). Это привело к увеличению производительности, так

как производственное время сократилось с 750 до 93 часов. Это послужило основой

для серийного выпуска машин.

В 1913 году возросшая

производительность

позволила компании «Форд» платить своим работникам ежедневное жалование от 5

долларов за 8 часов работы. Цена на Model T упала примерно до 600 долларов.

Этот автомобиль стал доступен не только для зажиточных, но и для широких

слоев населения

.

Метод сборочного конвейера основывался на работе американца Фредерика

ВинслоуТейлора,

который предложил разделять труд так, чтобы производство

состояло из множества простых операций, которые смогли бы выполнять даже

неквалифицированные рабочие.

В 1873 году был выдан патент на полностью автоматическую машину для

производства болтов, которая

использовала кулачковые диски для хранения

определенных последовательностей программы.

В 1837 году Джозеф Генри изобрел электромагнитный переключатель, который

назвал реле по аналогии с почтовыми станциями, где всадники-почтальоны могли

заменить уставших лошадей на новых.

Впервые они были использованы для усиления сигнала на станциях Морзе.

Позднее они стали использоваться для построения электрических управляющих

устройств. Тип управляющего устройства, где реле спаяны друг с другом, был

назван жестко программируемым управляющим устройством. Это

название

используется до сих пор. Реле могли использоваться для выполнения сложных

задач управления, однако программирование и устранение недостатков требовало

больших затрат времени.

В 1959 году Джозеф Энгельбергер представил прототип промышленного

робота,

которого

с

1961

года

использовала

компания

GeneralMotors

при

производстве автомобилей. Этот робот все еще имел гидравлический привод;

позднее они стали оснащаться только электрическими двигателями.

В 1968 году группа инженеров из американской компании AllenBradley под

руководством ОдоСтрагера разработала первый программируемый логический

контроллер (ПЛК), благодаря которому стало возможным менять программу без

перемонтажа множества реле.

Промышленные роботы стали широко распространены в 1970 году и остаются

таковыми по сей день. Современное производство не может обойтись без них, по

крайней мере, на данный момент. Напротив, их значимость постоянно растет. В

одной только Германии 100 000 роботов, большинство из которых применяется в

автомобильной промышленности и у их поставщиков.

11

Влияние автоматизации на людей

Одной из главных причин для введения автоматизированных систем было и

остается желание производить товары с меньшими затратами, чем у конкурентов.

Технология

автоматизации

может

помочь

достигнуть

этого

несколькими

способами:

•

Меньшим

числом

обслуживающего

персонала,

необходимым

для

автоматизированного производства.

• Производство может вестись круглосуточно, за исключением времени,

затраченного на техническое обслуживание.

• Машины обычно допускают меньше ошибок, а это означает, что качество

производимой продукции остается стабильно высоким.

• Время обработки сокращается, что означает, что большее количество

продукции может отправляться быстрее.

• Автоматизация избавляет людей от монотонной, физически тяжелой или

опасной работы (улучшение условий труда).

С другой стороны, существуют и отрицательные результаты автоматизации:

• Потеря рабочих мест, в частности, для рабочих с низкой квалификацией (один

высококвалифицированный технический специалист занимает место десятерых

неквалифицированных рабочих).

• Автоматизация производства требует, чтобы служащие время от времени

принимали решения, однако

сложность устройства приводит к тому, что

последствия невозможно полностью предусмотреть.

•

Расходы

на

автоматизированную

систему

данного

типа

увеличивают

ответственность каждого человека за успех компании в целом.

Постоянный и переменный ток

Одной из наиболее важных основ для технологии автоматизации служит

электротехника, потому как большинство технических систем нуждаются в энергии

для приведения их в движение и обработки входящих сигналов. По этой причине

ниже приведен обзор наиболее важных основ электротехники.

Простая электрическая цепь состоит из источника напряжения, устройства-

потребителя и соединительных кабелей для передачи электрической энергии. Все

электрические цепи подчиняются следующему простому правилу: «от источника до

потребителя и обратно». С точки зрения физики,

внутри электрической цепи,

отрицательно заряженные частицы – электроны, движутся от

отрицательно

заряженной клеммы источника напряжения к положительно заряженному по

проводнику. Это движение заряженных частиц называется электрическим током.

Ток может течь только в замкнутой цепи.

Разница между постоянным и переменным током:



Если напряжение в цепи будет прикладываться в одном направлении, то ток будет

протекать тоже в

одном направлении. Это постоянный ток или цепь постоянного тока.



В цепи переменного тока, напряжение и ток меняет направление и силу через

определенные промежутки времени.

12

Схема постоянного тока, состоящая из источника напряжения, электрических

проводов, выключателя и потребителя (в данном примере лампочка).

Техническое направление тока

Когда выключатель замкнут, ток I течет через устройство-потребитель.

Электроны движутся от отрицательно заряженной клеммы источника напряжения к

положительной. До того, как были открыты

электроны, направление тока

определялось как поток от положительного к отрицательному. Это определение до

сих пор используется и называется техническим направлением тока.

Проводники

Термином «электрический ток» называют направленное движение заряженных

частиц. Для протекания тока, в материале должно быть достаточно свободных

электронов.

Материалы,

которые

отвечают

этому

требованию,

называют

проводниками.

Медь,

алюминий и серебро

являются

особенно хорошими

электрическими проводниками. Медь является основным проводящим материалом,

используемым в технологии управления.

Сопротивление

Все материалы, включая хорошие электрические

проводники, оказывают

сопротивление электрическому току. Это происходит из-за свободно движущихся

электронов, сталкивающихся с атомами в проводящем материале, в результате

чего их движение затрудняется. Проводники имеют

низкое сопротивление.

Материалы с особенно большим сопротивлением называются изоляторами. Для

изоляции проводов используются резина и материалы на основе пластика.

Закон Ома

Закон

Ома

описывает

отношение

между

напряжением,

силой

тока

и

сопротивлением. В нем говорится, что в цепи с заданным сопротивлением, сила

тока меняется прямо пропорционально напряжению, например:



если напряжение возрастает, сила тока тоже растет



если напряжение падает, сила тока тоже падает.

13

V= •I R

V

= напряжение Единица измерения: Вольт (В)

R =

сопротивление

Единица измерения: Ом (Ом)

I

= сила тока Единица измерения: Ампер

(А)

Мощность

В механике мощность может быть определена работой. Чем быстрее выполняется

работа, тем большетребуется мощность. Таким образом, мощность равна работе в

единицу времени.

В случае с потребителем в цепи, электрическая энергия преобразуется в

кинетическую (вращение в электродвигателе), светового излучения (лампочка) или

тепловую (обогреватель, лампа). Чем быстрее энергия преобразуется, тем больше

мощность. Поэтому в этом случае мощность равна энергии в единицу времени.

При увеличении силы тока и напряжения, растет и мощность.

Мощность устройства-потребителя также называют электропотреблением.

P= V• I

P = мощность Единица измерения: Ватт (Вт)

V

= напряжение Единица измерения: Вольт (В)

I

= сила тока Единица измерения: Ампер

(А)

Практический пример: Мощность катушки

На электромагнитную катушку пневматического клапана (например, 4/2 –

распределитель с электромагнитным управлением) подается напряжение 24 В. Ток

постоянный. Сопротивление катушки

60 Ом. –Вычислить электропотребление

катушки. Сила тока находится по закону Ома:

Электропотребление равно произведению силы тока на напряжение: P=V×I=24

В×0,4 А=9,6 Вт

Электропотребление электромагнитной катушки равно 9,6 Вт.

Принцип работы электромагнита

Когда ток течет по проводнику, вокруг него образуется магнитное поле, которое

увеличивается при

возрастании силы тока. Магнитные поля вызывают силу

притяжения на деталях, сделанных из стали,

никеля или кобальта. Эта сила

возрастает с увеличением магнитных полей.

Устройство электромагнитаЭлектромагнит имеет следующую структуру:



Проводник смотан в виде катушки (без сердечника). Наложение линий магнитных

полей всех обмоток катушек усиливает магнитное поле.

14



Металлический сердечник располагается в катушке. При протекании тока, металл

намагничивается. При одинаковой силе тока это явление позволяет создать более

сильное

магнитное поле, чем в катушке без сердечника.

Обе эти особенности обеспечивают создание сильного воздействия на черные

металлы, даже если сила тока мала.

Применение электромагнитов

В

электропневматических

системах

управления,

электромагниты

главным

образом используются для регулирования положения клапанов, реле и контакторов.

Чтобы объяснить, как это происходит,

используют пример распределителя с

пружинным возвратом:



Когда ток протекает через катушку, золотник распределителя переключается.



Когда течение тока прерывается, пружина возвращает золотник в исходное

положение

Элементы управления мехатронными модулями

Мехатронные

модули –

это

базовые

функциональные

компоненты

мехатронных систем и машин с компьютерным управлением, предназначенные для

выполнения движений, как правило, по одной управляемой координате.

Качественно

новые

свойства

мехатронных

модулей

по

сравнению

с

традиционными

приводами

достигаются

синергетической

интеграцией

составляющих элементов.

Синергетическая интеграция –

это не просто соединение отдельных частей в

систему с помощью интерфейсных блоков, а построение единого приводного

модуля

через

конструктивное

объединение

и

даже

взаимопроникновение

элементов, которые имеют, как правило, различную физическую природу.

Назначением

мехатронных

модулей

является

реализация

заданного

управляемого движения, как правило, по одной управляемой координате.

Мехатронные модули движения являются теми функциональными «кубиками»,

из которых затем можно компоновать сложные многокоординатные мехатронные

системы.

15

Сущность мехатронного подхода к проектированию состоит в объединении в

единый приводной модуль составляющих элементов. Применение мехатронного

подхода

к

проектированию

модуля

движения

базируется

на

определении

возможных точек интеграции элементов в структуре привода. Выявив также точки

интеграции можно затем на основе технико-экономического и технологического

анализа принимать конкретные инженерные решения на проектирование и

изготовления

модуля

движения.

Приведем

схему

энергетических

и

информационных потоков в электромеханическом мехатронном модуле.

На вход мехатронного модуля поступает информация о цели движения, которое

формируется

верхним

уровнем

системы

управления,

а

выходом

является

целенаправленное мехатронное движение конечного звена, например, перемещение

выходного вала модуля.

Для физической реализации электромеханического мехатронного модуля

теоретически

необходимы

четыре

основных

функциональных

блока

последовательно-соединенные:

информационно-электрический

и

электромеханический функциональный преобразователь в прямой цепи и электро-

информационный и механико- информационныи преобразователи в цепи обратной

связи.

Проанализируем

физический

характер

преобразований

и

традиционную

структуру электро-механического модуля с компьютерным управлением с этой же

точки зрения.

УКУ на основании входной информации, поступающей с верхнего уровня

управления и по цепям обратной связи от сенсоров, выдает во времени на

исполняющие

приводы

управляющие

электрические

сигналы.

В

силовых

преобразователях происходит усиление по мощности данных сигналов и их

16

модуляция, затем исполнительные приводы прикладывают соответствующие

усилия

к

звеньям

механического

устройства,

что

в

результате

вызывает

целенаправленное движение конечного звена модуля с рабочим органом.

Для соединения элементов в систему традиционно вводят специальные

интерфейсные устройства, обозначенные И1-И7.

Интерфейс И1 представляет собой комплекс аппаратно-программных средств

для сопряжения УКУ модуля с верхним уровнем системы управления. Функции

верхнего уровня управления выполняет высокопроизводительный компьютер либо

человек-оператор.

Интерфейс И2 обычно состоит из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и

усилительно-преобразующего

устройства

и

служит

для

формирования

управляющих электрических напряжений для исполнительных приводов.

Интерфейсы И3 – это, как правило, механические передачи, связывающие

исполнительные двигатели со звеньями механического устройства. Конструктивно

такие трансмиссии обычно включают редукторы, муфты, гибкие связи, тормоза и

т.п.

Интерфейс И4 на входе УКУ в случае применения в электромеханическом

мехатронном модуле сенсоров с аналоговым выходным сигналом строится на

основе аналоговых цифровых преобразователей (АЦП).

Интерфейсы сенсоров И5, И6, И7, в зависимости от физического характера

наблюдаемых переменных можно разделить на электрические и механические. К

механическим

интерфейсам

относятся

присоединительные

устройства

для

датчиков обратной связи приводов (фотоимпульсных, кодовых, тахогенераторных

и т.п.), силомоментных и тактильных датчиков, а так же других средств

очувствления и информации о движении звеньев механической цепи, двигателей и

внешних объектов. Преобразование и передача сигналов о переменных состояниях

системы, которые имеют электрическую природу осуществляется электрическими

интерфейсами. В их состав помимо усилительно-преобразующих плат входят

также соединительные кабели и коммутационная аппаратура.

Сравнивая представленные блок-схемы можно прийти к выводу о том, что

число преобразующих и интерфейсных блоков в традиционной структуре привода

с

компьютерным

управлением

избыточно

по

отношению

к

минимально

необходимому числу функциональных преобразований.

Этот вывод даёт основание для поиска новых решений построения привода,

базирующегося на синергетической интеграции элементов.

Различие мехатронного и традиционного подхода к проектированию и

изготовлению модулей и машин с компьютерным управлением состоит в

концепции построения и реализации функциональных преобразователей. При

традиционном

проектировании

интерфейсы

представляют

собой

отдельные

самостоятельные устройства и узлы.

Обычно это сепаратные блоки, которые выпускаются специализированными

фирмами, но зачастую отдельные элементы приходится изготавливать самим

пользователям.

17

Мехатронный подход нацеливает разработчика на интеграцию элементов

привода в единые блоки, минимизацию промежуточных преобразований и

устранения интерфейсов как сепаратных блоков.

Мехатронные модули движения

Общая

схема,

поясняющая

эволюцию

развития

мехатронных

модулей

движения от моторов-редукторов до перспективных интеллектуальных модулей.

Предлагаемая схема, несмотря на ее очевидную условность, разработана с

целью систематизации известных ММД по составу и степени интеграции

элементов.

Моторы-редукторы

Моторы-

редукторы

являются,

по-видимому,

исторически

первыми

по

принципу своего построения мехатронными модулями, которые стали серийно

выпускаться и нашли очень широкое применение в приводах различных машин и

механизмов. Мотор-редуктор представляет собой компактный конструктивный

модуль, объединяющий электродвигатель и редуктор.

По сравнению с традиционным соединением двигателя и редуктора через

муфту моторы- редукторы обладают целым рядом существенных преимуществ:



сокращение габаритных размеров;



снижение стоимости за счет сокращения количества присоединительных

деталей, уменьшения затрат на установку, наладку и запуск изделия;



улучшенные эксплуатационные свойства (пыле- и влагозащищенность,

минимальный

уровень

вибраций,

безопасность

и

надежность

работы

в

неблагоприятных производственных условиях).

Конструктивное

исполнение

модуля

определяется типами используемых

редуктора и электродвигателя. В зависимости от технических требований задачи

применяются цилиндрические, насадные, конические, червячные и другие виды

редукторов.

В

качестве

электродвигателей

наиболее

часто

используются

асинхронные

двигатели

с

короткозамкнутым

ротором

и

регулируемыми

преобразователями

частоты

вращения,

однофазные

двигатели

и

двигатели

постоянного тока.

Общий вид одноступенчатого червячного мотора-редуктора

Редуктор

выпускается

для

общемашиностроительного

применения.

Особенность конструкции состоит в том, что в ступице червячного колеса

встроена предохранительная муфта, позволяющая ограничивать развиваемый

крутящий момент.

На рисунке 1

показан насадной мотор-редуктор фирмы "Бауэр", который

насаживается непосредственно на вал ведомого механического устройства и

поэтому

является

быстросъемным

модулем.

Блочно-модульный

принцип

конструирования позволяет комбинировать в модуле двигатели и редукторы

различных типов и мощностей, обеспечивая таким образом широкий спектр

механических характеристик модуля: по частоте вращения от 0.2 до 160 об/мин, по

мощности от 0.015 до 75 кВт.

18

Рисунок 1- Насадной мотор-редуктор фирмы "Бауэр",

а) общий вид червячного мотора-редуктора; б) общий вид насадного мотора-редуктора.

Стоимостной анализ, проведенный фирмой "Бауэр"], показал, что применение

моторов-редукторов рентабельно в машинах с низкой скоростью перемещения

рабочего органа (особенно при частотах вращения ниже 500 1/мин ).

Таким образом, потребитель приобретает и эксплуатирует мотор-редуктор как

единый модуль, догадываясь о наличии в его составе зубчатых передач только из

названия и при смене масла.

По сравнению с синхронными двигателями вентильные ВМД

позволяют

регулировать скорость вращения с помощью обратной связи, частота вращения не

зависит от напряжения питания, нет проблемы выпадения из синхронизма.

Основной недостаток

вентильных двигателей - наличие дорогостоящих

магнитов и блока управления коммутацией обмоток, отсюда пониженный

показатель мощность/цена и повышенные габариты. В современных модификациях

эта проблема решается путем построения этих блоков на базе относительно

дешевых интегральных микросхем.

В состав современных мехатронных модулей движения на основе ВМД

обязательно входят также датчики обратной связи и иногда управляемые тормоза,

что позволяет отнести такие ММД ко второму поколению.

В качестве датчиков наиболее часто применяются фотоимпульсные датчики

(инкодеры),

тахогенераторы,

резольверы

и кодовые

датчики

положения.

Принципиально важно, что модуль "двигатель-датчик" имеет единый вал, что

позволяет сочетать высокие технические параметры и низкую стоимость.

Устройство компьютерного управления должно выполнять в реальном времени

следующие основные функции:



прием информации от стратегического уровня в форме команд управления

движением;



прием и обработку информации от датчиков положения манипулятора о текущей

конфигурации для расчета элементов матрицы Якоби;



обращение матрицы Якоби;

- умножение обратной матрицы Якоби на вектор-столбец программной скорости

рабочего органа;

- выдача программы управления на исполнительный уровень. Назначением

исполнительного уровня управления является расчет и выдача управляющих

сигналов на блок приводов мехатронной системы в соответствии с программой

управления с учетом технических характеристик силовых преобразователей.

Для иерархических систем управления в мехатронике действует принцип,

согласно которому по мере продвижения от высших к низшим уровням управления

19

понижается интеллектуальность системы, но повышается ее точность. При этом

под

"интеллектуальностью"

понимается

способность

системы

приобретать

специальные знания, позволяющие уточнить поставленную задачу и определить

пути ее решения, а под "неточностью" - неопределенность в операциях по решению

данной задачи.

Сенсоры интеллектуального и стратегического уровней должны соответствовать

органам чувств человека (для интеллектуальных роботов в первую очередь это

техническое зрение, тактильное и силомоментное очувствление, устройства

анализа звуковых и ультразвуковых сигналов).

Стратегический уровень выдает информацию о плане движения и целях

управления в форме команд управления движением.

Для

реализации

на

станках

высокопроизводительных

режимов

резания

разработаны

шпиндельные

узлы

на

электромагнитных

опорах,

которые

обеспечивают скорость вращения до 200000 об/мин. Частота вращения ротора

асинхронного двигателя регулируется изменением частоты питающего напряжения

на статоре .

Модуль имеет четыре опоры, две радиальные и две осевые Дополнительным

электронным

элементом

данного

мехатронного

модуля

является

система

стабилизации положения оси ротора Под действием возмущающих усилий

возникают

отклонения

в

положении

ротора,

которые

измеряются

соответствующими осевыми и радиальными датчиками информации.

Интеллектуальный уровень - высший уровень управления в системе.

Назначение этого уровня - принятие решений о движении механической системы в

условиях неполной информации о внешней среде и объектах работ. Например,

рассмотрим ситуацию, когда мобильный робот при движении в трубопроводе

получает информацию от системы технического зрения о наличии препятствия.

Возможные следующие постановки задачи движения:



остановить движение и вернуться в исходную позицию;



определить тип и характеристики препятствия и убрать обнаруженный

объект;

- продолжить исполняемое движение, игнорируя наличие внешнего объекта.

Функции интеллектуального уровня в современных мехатронных системах

обычно выполняет человек - оператор либо мощный компьютер верхнего уровня

управления.

Стратегический

уровень

управления

предназначен

для

планирования

движений мехатронной системы. Планирование движений предполагает разбиение

задачи

движения,

поставленной

интеллектуальным

уровнем,

на

последовательность

согласованных

во

времени

элементарных

действий

и

формализацию целей управления для каждого из этих действий.

Примерами элементарных действий мобильного робота может служить:



вывод рабочего органа в заданную позицию;



захват предмета;



тестовое движение для определения сил реакции со стороны объекта;



транспортировка объекта и возвращение робота в исходную позицию.

Формализация целей управления означает, что для каждого из элементарных

20

действий должны быть записаны математические соотношения, выполнение

которых обеспечивает успешное выполнение действия; Для технологических

роботов на стратегическом уровне решается задача геометрического планирования

движения рабочего органа.

Мехатронные модули подачи

Передача движения от двигателя к выходному звену мехатронного модуля

может быть обеспечена с помощью различных преобразователей движения

(передач), структура и конструктивные особенности которых зависят от типа

двигателя, вида перемещения выходного звена и их расположения (компоновки).

Преобразователи движения предназначены для преобразования одного вида

движения в другое, согласования скоростей и вращающих моментов двигателя и

выходного звена. Для преобразования движения используют винтовые, реечные,

цепные, тросовые передачи, а также передачи зубчатым ремнем, мальтийские

механизмы и др. Так как электродвигатели в основном высокооборотные, а рабочие

скорости выходных звеньев мехатронных модулей сравнительно невелики, то для

согласования скоростей используют понижающие передачи (редукторы): зубчатые

цилиндрические

и

конические,

червячные,

планетарные

и

волновые.

Тип

преобразователя движения выбирают, исходя из сложности его конструкции,

коэффициента полезного действия, люфта в передаче, габаритных размеров и

массы,

свойств

самоторможения,

жесткости,

удобства

компоновки,

технологичности, долговечности, стоимости и т. п. Выбор преобразователя

движения оказывает существенное влияние на характеристики мехатронного

модуля.

Реечные передачи

Реечная передача предназначена для преобразования

вращательного движения шестерни в поступательное движение рейки и, наоборот,

поступательного

движения

рейки

во

вращательное

движение

шестерни.

Основными звеньями реечной передачи являются шестерня и зубчатая рейка.

Планетарные передачи

Планетарными называют передачи, содержащие

зубчатые колеса, оси которых подвижны.

Движение этих колес сходно с

движением планет и поэтому их называют планетарными или сателлитами.

Мехатронные

модули

вращательного

движения

на

базе

высокомоментных двигателей

Следующим

шагом

в

развитии

приводной

техники

стало

появление

высокомоментных двигателей вращательного движения, применение которых

позволило вообще исключить механический редуктор из состава электроприводов

постоянного тока, работающих на низких скоростях.

Высокомоментными называются двигатели постоянного тока с возбуждением

от постоянных магнитов и электронной коммутацией обмоток, которые допускают

многократную перегрузку по моменту. Для определения положения полюсов на

роторе вентильного ВМД устанавливают дополнительные технические средства

(например, датчики Холла, индуктивные и фотоэлектрические датчики). Обычно

высокомоментные двигатели (ВМД) устойчиво работают на частотах вращения 0.1-

1 1/мин, которые типичны для металлорежущих станов и промышленных роботов.

21

Основные преимущества ВМД определяются отсутствием в приводе редуктора:

- снижение материалоемкости, компактность и модульность конструкции; -

повышенные точностные характеристики привода благодаря отсутствию зазоров; -

исключение

трения

в

механической

трансмиссии

позволяет

существенно

уменьшить погрешности позиционирования и нелинейные динамические эффекты

на ползучих скоростях; - повышение резонансной частоты.

ВМД выпускаются в настоящее время коллекторного и вентильного (иногда

используется термин «бесщеточного», либо «бесконтактного») типов. Основные

преимущества вентильных двигателей по сравнению с коллекторными: -

высокая

надежность,

большой

срок

службы,

минимальные

затраты

на

обслуживание ( вследствие исключения искрения и износа щеток); - улучшенные

тепловые характеристики (так как тепло рассеивается на обмотках статора, а на

роторе

тепловыделяющие

элементы

отсутствуют),

отсюда

возможность

использования проводов малого сечения; - высокое быстродействие за счет

высокого соотношения развиваемый момент/ момент инерции ротора; - большая

перегрузочная способность по моменту (типично Мщах/Мно,, = 8 ) в широком

диапазоне регулирования скорости; - близкие к линейным механические и

регулировочные характеристики. По сравнению с синхронными двигателями

вентильные ВМД позволяют регулировать скорость вращения с помощью обратной

связи, частота вращения не зависит от напряжения питания, нет проблемы

выпадения из синхронизма.

Основной недостаток вентильных двигателей - наличие дорогостоящих

магнитов и блока управления коммутацией обмоток, отсюда пониженный

показатель мощность/цена и повышенные габариты. В современных модификациях

эта проблема решается путем построения этих блоков на базе относительно

дешевых интегральных микросхем.

В состав современных мехатронных модулей движения на основе ВМД

обязательно входят также датчики обратной связи и иногда управляемые тормоза,

что позволяет отнести такие ММД ко второму поколению. В качестве датчиков

наиболее

часто

применяются

фотоимпульсные

датчики

(инкодеры),

тахогенераторы, резольверы и кодовые датчики положения. Принципиально важно,

что модуль "двигатель-датчик" имеет единый вал, что позволяет сочетать высокие

технические параметры и низкую стоимость. Также модули данного типа могут

применяться

в

нетрадиционных

транспортных

средствах:

электромобилях,

электровелосипедах, инвалидных колясках и т.п. Мехатронные модули линейного

движения Мехатронный подход к построению модулей вращательного движения

на базе высокомоментных двигателей получил в последние годы свое развитие и в

модулях линейного перемещения. Цель проектирования аналогична - исключить

механическую передачу из состава ММД.

Мехатронные модули движения на основе линейных высокомоментных

двигателей

(ЛВМД)

находят

все

большее

применение

в

гексаподах,

высокоскоростных

станках

(многоцелевых,

фрезерных,

шлифовальных),

комплексах для лазерной и водоструйной резки, вспомогательном оборудовании

(крестовых столах, транспортерах). Традиционные электроприводы линейных

перемещений включают в себя двигатель вращательного движения и механическую

22

передачу для преобразования вращения в поступательное движение (шарико-

винтовую передачу (ШВП), зубчатую рейку, ленточную передачу и т.п.).

С начала 80-х годов известны разработки собственно линейных двигателей,

однако из-за низких удельных силовых показателей они имели ограниченную

область применения (графопостроители, координатно-измерительные машины) и в

автоматизированном оборудовании не могли быть использованы. Основные

преимущества модулей на базе ЛВМД по сравнению с традиционными линейными

приводами: - повышение в несколько раз максимальной скорости движения (до

150-210 м/мин) и ускорения (в перспективе до 5g); - высокая точность реализации

движения; - высокая статическая и динамическая жесткость. Вместе с тем имеется

ряд проблем при проектировании и внедрении ЛВМД: более высокая стоимость,

необходимость

использования

систем

охлаждения

ММД

(жидкостной

или

воздушной), относительно невысокий к.п.д. модуля.

Мехатронные модули типа "двигатель - рабочий орган" Важным этапом

развития мехатронных модулей движения стали разработки модулей типа

"двигатель-рабочий орган". Такие конструктивные модули имеют особое значение

для технологических мехатронных систем, целью движения которых является

реализация целенаправленного воздействия рабочего органа на объект работ. В

станках с относительно небольшим крутящим моментом (токарных малых

размеров,

консольно-фрезерных,

высокоскоростных

фрезерных

станках)

применяются

так

называемые

"моторы-шпиндели".

Отличительной

конструктивной особенностью этих электромеханических узлов приводов главного

движения является монтаж шпинделя непосредственно на роторе двигателя.

Модули типа "двигатель - рабочий орган" нашли широкое распространение также в

электроприводах

различных

самоходных

средств

(электровелосипедов

и

электромобилей, робокаров и мобильных роботов и т.п.).

Раздел 2 Основы работы мехатронных систем

Основы работы электротехнических устройств

Когда ток течет по проводнику, вокруг него образуется магнитное поле, которое

увеличивается при

возрастании силы тока. Магнитные поля вызывают силу

притяжения на деталях, сделанных из стали,

никеля или кобальта. Эта сила

возрастает с увеличением магнитных полей.

23

Рисунок 1- Электрическая катушка с металлическим сердечником и без нее, и

линии их магнитных полей

Электромагнит имеет следующую структуру:

• Проводник смотан в виде катушки (без сердечника). Наложение линий

магнитных полей всех обмоток катушек (рисунок 1) усиливает магнитное поле.

• Металлический сердечник располагается в катушке. При протекании тока,

металл намагничивается. При одинаковой силе тока это явление позволяет создать

более сильное

магнитное поле, чем в катушке без сердечника. Обе эти особенности

обеспечивают создание сильного воздействия на черные металлы, даже если сила

тока мала.

Применение электромагнитов

В электропневматических системах управления, электромагниты главным образом

используются для регулирования положения клапанов, реле и контакторов. Чтобы

объяснить, как это происходит, мы будем использовать пример распределителя с

пружинным возвратом:

• Когда ток протекает через катушку, золотник распределителя переключается.

• Когда течение тока прерывается, пружина возвращает золотник в исходное

положение.

24

Рисунок 2- Принцип работы распределителя с электромагнитным управлением

Принцип работы конденсатора

Конденсатор состоит из двух токопроводящих пластин с изолирующим слоем

(диэлектриком) между

ними. Когда конденсатор подключен к источнику

напряжения постоянного тока (замыкается S1 на рисунок 3), создается небольшой

ток, который заряжает две пластины.

Если соединение с источником напряжения прерывается (размыкается S1),

заряд остается в конденсаторе. Чем больше емкость конденсатора, тем больше

заряженных

частиц

он

может

хранить.

Таким

образом,

конденсатор

характеризуется ёмкостью С, Ф.

С=

Q

⋃

Когда заряженный конденсатор подключается к потребителю (замыкается S2 на

рисунок 3), происходитуравнивание зарядов. Электрический ток будет поступать на

устройство-потребитель до полной разрядки конденсатора.

Рисунок 3- Принцип работы конденсатора

Принцип работы диода

Диоды – это электрические (полупроводниковые) приборы,

сопротивление

которых зависит от направления течения тока:

• Когда диод включается в прямом направлении, его сопротивление очень

низкое и ток может течь практически беспрепятственно.

• Когда он включается в обратном направлении, его сопротивление становится

очень большим и ток протекать не может.

Когда диод включается в цепь с переменным током, ток может течь только в

25

одномнаправлении. Ток выпрямляется (рисунок 4).

Диод можно сравнить с клапаном на велосипедной камере, который позволяет

воздуху попадать внутрь колеса, но препятствует его выходу обратно.

Рисунок 4:- Принцип работы диода

Принцип работы и устройство выключателя

Выключатели используются для пуска или прерывания тока в электрической

цепи. В зависимости

от конструкции, они могут быть кнопочными или с

фиксацией.



В

случае

с

кнопочным

переключателем,

коммутационное

состояние

сохраняется до тех

пор, пока нажата кнопка. Такой тип переключателей

используется, например, в дверных звонках.



В переключателях с фиксацией, оба положения (Вкл/Выкл) удерживаются

механически.

Каждое

положение

сохраняется

до

повторного

нажатия

переключателя.

26

Примером могут служить выключатели света в домах.

Дальнейшей классификацией и критерием выбора для переключателей является

коммутационное состояние в обычном положении (например, выключен).

Нормально разомкнутые контакты

В случае с нормально разомкнутым контактом (или Н/Р контакт), цепь разомкнута,

когда кнопка в

обычном положении. Включение кнопки замыкает контур и на

устройство-потребитель поступает ток. Когда кнопка отпускается, усилие пружины

возвращает её в обычное положение и контур опять размыкается.

Рисунок 4- Выключатель в разрезе и условное обозначение Н/Р контакта

Нормально замкнутые контакты

В случае с нормально замкнутым контактом (или Н/З контакт), контур замкнут,

когда кнопка в обычном положении. Нажатие кнопки размыкает цепь.

Рисунок 5- Выключатель в разрезе и условное обозначение Н/З контакта

Переключающиеся контакты

Переключающийся контакт сочетает в себе функции Н/З и Н/Р контактов в

одном устройстве. Они

используются для замыкания одной цепи и размыкания

другой одним нажатием. Оба контура во время

переключения ненадолго

размыкаются.

27

Рисунок 6- Выключатель в разрезе и условное обозначение переключающего

контакта

Реле и контакторы

Назначения реле

Реле используются в электропневматических системах управления для:



размножения сигналов,



задержки и преобразования сигналов,



совмещения данных,



разделения управляющих и основных цепей.

Они также используются в электрических системах управления для разделения

постоянного и переменного токов.

Рисунок 7 -Реле ипринципиальная схема для основной релейно-контактной цепи

Устройство реле

Реле – это электромагнитный переключатель, в котором управляющий контур

отделяется от

управляемого. Реле состоит из катушки (3) с металлическим

сердечником (1), якоря (4), служащего в

качестве исполнительного элемента,

28

возвратной пружины (2) и переключающих контактов (6). Когда

напряжение

подается на катушку, создается электромагнитное поле. Это заставляет якорь

притягиваться к сердечнику. Якорь действует на контакты реле, которые либо

замкнуты, либо разомкнуты, в зависимости от состояния. Если ток, протекающий

через катушку, прерывается, пружина возвращает якорь в исходное положение.

Сердечник (1) Катушка (3) Изолятор(5) Возвратная пружина (2) Якорь (4) Контакт

(6)

Рисунок 8-Реле в разрезе и его условное обозначение

Катушка может использоваться для переключения одного или нескольких контактов.

Существуют реле

и

других

конструкций, например, реле с

остаточной

намагниченностью, реле времени и контактор.

Реле времени

Реле времени делятся на реле с задержкой включения и реле с задержкой

выключения.

В реле с задержкой включения, якорь включается в заданный интервал t

d

;

задержки выключения нет.

В реле с задержкой выключения происходит обратное. Контакты переключаются

соответственно рисункам 9/10. Время задержки t

d

можно устанавливать по

необходимости.

29

Рисунок 9-Реле с задержкой включения

Рисунок 10-Реле с задержкой выключения

Назначение и устройство блока питания

Энергия поступает на системы управления через электрическую сеть. В

контроллере MecLab® дляэтих целей есть блок питания (Рисунок 11). Каждый

модуль блока питания выполняет свою задачу:



Трансформатор предназначен для уменьшения рабочего напряжения. Сетевое

напряжение подается на вход трансформатора (например, 230 В) и на выходе

уменьшается (например, до 24 В).



Выпрямитель преобразовывает переменный ток в постоянный. Конденсатор

на его выходе служит для сглаживания напряжения.



Стабилизатор напряжения

на

выходе блока

питания необходим для

сохранения электрического напряжения на постоянном уровне независимо от

протекания тока.

Рисунок 11- Модули в блоке питания электропневматической системы управления

30

Измерения в электрической цепи

Измерением называют сравнение неизвестного значения (например,

длины

пневматического цилиндра) с известным (шкалой мерной ленты). Делать это

помогает измерительный прибор

(например, стальная линейка). Результат,

измеренная величина, состоит из численного значения и единицы измерения (30,4

см).

Токи, напряжения и сопротивления обычно измеряются мультиметрами. Эти

измерительные приборы могут быть подключены в разные режимы работы:

- переменного напряжения / переменного тока и постоянного напряжения

/постоянного тока, - измерение тока, напряжения и сопротивления.

-измерения возможны только в том случае, если установился корректный режим

работы и измерительный прибор был правильно подключен к цепи.

Рисунок 12- Мультиметр и способы измерения тока и напряжения

Порядок работы при измерениях в электрической цепи

Выключить источник напряжения.



Установить на мультиметре требуемый режим работы (измерение силы



тока

или

напряжения,

напряжение

постоянного

или

переменного

тока,

сопротивления).



В случае использования приборов со стрелкой, проверить ее положение и если

необходимо, установить её на нуле.



При

измерении

напряжения

постоянного

тока/силы

тока,

подключить

измерительный

прибор

к

правильной

клемме

(положительная

клемма

измерительного прибора к положительной клемме источника



напряжения).



Выбрать наибольший измерительный диапазон.



Включить источник напряжения в цепь.



Следить за стрелкой или индикатором и постепенно переходить на меньший

измерительный диапазон.

31



Считать показания прибора при максимальном отклонении стрелки (в самом

маленьком возможном диапазоне).



Используя приборы со стрелкой, всегда следите за его показаниями,

чтобы

избежать погрешностей.

Измерение напряжения

Для определения напряжения, измерительный прибор соединяется с устройством-

потребителем параллельно.

Падение

напряжения

на

нем

совпадает

с

падением

напряжения

на

измерительном приборе. Каждый

прибор, измеряющий напряжение (вольтметр),

имеет собственное внутреннее сопротивление. Получение

наиболее точного

результата возможно только в том случае, если через измерительный прибор

протекает

очень маленький ток, то есть внутреннее сопротивление вольтметра

должно быть настолько большим, насколько возможно.

Измерение силы тока

Для

определения

силы

тока,

измерительный

прибор

подключается

к

устройству-потребителю

последовательно. Весь ток, потребляемый устройством,

протекает через измерительный прибор. У каждого амперметра есть свое внутреннее

сопротивление. Это дополнительное сопротивление уменьшает силу тока. Чтобы

погрешности оставались небольшими, внутреннее сопротивление

амперметра

должно быть очень маленьким.

Измерение сопротивления

Сопротивление устройства-потребителя в цепи с постоянным током может быть

определено прямо или косвенно.



При

косвенном

нахождении

сопротивления

измеряется

сила

тока,

проходящего через

устройство-потребитель, и падение напряжения на нем

(Рисунок 13). Замеры могут быть произведены по очереди или одновременно. Затем

по закону Ома рассчитывается сопротивление.



При

прямом

определении

устройство-потребитель

отделяется

от

цепи

(Рисунок 13).

Измерительный прибор включается в режиме «измерение

сопротивления» и подсоединяется

к двум клеммам устройства-потребителя.

Значение сопротивления считывается с прибора.

Если устройство-потребитель

повреждено (например, сгорела электромагнитная катушка

клапана), при

измерении сопротивления будут получаться или очень большие значение или ноль

(короткое замыкание).

Рисунок 13-Измерение сопротивления

32

Принципиальные схемы и внешний вид модели движения

На чертежах отображен только внешний вид изделия, принципиальные схемы

показывают, как взаимосвязаны электрические, пневматические и гидравлические

компоненты

технической

системы

или

установки.

Стандартные

условные

обозначения используются для указания на функции компонента и не связаны с его

конструкцией или внешним видом. Следовательно, принципиальные схемы

намного более абстрактны, чем технические чертежи.

Рисунок 1 -Действующие элементы и их изображение на (пневматической)

принципиальной схеме

Компоненты, соединения и т.д. нумеруются таким образом, чтобы сохранялся

вид при сборке схемы. В механизме компоненты помечаются так же, как и на

принципиальной схеме.

Блок-схемы и программы

Большинство современных управляющих устройств – это программируемые

контроллеры. Это означает, что компьютерная программа координирует и

направляет отдельные этапы управления. Для решения самых разнообразных задач

в инженерном деле были разработаны специальные языки программирования,

например, Fortran (FormulaTranslation) для преимущественно математических

задач, Cobol (CommonBusinessOrientedLanguage) для деловых программ, язык

релейно-контактных

схем

для

систем

логического

управления

или

Basic

(Beginner'sAll-purposeSymbolicInstructionCode),

как

многоцелевой

легкий

в

изучении язык программирования для начинающих.

На рисунке 2 показана блок-схема для следующего цикла управления:

• проверяется состояние переключения кнопок 1 и 2,

• если оба переключателя в состоянии 1 (включены),

тогда цилиндр выдвигается,

• во всех других случаях запрос повторяется

Цикл, представленный на рисунке 2, в программе Basic

выглядел бы примерно так:

33

10 P1 = Кнопка 1

20 P2 = Кнопка 2

30 Если (P1 = 1) и (P2 = 1) тогда цилиндр выдвигается, иначе переход к пункту

10

Рисунок 2 – Блок – схема

Рисунок 3 - Логическая программа

План размещения оборудования и схематическое изображение используются

для иллюстрации принципа работы механизма. Изображение может быть более или

менее абстрактным, в зависимости от цели; наиболее важным аспектом является

реалистичное представление взаимодействия и расположения основных элементов

и

модулей.

Чтобы

продемонстрировать

основные

взаимосвязи,

элементы

управления (датчики или исполнительные механизмы) могут обозначаться в

схематическом изображении так же, как в программе или на принципиальной

схеме. На рисунке 4 показан пример.

Рисунок 4- Фотография и схематическое изображение модуля конвейера

Запоминание сигнала с использованием реле и распределителями

Шток поршня выдвигается только при нажатой кнопке, если она отпускается по

мере его выдвижения,

то шток втянется обратно, не достигнув конечного

положения.

Запоминание сигнала посредством релейной схемы с самоудержанием

Для увеличения эффективности работы, делается так, чтобы шток поршня

выдвигался полностью, даже если оператор нажимает кнопку в течение короткого

34

временного промежутка. Для этого распределитель должен оставаться в заданном

положении даже после отпускания кнопки, то есть ее действие должно быть

запомнено.

При нажатии на кнопку «ON», на катушку реле начинает поступать ток

(рисунок 1а). Реле начинает работать и контакт К1 замыкается. После отпускания

этой кнопки, ток продолжает течь через катушку и контакт K1, а реле остается в

рабочем положении. Сигнал о включении запоминается. Такая схема называется

релейной схемой с самоудержанием.

Рисунок 1 Схема самоудержания с использованием реле

Прекращение подачи тока и отключение реле происходит только после нажатия

кнопки «OFF». Если

кнопки «ON» и «OFF» нажимаются одновременно, на

катушку реле начинает поступать ток. Такая цепь называется с самоудержанием и

с доминирующим (ON) включением.

Режимы работы схем, изображенных на рисунке 1 а и b, при нажатии на кнопку

«ON» или «OFF» не отличаются. Отличие появляется только при одновременном

нажатии на обе кнопки - реле

обесточивается. Такая схема называется с

самоудержанием и с доминирующим выключением.

Ручное управление прямым и обратным ходом с использованием релейной

схемы с самоудержанием

Шток поршня в цилиндре должен выдвигаться при нажатии на кнопку S1 и

втягиваться при нажатии на кнопку S2. Реле с самоудержанием используется для

запоминания сигнала.

35

Рисунок 2- Ручное управление прямым и обратным ходом с запоминанием сигнала

посредством релейной схемы с самоудержанием

При нажатии на кнопку S1, реле переходит в режим самоудержания (рисунок

2b). Распределитель приводится в действие с помощью добавочного контакта реле.

Шток поршня выдвигается. При нажатии

на кнопку S2 самоудержание

прекращается, шток втягивается.

Так как схема является с доминирующим выключением, нажатие на две кнопки

приводит к тому, что шток втягивается или остается в исходной втянутой позиции.

Запоминание

сигнала

при

помощи

распределителя

с

двумя

электромагнитами

Распределитель – это компонент, который остается во включенном состоянии,

даже если на магнит больше не поступает ток. Это означает, что он может

выполнять функцию запоминания.

Шток поршня в цилиндре управляется кратковременным нажатием двух кнопок

(S1: выдвижение, S2: втягивание).

36

a) Пневматическая принципиальная схема с цилиндром двустороннего действия

b) Электрическая принципиальная схема с прямы м управлением

c) Электрическая принципиальная схема непрямым управлением

Рисунок 3-Ручное управление прямым и обратным ходом с запоминанием сигнала

посредством распределителя с двойным электромагнитом

Две кнопки действуют прямо или непрямо на катушки двух электромагнитов в

распределителе (рисунки 3.b и 3 c соответственно).

Нажатие на кнопку S1 является причиной возникновения силы притяжение,

которая действует на электромагнитную катушку 1М1. Распределитель с двумя

электромагнитами переключается и шток

поршня выдвигается. Если кнопка

отпускается в процессе выдвижения поршня, шток продолжает

двигаться до

конечного положения, потому как распределитель остается во включенном

состоянии.

Нажатие на кнопку S2 является причиной возникновения силы притяжение,

действующую на

электромагнитную катушку 1М2. Распределитель снова

переключается и шток втягивается. Отпускание кнопки S2 не влияет на движение.

Датчики

Датчики предназначены для сбора информации и передачи ее в формате,

поддающемся оценке, в

системе обработки сигналов. Они используются для

решения разнообразных технологических задач.

Именно поэтому датчики

классифицируются по:



принципу работы (оптические, индуктивные, механические, и т.д.),



измеряемому параметру (перемещение, давление, расстояние, температура,

значение уровня ph, интенсивность освещения, присутствие объектов и т.д.),



выходному сигналу (аналоговый, цифровой, двоичный и т.д.).

Чаще всего в автоматизации используются датчики с цифровым выходным

сигналом, так как они намного более устойчивы к помехам, чем аналоговые.

Цифровые

контроллеры

могут

использоватьсигналы

этих

датчиков

без

преобразования их в цифровой формат, так называемыми аналого-цифровыми

преобразователями.

В промышленности широкое распространение получили так называемые

бесконтактные датчики, определяющие положение (или приближение) заготовки.

Бесконтактные датчики

В

бесконтактных

датчиках

нет

контактов

и,

следовательно,

внешнего

механического пускового

воздействия. Это обеспечивает их долговечность и

высокую надежность. Различают следующие виды бесконтактных датчиков:

Датчики с механическим переключающим контактом

- герконы

37

Датчики с электронным переключателем выхода

- индуктивные бесконтактные датчики

- емкостные бесконтактные датчики

- оптические бесконтактные датчики

Магнитные датчики

Герконы приводятся в действие магнитом. Они состоят из двух контактных

пластинок в маленькой стеклянной трубке, заполненной инертным газом. Действие

магнита вызывает замыкание пластинок так, чтобы мог протекать ток (Рисунок 1). В

случае с герконами, которые работают как нормально замкнутые

контакты,

пластинки предварительно нагружаются с использованием маленьких магнитов.

Это

предварительноенагружение впоследствии перекрывается воздействием

намного более сильного переключающего магнита.

Герконы

долговечны

и

обладают

высокой

скоростью

переключения

(приблизительно 0,2 мс). Они просты в обслуживании, но не могут использоваться

в местах с сильными магнитными полями (например, вблизи сварочных аппаратов

или компьютерных томографов).

Рисунок 1-Геркон

Рисунок 2-: Конструктивная схема и условное обозначение геркона

(нормально открытый контакт)

38

Электронные датчики

Электронные датчики бывают индуктивными, оптическими и емкостными. Как

правило, у них есть три электрических выхода для соединения с:

•

источником напряжения,

•

заземлением,

•

выходным сигналом.

В электронных датчиках переключается неподвижный контакт. Вместо этого

выход

соединяется или с источником напряжения, или с землёй (= выходное

напряжение 0В).

В

зависимости

от

вида

полярности

выходного

сигнала

электронные

бесконтактные датчики могут иметь конструкцию двух типов:



В случае положительно переключающихся электронных датчиков, когда в

зоне его действия нет детали, напряжение на выходе будет равно 0 (выкл.).

Приближение заготовки приводит к тому, что выход включается и начинается

подача напряжения.



В случае отрицательно переключающихся датчиков, подача напряжения

происходит,

когда в зоне действия датчика заготовки нет. Ее приближение

приводит к смене напряжения на 0.

Индуктивные бесконтактные датчики

Индуктивные бесконтактные датчики состоят из резонансного контура (1),

триггера (2) и усилителя (3) (Рисунок 3). При подаче напряжения на контакты,

резонансный контур вырабатывает (высокочастотное) магнитное переменное поле,

которое излучается из передней части датчика.

Помещение электрического проводника в это переменное поле «ослабляет»

резонансный контур. Далее по мере протекания тока электронный блок, состоящий

из триггера и усилителя, оценивает характер изменения резонансного контура и

выдает сигнал.

Индуктивные бесконтактные датчики могут быть использованы для определения

положения любых

материалов с хорошей электрической проводимостью,

например, графита или металла.

Рисунок 3- Упрощённое изображение, принцип действия и условное обозначение

индуктивного бесконтактного датчика

39

Рисунок 4- Индуктивный датчик

Емкостные бесконтактные датчики

Емкостные бесконтактные датчики состоят из резистора (R) и конденсатора (C),

которые вместе образуют резонансную RC-цепь, а также электронный контур для

оценки колебаний.

Между

активным

и

заземляющим

электродами

конденсатора

образуется

электростатическое поле. На передней стороне датчика формируется паразитное

поле. Когда объект попадет в него, емкостное

сопротивление конденсатора

меняется (Рисунок 5).

Резонансный контур ослабляется и остальная часть устройства выдает сигнал.

Емкостные

датчики

реагируют

не

только

на

материалы

с

высокой

электрической проводимостью

(металлы), но и на все диэлектрики с высокой

диэлектрической постоянной (пластик, стекло, керамика, жидкости и дерево).

Рисунок 5- Упрощённое изображение, принцип действия и условное обозначение

емкостного датчика

40

Оптические бесконтактные датчики

В оптических датчиках всегда есть передатчик и приемник. Они используют

оптические (красный или инфракрасный свет) и электронные элементы и модули

для определения положения объекта, находящегося

между передатчиком и

приемником.

Особенно надежные передатчики красного или инфракрасного спектра являются

полупроводниковыми

светоизлучающими диодами

(LED). Они небольшие,

твердые, недорогие, надежные, прочные и легкие в

установке. Преимущества

красного спектра в том, что при выравнивании (регулировке) оптических осей

датчиков его можно увидеть невооруженным взглядом.

В оптических датчиках фотодиоды или фототранзисторы используются в

качестве приемника.

Различают три вида оптических датчиков:



датчики типа «световой барьер»,



датчики типа «отражающий барьер»,



диффузные датчики.

Датчики типа «световой барьер»

В датчиках типа «световой барьер» передатчик и приемник размещаются отдельно

друг от друга.

Элементы монтируются таким образом, чтобы луч света,

испускаемый

передатчиком,

попадал

прямо

в

приемник

(например,

в

фототранзистор)

(Рисунок

6).

Если

объект,

заготовка

или

даже

человек

оказываются между приемником и передатчиком, луч света прерывается, выдаётся

сигнал и система переключается (включено/выключено).

Рисунок 6- Конструктивная схема и условное обозначение датчика типа

«световой барьер»

41

Рисунок 7 «Световой барьер» вилкообразной формы

Датчики типа «отражающий барьер»

В датчикетипа «отражающий барьер» передатчик и приемник располагаются в

одном корпусе. Отражатель отражает световой луч от передатчика к приемнику.

Датчик смонтирован таким образом, чтобы луч из передатчика почти полностью

попадал в приемник. Если что-то или кто-то оказывается между передатчиком и

отражателем,

световой луч обрывается, вырабатывается

сигнал

и система

переключается (включено/выключено).

Рисунок 8- Конструктивная схема и условное обозначение датчика типа

«отражающий барьер»

Диффузные датчики

В таких датчиках передатчик и приемник располагаются в одном корпусе. Но, в

отличие от отражающего барьера, в диффузных нет отражателя. Вместо него

используется отражающая способность объекта или заготовки, которые попадают в

коммутационную зону. Если свет попадает на

отражающую поверхность, он

перенаправляется на приемник и датчик переключается. Этот принцип

может

использоваться только тогда, когда поверхности заготовки или части машины

обладают высокой

отражательной способностью (например, металлические

поверхности, светлые цвета).

Рисунок 9-Конструктивная схема и условное обозначение диффузного датчика

Датчики давления

Датчики давления бывают разных типов:



механические реле давления с двоичным выходным сигналом,



электронные реле давления с двоичным выходным сигналом,



электронные датчики давления с аналоговым выходным сигналом.

Механические реле давления с двоичным выходным сигналом

В механических реле давление действует на поршень. Если сила давления

42

превышает силу сжатия пружины, поршень перемещается и замыкает контакты

коммутирующих элементов.

Рисунок 10- Конструктивная схема и условное обозначение поршневого реле давления

Электронные реле давления с двоичным выходным сигналом

Примерами электронных реле давления с двоичным выходным сигналом могут

служить мембранные реле давления, которые переключают контакты электронно.

Для этих целей к мембране прикрепляются датчики, чувствительные к давлению

или нагрузке. Сигнал датчика оценивается электронным контуром.

Как только

давление превышает ранее установленное значение, выход переключается.

Рисунок 11- Электронный датчик давления и его условное обозначение

43

Отдельные компоненты в пневматической системе управления и их

назначение

Компрессор

В пневматических системах энергия подается винтовыми или поршневыми

компрессорами, с выходным давлением 700 – 800 кПа (7-8 Бар). Это означает, что

минимальное значение рабочего давления создаваемого в цилиндре будет равно

600 кПа (6 Бар), несмотря на утечки и потери сети.

Фильтры сжатого воздуха

Фильтры располагаются централизованно или децентрализовано в системах

сжатого воздуха. Они очищают воздух от конденсата и частиц грязи. Качественная

очистка воздуха играет важную роль в

продлении срока службы элементов,

располагающихся в направлении протекания воздуха.

Регулятор давления

В подсистемах, где необходимо следить за уровнем давления, устанавливаются

регуляторы. Они компенсируют колебания в сетях сжатого воздуха. Установленное

давление остается постоянным до тех пор, пока входящее превышает его не более

чем на 50 кПа (0,5 Бар).

Клапаны включения-выключения

Разделяют отдельные сети сжатого

воздуха.

Распределители

Останавливают поток воздуха и направляют его на рабочие элементы в

заданное время.

Безопасность и надежность системы зависит от правильности

соединения элементов между собой.

Силовой распределитель

Подходят по диаметру к цилиндру и подают на них необходимое количество

сжатого воздуха.

Цилиндры

Пневматические цилиндры – рабочие элементы с высокой прочностью и долгим

сроком службы.

Цилиндры

стандартных размеров могут достигать больших

скоростей. Для надежной работы цилиндры должны быть правильно подобраны по

размерам и смонтированы.

44

Рисунок 1- Ключевые элементы и узлы в пневматической системе управления

Назначение и особенности исполнительных устройств (пневматических

цилиндров)

Цилиндры одностороннего действия

В цилиндры одностороннего действия воздух поступает только с одной стороны, где

у них есть для этого вход. Это означает, что они могут работать только в одном

направлении. Полость цилиндра должна быть пустой до того, как поршень вернется,

после чего встроенная пружина или приложенная сила втягивает шток поршня

(Рисунок 2) . Опустошение проходит через отверстие в крышке цилиндра.

Рисунок 2 -Изображение, разрез и принципиальная схема цилиндра

одностороннего действия

Цилиндры двухстороннего действия

В цилиндры двустороннего действия воздух попадает с двух сторон, то есть они

могут работать в двух направлениях. Сила, действующая на поршень, перемещает

его вперед, в то время как сила, действующая

непосредственно на поршень со

стороны штока, обеспечивает его возвратное движение (Рисунок 3).

В цилиндре двухстороннего действия в каждой камере давления есть отверстия.

Перед включением в обратном направлении, соответствующая камера (поршня или

штока) должна быть опустошена.

45

Рисунок 3- Изображение, разрез и принципиальная схема цилиндра двухстороннего

действия

Регулирование скорости цилиндра одностороннего действия

Дроссель

Дроссель регулирует сечение труб. Результатом будет служить уменьшение

объема потока в двух направлениях.

Дроссель с обратным клапаном

Данный клапан работает только в одном направлении, для

изменения

направления регулирования используется обратный клапан. На корпусе клапана

направление потока указывается стрелкой.

Рисунок 4 -Изображение, вид в разрезе и принципиальная схема дросселя с

обратным клапаном

Прямой ход

46

Подача

воздуха

уменьшается

посредством

дросселя

с

обратным

клапаном.

Регулирование скорости возможно только при прямом ходе, для обратного хода

поток направляется через обратный клапан.

Прямой и обратный ход

Дроссель устанавливается в месте входа/выхода сжатого воздуха. Регулирование

скорости возможно как для прямого, так и для обратного хода.

Использование двух дросселей с обратным клапаном

Скорость можно устанавливать отдельно для прямого и обратного ходов

47

Регулирование скорости цилиндров двухстороннего действия

Прямой ход (регулирование выходящего потока)

Дроссель с обратным клапаном устанавливается в месте выхода сжатого

воздуха (регулирование выходящего потока). Выходящий воздух проходит через

дроссель. Как правило, регулирование выходящего воздуха осуществляется

цилиндрами двухстороннего действия. Регулирование скорости не зависит от

нагрузки.

Прямой ход (регулирование входящего потока) (не подходит для цилиндров,

установленных вертикально)

Дроссель с обратным клапаном располагается в месте входа сжатого воздуха

(регулирование входящего потока). Регулирование скорости возможно только при

прямом ходе. Небольшие изменения нагрузки на штоке поршня приводят к

48

большим колебаниям скорости перемещения. Нагрузка в направлении движения

цилиндра увеличивается выше установленного значения.

Прямой и обратный ход

Регулирование выхода сжатого воздуха осуществляется с помощью дросселя.

Скорость можно устанавливать отдельно для прямого и обратного ходов.

Назначение и особенности пневматических распределителей

Пневматические распределители регулируют направление движения сжатого

воздуха.

Направление

потока

обозначается

стрелкой.

Запуск

может

быть

произведен

вручную,

механически,

пневматически

или

электрически.

В

автоматизированных

системах

обычно

используются

распределители

с

электромагнитным управлением, которые создают связь между пневматическим и

электрическим управлением. Они переключаются посредством выходных сигналов

из системы управления и перекрывают или открывают соединительные линии в

силовой части пневмопривода. Назначение распределителей с электромагнитным

приводом:

• подключение или прекращение подачи сжатого воздуха,

• втягивание и выдвижение приводов цилиндра.

49

Рисунок 5 – Распределители

Названия и условные обозначения пневматических распределителей

В таблице представлены основные виды распределителей.

Основные способы включения распределителей

50

Управление цилиндром одностороннего действия

На рисунке 6 а показан распределитель с электромагнитным приводом, который

управляет перемещением цилиндра одностороннего действия, в котором три канала

и два переключаемых положения.

- Когда электромагнит распределителя обесточивается, камера цилиндра

разгружается от давления через распределитель. Шток поршня втягивается.

- Когда на катушку подаётся ток, распределитель переключается, и камера

цилиндра заполняется жидкостью. Шток выдвигается.

- Когда ток перестает поступать на электромагнит, клапан снова переключается.

Камера цилиндра разгружается от давления и шток втягивается.

Управление цилиндром двухстороннего действия

Цилиндр двухстороннего действия, изображенный на Рисунке 6б, приводится в

действие

распределителем

с

пятью

каналами

и

двумя

переключаемыми

положениями.

- Когда электромагнит обесточивается, левая камера цилиндра разгружается от

давления, а правая заполняется жидкостью. Шток втягивается.

- Когда ток подаётся на электромагнит, клапан переключается. Левая камера

цилиндра заполняется жидкостью, а правая разгружается от давления. Шток

выдвигается.

- Когда ток перестает поступать на катушку, клапан переключается и шток

втягивается

51

Рисунок 6- Управление цилиндрами с помощью электромагнитных

распределителей

Пневматическая система управления, представленная на принципиальной

схеме

Самым простым способом управления цилиндрами одно- и двухстороннего

действия

является

прямое

управление.

В

этом

случае

работа

цилиндра

регулируется непосредственно вручную или с помощью распределителя с

механическим приводом без вмешательства каких-либо других распределителей.

Рисунок 7- Принципиальная схема прямого управления с 3/2-распределителем с

ручным управлением

Условные

обозначения

на

принципиальной

схеме

должны

изображать

некоторые элементы в выключенном состоянии. Опыт показал, что такое

представление сбивает новичков с толку. По этой причине и сделано отклонение от

стандартов и функция включения показана соответствующим образом, чтобы

52

облегчить понимание. Стрелка около приводного элемента 3/2-распределителя с

кнопкой указывает на то, что распределитель находится во включенном состоянии

(Рисунок 7 справа).

Условные обозначения в принципиальных схемах

Структура пневматических принципиальных схем и расположение символов, а

также обозначения и нумерация элементов определены в стандарте DIN/ISO 1219-

2. Состояние переключения распределителя – это исходное положение (нормальное

положение).

Блок

исполнительных

элементов

(цилиндры

с

силовыми

распределителями)

изображается

в

верхней

части,

а

блок

управления

с

устройствами ввода сигналов – в нижней.

Обозначения элементов проставляются снизу-вверх и слева-направо (Рисунок

8).

Рисунок 8- Обозначения на пневматической принципиальной схеме

Пример представления электропневматического контура и его принципа

действия

53

Рисунок 9- Представление электропневматического контура

Принцип действия электропневматического контура:

• Когда кнопка S1 включена, электромагнит клапана 1M1 переключается

посредством нормально открытого контакта реле К0 и цилиндр1А выдвигается.

• Когда цилиндр выдвинут полностью, магнитный бесконтактный датчик 1S1

переключает реле К1, таким образом, активируя электромагнит клапана 1M2.

Цилиндр возвращается в исходное положение

Основы техники управления

Системы управления являются центральным элементом в автоматизации наряду с

исполнительными устройствами и датчиками. Термин «система управления» в

широком смысле используется для описания устройств предназначенных для:

• управления без обратной связи,

• управления с обратной связью,

• отслеживания,

• сбора данных,

• связи,

• диагностики.

В более узком смысле, управление в автоматизации относится к влиянию энергии

или материального потока посредством одного или более сигналов в системе без

обратной связи (DIN 19226). Системы управления используются для процессов,

которые выполняются пошагово. Примерами могут служить:



открытие двери, когда кто-то перед ней стоит,



переключение светофора через определенный промежуток времени,



включение света в коридоре после нажатия кнопки и автоматическое его

выключение



через определенный отрезок времени.

Системы управления могут характеризоваться процессом без обратной связи, то

есть когда входная переменная (x) не зависит от контролируемой выходной

переменной (y). Система управления не может реагировать на возможные

54

отклонения переменных. Это означает, что система

без обратной связи с

управлением времени для света в коридоре выключает его после определенного

промежутка времени независимо от того, дошел ли тот человек, который нажал на

кнопку выключателя, до двери квартиры или нет.

На рисунке 1 изображена система без обратной связи

С другой стороны, система управления с обратной связью непрерывно

записывает выходные переменные (y) процесса, сравнивает их с входными (x) и

затем автоматически корректирует процесс, выравнивая входные и выходные

переменные. В таких системах замкнутый контур управления реагирует на

изменения переменных. Процессы управления с обратной связью являются, по

большей части,

непрерывными, где поддерживается определенное значение

выходной переменной. Примерами могут служить:

• регулирование температуры воды в аквариуме,

• регулирование скорости в автомобиле (круиз-контроль),

•

регулирование скорости вращения в электрическом двигателе

.

Рисунок 2- Управление обратной связью

В технологии автоматизации многие термины придумываются для обозначения

особых видов

контроллеров, предназначенных для выполнения определенных

функций, например:

- Системы управления с аппаратным программированием

В системах управления с аппаратным программированием логика управления или

«программа» осуществляется путем соединения реле. В качестве примера могут

служить релейно- контактные системы управления. Они, как правило, состоят из реле

и используются для

решения простых задач управления, например, запуска

электродвигателей.

55

- ПЛК – программируемые логические контроллеры

ПЛК были разработаны для замены менее гибких релейно-контактных систем

управления.

Они состоят из компьютера с определенными входными и выходными модулями.

Программа работает не путем соединения отдельных реле, а хранится в памяти

контроллера, где может быть легко изменена.

ПЛК в основном обрабатывают двоичные сигналы.

В мультимедийной учебной системе MecLab® действующий ПЛК заменен

симулятором в программеFluidSIM®.

В добавление к программируемым логическим контроллерам, релейно-контактные

системы управления могут быть также смоделированы в программе FluidSIM® .

- ЧПУ – Числовое программное управление

Оно используется, например, для управления сверлильными, режущими и токарными

станками. В первом автоматизированном станке использовался деревянный шаблон,

с которым сверяли форму

заготовки. Затем, деревянный шаблон заменили

цифровой моделью, которая хранила в форме двоичных кодов координаты

заготовки. Основной целью ЧПУ является перевод компьютерной

модели

заготовки,

созданной

с

использованием

программного

обеспечения,

в

последовательность движений для станка

.

- РК – контроллеры-роботы

Контроллеры-роботы были специально созданы для управления промышленными

роботами. Они сходны по структуре с ЧПУ контроллерами.

Принцип работы и устройство программируемых логических

контроллеров (ПЛК)

ПЛК являются широко используемыми простейшими контроллерами, поэтому

ниже они рассмотрены более подробно.

Рисунок 3-Программный логический контроллер

Основным

элементом

в

ПЛК

является

система

микропроцессора.

56

Программирование микропроцессора определяет:



какие входы контроллера (I1,

I

2 и т.д.) считываются и в каком порядке,



как эти входные сигналы связаны,



выходы (O1, O2 и т.д.) к которым приведут результаты обработки сигнала.

В случае с ПЛК, поведение контроллера определяется не взаимосвязью

электрических элементов (аппаратными устройствами), а скорее программой.

Рисунок 4 – Структурные элементы ПЛК

Математические основы – базовые логические функции

Логические функции являются основой большинства контроллеров, поэтому

ниже приводится обзор наиболее важных из них. Логические функции могут быть

представлены в виде таблицы, уравнений, с

использованием релейных схем

(операций) или логических символов. Логические символы используются в ПЛК

для создания программы.

Тождественность (операция ДА)

Изображенная кнопка - нормально разомкнутый контакт, когда она не нажата,

лампа Р1 не горит и наоборот.

Рисунок 5- Принципиальная схема (Тождественность)

Кнопка S1 выступает в качестве входного сигнала, а лампа – выходного. Данные

могут быть сведены в таблицу истинности:

57

Рисунок 6-Таблица истинности (тождественность)

Тогда Булево уравнение будет выглядеть следующим образом:

I

= O

Отрицание (операция НЕ)

Изображенная кнопка – нормально замкнутый контакт, когда она не нажата,

лампа Р1 горит и наоборот.

Рисунок 7 - Принципиальная схема (отрицание)

Кнопка S1 выступает в качестве входного сигнала, а лампа – выходного. Данные

могут быть сведены в таблицу истинности:

58

Рисунок 8- Таблица истинности (отрицание)

Тогда Булево уравнение будет выглядеть следующим образом: I =O (читать:

не I равно O)

Два отрицания, соединенных последовательно, компенсируют друг друга

Конъюнкция (операция И)

Если два нормально разомкнутых контактов соединены последовательно, то

лампа будет гореть до тех пор, пока нажаты обе кнопки.

59

Рисунок 9-Принципиальная схема (конъюнкция)

Таблица истинности описывает отношение. Выходной сигнал будет равен 1, если

оба входных сигнала (

I1 и I2

), будут равны 1. Это операция «И». В виде уравнения

ее можно представить следующим образом:

Дизъюнкция (Операция ИЛИ)

Другой базовой логической функцией является операция ИЛИ. Если два

нормально замкнутых контакта соединены параллельно, то лампа будет гореть,

если нажата хотя бы одна кнопка.

Рисунок 10- Принципиальная схема (дизъюнкция)

60

Операция ИЛИ представляется в виде следующего уравнения:

Дополнительные логические операции

Выполнение операций НЕ/И/ИЛИ с использованием электротехнических схем

уже было описано.

Каждая из функций может быть свободно представлена в

пневматике или электронике. Булева

алгебра также признает дополнительные

логические функции, обзор которых представлен в таблице ниже

.

61

Рисунок 11- Логические операции

Рисунок 12- Продолжение логических операций

Примеры управляющих устройств

Блок электропневматического управления, обрабатывающий сигналы, состоит из

трех функциональных модулей. Пример такого устройства изображен на рисунке

62

13



Получение входного сигнала происходит посредством датчиков, кнопок или

переключателей. На рисунке 13 для получения входного сигнала используются два

бесконтактных датчика (1

B

1

/

1

B

2).



Обработка

сигнала

проходит

с

использованием

релейной

схемы

или

программируемого

логического

контроллера.

Существуют

и

другие

виды

обработки

сигнала,

однако,

они

имеют

меньшее

значение

в

практике

автоматизации. На рисунке 13обработка сигнала выполняется релейной схемой

управления

(

K

1

/

K

2

)

.



Вывод

сигнала

осуществляется

распределителем

с

электромагнитным

приводом

(

1

M

1

/

1

M

2

)

.

Рисунок 13-Блок управления сигналом с релейной схемой управления

(принципиальная схема не по стандарту)

Принцип работы релейной схемы управления, изображенной на рисунке 13



Элементы ввода сигнала – индуктивные бесконтактные датчики 1B1 и1B2,

подключаются к катушкам реле (K1, K2 и т.д.) с помощью входов (I1, I2 и т.д.).



Обработка сигнала проходит через соответствующее соединение катушек реле

и релейных контактов. В этом случае, контакты реле и выход O1 перемножаются (И),

а контакты и выход O2 складываются (ИЛИ).



Элементы для вывода сигнала, электромагнитные катушки распределителя 1М1

и 1М2 соединяются

с выходами сигналов (О1, О2 и т.д.). Они приводятся в

действие через контакты реле К1 и К1.

63

Рисунок 14-Блок управления сигналами в ПЛК

На рисунке 14 изображен блок управления сигналами в электропневматической

схеме управления, в которой обработка сигнала проходит с помощью ПЛК.



Элементы для ввода сигнала (на рисунке 7.10: индуктивные бесконтактные

датчики 1В1 и 1В2) соединяются с входами ПЛК (I1,

I

2).



Программируемая система микропроцессора ПЛК выполняет все задачи по

обработке сигнала.



Элементы для вывода сигнала (на рисунке 7.10: электромагнитные катушки

1М1 и 1М2 распределителя) соединяются с выходами ПЛК (O1, O2). Запуск

происходит через электронный

контур, который является частью системы

микропроцессора.

Применение реле в электропневматике

Реле могут использоваться для выполнения всех требований

по обработке сигнала в

электропневматических схемах управления. В прошлом релейные схемы управления

производились в больших количествах. Их основными достоинствами являются

простое устройство и легкий для понимания режим работы. Так как релейные схемы

относительно надежны, то их все еще используют в промышленности, например, в

качестве

аварийных

схем

выключения.

Однако

все

чаще

их

заменяют

программируемыми логическими контроллерами.

Прямое и непрямое управление с использованием реле

При нажатии на кнопку S1 шток поршня цилиндра одностороннего действия

должен выдвинуться и

втянуться обратно при ее отпускании. На рисунке 1a

изображена соответствующая пневматическая принципиальная схема.

64

a) Пневматическая принципиальная схема

b) Электрическая принципиальная схема для прямого управления

c) Электрическая принципиальная схема для непрямого управления

Рисунок 1 -: Принципиальные схемы для управления моделью цилиндра

одностороннего действия

Прямое управление цилиндром одностороннего действия

На рисунке 1b изображена электрическая принципиальная схема для прямого

управления цилиндром одностороннего действия. Кнопка нажата, ток течет через

электромагнитную катушку 1М1 3/2 – распределителя. Электромагнит развивает

тяговую силу, клапан переключается в рабочее положение и

шток поршня

выдвигается. При отпускании кнопки подача тока прекращается. Электромагнит

обесточивается, распределитель переключается в свое исходное положение и шток

поршня втягивается.

Непрямое управление цилиндром одностороннего действия

При непрямом управлении, после нажатия кнопки ток начинает течь через

катушку реле. Контакт реле

К1 замыкается и распределитель переключается.

Шток выдвигается.

При отпускании кнопки подача тока прекращается, катушка обесточивается, и

65

распределитель возвращается в исходное положение, шток втягивается. Вначале

результат такой же, как и при прямом управлении. Более сложное непрямое

управление используется если:



управляющая и основная цепи работают при разном напряжении (например,

24В и 230В),



сила тока, проходящего через катушку распределителя, превышает допустимое

значение для

кнопки (например, ток, идущий через катушку: 0,5А; допустимое значение для

кнопки: 0,1А),



одна кнопка или переключатель используются для переключения большого

количества клапанов,



требуются расширенные логические операции между сигналами и различными

кнопками.

Управление цилиндром двустороннего действия

Шток поршня цилиндра двустороннего действия выдвигается, когда нажата

кнопка S1 и втягивается, когда она отпускается.

a) Пневматическая принципиальная схема с 4/2-распределителем

b) Пневматическая принципиальная схема с 5/2-распределителем

c) Электрическая принципиальная схема с прямым управлением

d) Электрическая принципиальная схема с непрямым управлением

66

Рисунок 2 - Принципиальные схемы для управления моделью цилиндра

двустороннего действия

Блок управления электрическими сигналами остается неизменным по сравнению

с управлением моделью цилиндра одностороннего действия. Так как две камеры

цилиндра

должны

быть

опустошены

или

находится под давлением, то

используются либо 4/2-распределители, либо 5/2-распределители (рисунки 2a и 2b

соответственно) Название 4/2-распределителя или 5/2-распределителя указывает на

количество каналов (4 или 5) и переключаемых положений (2) в клапане.

Логические операции с использованием реле

Зачастую для создания требуемого перемещения пневматического цилиндра,

сигналы, поступающие с нескольких элементов, объединяются.

Параллельное соединение (операция «ИЛИ»)

Выдвижение штока поршня может быть вызвано использованием одного или двух

независимых входных компонентов, кнопок S1 и S2.

Для этого на принципиальной схеме контакты двух кнопок располагаются

параллельно (рисунки 3cи 3d).



До тех пор, пока кнопки не сработали (S1

∧

S2 = 0), распределитель остается в

исходном положении. Шток втянут.



Если, по крайней мере, одна из двух кнопок срабатывает (S1

∨

S2 = 0),

распределитель переключается в рабочее положение. Шток выдвигается.



Если обе кнопки отпускаются и таким образом размыкаются (S1

∧

S2 = 0),

распределитель переключается в исходное положение. Шток втягивается.

a) Пневматическая принципиальная схема с цилиндром одностороннего

действ ия

b) Пневматическая принципиальная схема с цилиндром двустороннего

действия

c) Электрическая принципиальная схема с прямым управлением

67

d) Электрическая принципиальная схема с непрямым управлением

Рисунок 3-Параллельное соединение двух контактов (операция «ИЛИ»)

Последовательное соединение (операция «И»)

Шток цилиндра выдвигается, только если срабатывают обе кнопки (S1 и S2).

Для

этого

на

принципиальной

схеме

контакты

кнопок

располагаются

последовательно (рисунки 8.4c и 8.4d).



До тех пор, пока не сработает хотя бы

одна кнопка (S1

∨

S2 = 0), распределитель остается в исходном положении. Шток

поршня втянут.



Если обе кнопки срабатывают одновременно (S1

∧

S2 = 0), распределитель

переключается. Шток поршня выдвигается.



Если, по крайней мере, одна кнопка отпускается (S1

∨

S2 = 0), распределитель

переключается в

исходное положение. Шток поршня втягивается.

a) Пневматическая принципиальная схема с цилиндром одностороннего действия

b) Пневматическая принципиальная схема с цилиндром одностороннего действия

c) Электрическая принципиальная схема с прямым управлением

d) Электрическая принципиальная схема с непрямым управлением

Рисунок 4-: Последовательное соединение двух контактов (операция «И»)

68

Автоматическое

управление

обратным

ходом

с

использованием

распределителей с двумя электромагнитами

Шток поршня цилиндра двойного действия выдвигается при нажатии на кнопку

S1. После достижения конечного положения, он должен автоматически втянуться.

Для этого в конечном положении устанавливается магнитный бесконтактный

датчик

1S1,

который

управляет

(реверсирует)

распределителем

с

электромагнитным управлением посредством реле K2. На рисунке 1 b изображена

принципиальная схема управления обратным ходом модели. При нажатии на

кнопку S1, выдвигается шток поршня. Когда достигается конечное положение, на

электромагнитную катушку 1М2 через электронный концевой выключатель 1S1

начинает поступать ток и поршень втягивается.

a) Пневматическая принципиальная схема

b) Электрическая принципиальная схема с непрямым управлением

a) Пневматическая принципиальная схема

b) Электрическая принципиальная схема с непрямым управлением

Рисунок 1 -Автоматическое управление обратным ходом с запоминанием

сигнала посредством распределителя с двумя электромагнитами

Сравнение

схемы

самоудержания

со

схемой,

использующей

распределитель с двумя электромагнитами

69

Хранение сигнала происходит в силовой части схемы посредством клапана с

двумя электромагнитами или в части управления сигналами посредством схемы с

самоудержанием. Разные схемы работают по-разному как в случае одновременного

ввода и сброса сигнала, так и в случае неполадок, например, обрыва провода или

сбоя подачи электроэнергии (таблица 1).

Таблица

1-

Сравнение

схемы

самоудержания

со

схемой,

использующей

распределитель с двумя электромагнитами

Схемы задержки по времени с использованием реле

Во многих областях применения в рамках автоматизации требуется, чтобы

шток пневматического цилиндра оставался в одном положении в течение

определенного времени. Примером такого применения может служить привод для

нажимного устройства, которое держит две заготовки вместе до тех пор, пока клей

не застынет и обе детали не будут надежно скреплены.

Для решения таких задач используются реле с задержкой времени включения и

выключения. Такие реле могут запускать или прерывать процесс переключения

через определенное заданное время.

Управление цилиндром по времени

После кратковременного нажатия на кнопку S1 шток цилиндра должен

выдвинуться,

удерживаться

в

конечном

положении

10

секунд

и

затем

автоматически втянуться.

На рисунке 2 изображена электрическая принципиальная схема для задержки

втягивания. Шток выдвигается при нажатии на кнопку S1, когда он достигает

конечное положение, электронный концевой выключатель 1S1 замыкается. Ток

начинает поступать через катушку реле К2. Контакты К2 остаются разомкнутыми в

течение установленного времени задержки (в этом случае 1 секунда). Затем

контакты замыкаются и шток втягивается.

70

a) Пневматическая принципиальная схема b) Электрическая принципиальная схема

Рисунок 2- Задержка втягивания (реле с задержкой включения, запоминание

происходит посредством распределителя с двумя электромагнитами)

Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

Общая информация

Сегодня

сложные

задачи

управления

решаются,

преимущественно,

с

использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК). В данном

случае,

программа

реализуется

за

счет

соответствующего

программного

обеспечения, а не соединения отдельных реле. ПЛК в основном обрабатывают

двоичные сигналы.

Преимущества ПЛК перед контактными или аппаратными контроллерами:

• всего несколько логических блоков в программном обеспечении вместо

многочисленных реле,

• меньше проводов,

• смена программ происходит быстрее и эффективнее,

• легче найти повреждения,

• гораздо более экономически выгодные.

Обучающая

система

MecLab®

вместо

действующего

ПЛК

использует

смоделированное управляющее логическое устройство в программе FluidSIM®.

Программирование этого ПЛК не отличается от программирования стандартного

ПЛК, например, такого, как «LOGO!» от компании «Siemens» (рисунок 1)

71

Рисунок 1-

Изображение ПЛК "LOGO!", созданного компанией «Siemens» и

соответствующее обозначение в программе FluidSIM®

Логические условные обозначения в программе FluidSIM®

Использование котроллеров имеет смысл только тогда, когда необходимо, чтобы

они работали в точно заданное время, в нужном положении и в правильном

порядке. Для этого требуется не только надежное оборудование, но и программное

обеспечение, которое дает возможность проектировать и управлять сложными

техническими

последовательностями

и

имеет

пользовательский

интерфейс,

соответствующий

международным

стандартам.

Программное

обеспечение

FluidSIM® удовлетворяет всем этим требованиям

Программа FluidSIM® предлагает три варианта разработки системы управления:

• пневматические схемы,

• электрические схемы,

• логические схемы.

Все эти виды схем могут сочетаться друг с другом, а режим моделирования

позволяет испытать функции контроллера до того, как они будут реализованы на

действующем

модуле.

Это

означает,

что

предварительное

испытание,

разработанного

на

компьютере,

решения

поможет

избежать

повреждения

технической системы.

В данной таблице приведен обзор наиболее важных логических символов,

доступных в программе FluidSIM®.

Таблица 1- Логические символы в программе FluidSIM®

72

Таблица 1- Логические символы в программе FluidSIM® (продолжение)

Программирование логических систем управления с использованием ПЛК

Пример 1: Схема самоудержания

На рисунке 2 изображена схема с цилиндром двойного действия и 4/2-

распределителем с электромагнитным управлением. Программа ПЛК создана для

того чтобы, шток поршня мог выдвигаться при нажатии на кнопку T1. При

достижении конечного выдвинутого положения, шток поршня должен втянуться.

Конечное положение определяется с помощью бесконтактного датчика 1S1.

73

Рисунок 2- Пневматическая принципиальная схема с электромагнитным

распределителем и бесконтактным датчиком

Рисунок 3- Программа ПЛК для рисунка 2

На рисунке 3 изображена соответствующая программа для ПЛК. Кнопка Т1

соединяется с входом ПЛК I1. Это приводит в действие элемент памяти, который

включает электромагнит клапана 1М1, соединенный с выходом ПЛК Q1.

Когда поршень цилиндра 1А (рисунок 2) достигается конечного переднего

положения,

срабатывает

датчик

1S1,

соединенный

со

входом

ПЛК

I2.

Удерживающий элемент и следовательно также выход Q1 переключаются. Клапан

возвращается в обычное положение и шток втягивается.

Пример 2: операция И, таймер

На рисунке 4 изображена изменённая пневматическая схема. Цилиндр оснащен

двумя бесконтактными датчиками – одним на крайнем выдвинутом положении и

74

другим на крайнем втянутом положении. Программа должна быть разработана

таким образом, чтобы позволить цилиндру выдвинуться, когда он в крайнем

втянутом положении и кнопка нажата. Шток поршня должен полностью

выдвинуться, остаться в этом положении ровно 3 секунды и снова втянуться.

Рисунок 4- Цилиндр с двумя бесконтактными датчиками

На рисунке 5 изображена соответствующая программа ПЛК. Входы I1 и I2, к

которым подключаются кнопка «Пуск» и бесконтактный датчик 1S1, были связаны

с использованием операции «И» («hi» элемент установлен третьим, для того чтобы

на третий вход подать 1). Если цилиндр в конечном выдвинутом положении и

кнопка нажата, на всех входах элемента «И» устанавливается 1. На выходе

элемента «и» так же, как и на требуемом входе элемента памяти устанавливается 1

и цилиндр выдвигается.

Рисунок 5-Программа для ПЛК для рисунка 4

Когда цилиндр достигает крайнего выдвинутого положения, срабатывает

бесконтактный датчик 1S2, который на входе таймера устанавливает 1. После

истечения времени задержки на выходе элемента памяти устанавливается 1 и

элемент переключается. Ток больше не поступает на электромагнит клапана 1М1 и

цилиндр снова втягивается.

Программирование

системы

управления

с

использованием

метода

последовательности

Логических

систем

управления,

описанных

в

предыдущем

параграфе,

достаточно для решения простых задач управления. Однако, для процессов,

75

состоящих из сложных шагов, которые должны быть выполнены последовательно

и проконтролированы, этот простой тип программирования не подходит. Для этого

была разработана технология создания последовательности. В данном методе,

выполнение

одного

шага

является

условием

для

следующего.

Собранная

информация хранится с помощью элементов памяти.

Рисунок 6- Схема с двумя цилиндрами двустороннего действия

На рисунке 6

изображена принципиальная схема для двух цилиндров с

бесконтактными датчиками, каждый из которых проверяет конечное положение.

На

рисунке

7

изображена

соответствующая

программа

для

ПЛК.

Последовательность может быть описана следующим образом:

• Когда срабатывают бесконтактные датчики 1S1 и 2S1 (оба цилиндра в

исходном положении), элемент памяти приводится в действие посредством

операции «И». На электромагнит распределителя 1М1 начинает поступать ток, и

цилиндр выдвигается (шаг 1).

• После того, как цилиндр 1А достиг своего крайнего выдвинутого положения,

вторая операция «И» приводит в действие второй элемент памяти. Электромагнит

распределителя 2М1 включается и цилиндр 2А выдвигается (шаг 2).

• Шаг 2, однако, может быть реализован, если шаг 1 был выполнен с того момента,

как выход первого элемента памяти был соединен со входом операции «И» второй

цепи. Когда шаг 2 выполнен, шаг 1 переключается через «метку» сбросом элемента

памяти.

• После того, как шаг 2 выполнен и оба цилиндра достигли своих конечных

передних положений, начинает выполняться шаг 3. Это приводит к сбросу шага 2,

срабатыванию

электромагнита

распределителя

1М2

и

обесточиванию

электромагнита 2М1. Оба цилиндра возвращаются в исходное положение, и цикл

начинается снова. Обратите внимание, что выполнение каждого шага является

обязательным условием для выполнения следующего шага и сброса предыдущего

76

Рисунок 7- Программа для ПЛК с последовательностью

С использованием этой техники любое число последовательностей может быть

объединено. Таким образом, возможна реализация очень сложных операций.

77

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для

вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002., 336 с.

2. Норенков И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-

технологии, - М.: Изд-во МГТУ им. Н.'Э. Баумана, 2002.-320 с

3. PLM по-русски. Елена Гореткина. PC Week САПР №15

4. Система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия

ЛОЦМАН:PLM V7.1

5. IBM принимается за управление жизненным циклом. PC Week САПР №29-30

6. Выбор системы управления жизненным циклом изделия Нижегородская

сетевая лаборатория NBSLABS

7. База данных: Система упраления жизненным циклом изделия специального

назначенияю. ЧерноморовГ.А , Михайлова С. А Заявка на официальную

регистрацию структуры базы данных

78