Pracovníci firmy UZIMEX PRAHA spol. s r.o.
v programu pro školy vytvořili výukovou sadu
řízení stejnosměrných motorů pomocí řídicích
jednotek EPOS a EPOS P. Je vhodná pro střední
školy a univerzity technického zaměření se specializací
na pohony, kybernetiku, automatizaci,
informatiku a slaboproudou elektrotechniku.
LABORATORNÍ SESTAVA EPOS P
Sada řídicích jednotek se obvykle skládá z plně
programovatelné řídicí jednotky EPOS P a řídicí
jednotky EPOS v provedení 24/1. K těmto
jednotkám je připojen stejnosměrný motor
s mechanickým komutátorem a stejnosměrný
motor s elektronickou komutací. Oba motory
disponují magnetorezistivními snímači polohy.
Sada na obrázku obsahuje programovatelnou
jednotku EPOS P bez motoru a dvě podřízené
jednotky EPOS s motory. Komunikace mezi
jednotkami probíhá po síti Can Bus. Funkce
RS232toCan gateway zajišťuje propojení řídicích
jednotek v síti CAN s osobním počítačem
prostřednictvím sériové sběrnice RS232. Pro
snadné uvedení laboratorní sady do chodu byl
vytvořen přehledný návod.
PŘÍNOS LABORATORNÍ SESTAVY
Nespornou výhodou laboratorní sestavy je,
že pracuje s malým napětím. Použité motory
nejsou schopny vyvinout vysoký moment,
při kterém by mohlo dojít k vážnému zranění
obsluhy. Studenti si tak mohou osobně vyzkoušet
v laboratorním cvičení činnost řídicích jednotek
a poznávat vliv změn nastavení na chování
motorů. Zadání těchto úloh může být velice
rozmanité. První úloha může být uvedení řídicích
jednotek do chodu prostřednictvím průvodce
prvotním spuštěním. Dalšími úlohami
jsou nastavení regulačních konstant regulátorů
proudu, rychlosti a polohy automaticky programem,
vliv ručně provedených změn nastavení
na stabilitu regulační smyčky nebo vliv změn
momentu setrvačnosti zatížení nasazením
setrvačníku na hřídel. Ve složitějších úlohách
se využijí digitální vstupy a výstupy, ověří se
funkce elektronické hřídele a studenti vytvoří
vlastní program.
PROGRAM
Při tvorbě vlastních programů mohou studenti
postupovat dvěma směry. Využít k programování
dodaných dll knihoven a napsat program
v některém z oblíbených programovacích
jazyků Borland Delphi, Borland Builder C++,
Microsoft Visual C++, Microsoft Visual Basic
či LabView. Takový program nelze uložit do
jednotky EPOS P, odpojit počítač a ponechat
řízení EPOS P. Osobní počítač musí být trvale
připojen k soustavě pohonů. Řešení není praktické
v aplikacích, kde se program týká pohonů
a přítomnost osobního počítače pro další funkce
není nutná.
Pro provoz pohonů bez počítače lze vytvořit
řídicí program v některém z jazyků standardu
IEC 61131-3, jako je Structured Text nebo
Instruction List a tento řídicí program uložit do
paměti řídicí jednotky EPOS P. Řídicí jednotka
EPOS P nahrazuje funkci osobního počítače
a je schopna komunikovat na sběrnici CAN
s ostatními uzly, jako jsou například řídicí jednotky
EPOS, průmyslové displeje, klávesnice
či snímače fyzikálních veličin. Komunikace
řídicí jednotky EPOS P s těmito uzly používá
protokol CanOpen.
UŽITEČNOST LABORATORNÍCH SAD
Laboratorní sady s řízením EPOS a EPOS P
jsou již umístěny na pracovištích technických
univerzit a středních odborných škol v České
i Slovenské republice. Studenti se tak mohou
seznámit s vlastnostmi moderního řízení malých
pohonů v laboratorních cvičeních elektrických
pohonů a řízení. Rozsáhlejší úlohy se řeší formou
diplomových, bakalářských a semestrálních
prací.
Nabyté znalosti pak mohou absolventi
s výhodou uplatnit při zapojení do projektů
projekčních a výrobních firem. Firmy mohou
využít školní laboratorní pracoviště pro ověření
funkce nebo chování jednotek EPOS v projektovaných
pohonech. Absolventi budou schopni
pohotově řešit malé pohony a regulační úkoly
v budoucím zaměstnání.
PRAKTICKÉ APLIKACE
Praktické aplikace řízených pohonů maxon
slouží už dnes pro vnitřní potřebu škol nebo
představují funkční modely pro průmyslovou
výrobu.
ČVUT- FEL V PRAZE
Na ČVUT-FEL v Praze ve spolupráci s firmou
Rohde & Schwarz Praha s.r.o. a UZIMEX
PRAHA, spol. s r.o, bylo realizováno modelové
laboratorní pracoviště pro automatizaci
širokopásmových měření anténních diagramů
programem Span_FSx. Anténu natáčí pohon
maxon s elektronicky komutovaným motorem
EC, s inkrementálním snímačem polohy a planetovou
převodovkou. Řídicí jednotka polohy
EPOS řídí motor podle programu svázaného
s měřením spektrální křivky. Poloha anténního
systému se nastaví s přesností na 0.1°. Po
nastavení a odměření kmitočtového spektra
v požadované šíři se data předávají do počítače,
kde se zobrazí v 2D grafu s barevným kódováním
naměřené úrovně signálu.
VŠB-TU OSTRAVA
Na katedře robototechniky VŠB Ostrava je
dále vyvíjen podvozek servisního zásahového
robotu. Účelem robotu je monitorování budov
při chemickém nebezpečí, odběr vzorků plynů
kapalin, stírání povrchu a další činnosti.
Z požadovaných vlastností lze uvést: průchodnost
dveřmi 700 mm, schopnost zdolávání překážek
cca 200 mm, schopnost jízdy po schodišti.
Tyto požadavky se odrazily v koncepci
pohonného subsystému robotu, kde jsou použity
čtyři 400wattové motory MAXON EC60
s převodovkami GP81 93:1 a inkrementálními
snímači HEDL9140 s 500 pulzy/otáčku. Motory
jsou řízené jednotkami EPOS 70/10. Další
čtyři menší motory MAXON včetně jednotek
EPOS slouží jako pohonné jednotky přídavného
mechanismu každého kola pro překonávání
schodišť.
VŠB-TU OSTRAVA
Na katedře robototechniky VŠB-TU Ostrava
byl v tomto roce v rámci diplomové práce realizován
model stabilizační plošiny.
Plošina je určena pro stabilizaci kamerového
subsystému mobilního robotu. Obraz se bezdrátově
přenáší do řídicího systému operátora. Po
doplnění dalších textových a grafických informací
se zobrazí v 3D helmy operátora.
Jednotlivé varianty kinematických struktur
byly nejprve namodelovány v programu Pro/
Engineer a ověřovány schopnosti pohybu a blokování.
Vzhledem k tomu, že paralelní struktury
jsou redundantní, nelze jejich chování ověřit
klasickými metodami pomocí odečítaní stupňů
volnosti.
Pohonný subsystém vybrané varianty je
ovládán trojicí stejnosměrných motorů maxon
A max19 2,5W s planetovými převodovkami
GP 19B a s inkrementálními snímači. První
řídicí jednotka EPOS 24/1 je připojena k PC
pomocí sběrnice RS-232 a tvoří bránu na sběrnici
CAN s připojenými zbývajícími řídicími
jednotkami EPOS 24/1. Dvojice piezorezistivních
akcelerometrů je upevněna na spodní části
stabilizované plošiny. Výstupní signály akcelerometrů
o náklonu plošiny se přivádějí na dva
analogové vstupy jedné z řídicích jednotek.
Vlastní algoritmus pro řízení jednotky byl
odladěn v programu Visual Basic.net 2005
a využívá dodanou knihovnu EposCmd.DLL.
Program napřed nastaví pohony do výchozí
polohy najetím na pevný doraz a indikací nárůstu
proudu. V současné době jsou ověřovány
možnosti provozu bez počítače, jednak pomocí
knihovny pro mikrokontroléry řady x51/52,
jednak přechodem na jednotky EPOS P.
TU V LIBERCI
Řízení otáčení clony světlíku v nové moderní
budově Informačního centra Technické univerzity
v Liberci.
Místnost je osvětlována jednak umělým
osvětlením, jednak slunečním světlem, které
shora prochází světlíkem. Optimální osvětlení
za dne se dosahuje nastavováním odrazné clony
ve světlíku podle polohy slunce a intenzity jeho
záření. Otáčení clony zajišťuje pohon maxon.
Motor RE40 s převodovkou GP52C a inkrementálním
snímačem MR je řízen pomocí řídicí
jednotky EPOS P Systém budovy vyhodnocuje
informaci o poloze Slunce a údaj posílá do jednotky
EPOS P.
Pohon byl navržen tak, aby mohl pracovat
v automatickém i manuálním režimu. Manuální
režim umožňuje přes dálkové ovládání natočit
clonu podle požadavků osob v místnosti.
JAK ZAČÍT
Pokud Vás zaujala nabídka sady pro školy
a chtěli byste ji nasadit ve výuce, můžete pro
další informace kontaktovat některou z poboček
firmy UZIMEX PRAHA spol. s.r.o. v Praze,
Brně nebo v Liberci. Firma UZIMEX
PRAHA, spol. s r.o, dodává komponenty
laboratorních sad pro vzdělávání za výhodné
ceny. Kontaktní informace jednotlivých
poboček získáte na internetu na adrese
www.uzimex.cz
ING. JIŘÍ HNÍZDIL, HNIZDIL@UZIMEX.CZ
