Academic literature on the topic 'Промислові контролери'

Розглядаються технічні рішення з розробки системи автоматизованного керування (САК) вакуум-апаратом (ВА) періодичної дії цукрового виробництва. Наведений аналіз відомих рішень із розробки аналогічних систем. Проведені лабораторні дослідження програми керування варкою цукрового утфелю у ВА, що була складена FBD подібною мовою програмування контролера МІК52 українського виробництва. Складена спрощена модель ВА як об’єкта керування. Імітаційне моделювання САК проводилось на спеціалізованому стенді із застосуванням промислових контролерів та програмних засобів українського виробництва, в тому числі SCADA-системи «ІНДЕЛ». Для зв'язку програмованого контролера, регулятора та комп’ютера використаний перетворювач інтерфейсів MODBUS RTU – USB типу БПІ-52. Наведені результати моделювання САК у виді параметричних та часових діаграм, аналіз котрих дозволяє зробити висновки про працездатність розроблених програм керування. За результатами лабораторних досліджень було створено промисловий варіант автоматизованого робочого місця (АРМ) оператора ВА, котрий був впроваджений на діючому цукровому заводі. Вправаджене АРМ оператора, окрім контролерів в щиті автоматизації та комплекту промислового комп’ютера, додатково містить пульт керування для реалізації деяких функцій оператора у дистанційному режимі. Проведені промислові іспити підтвердили працездатність запропанованих технічних рішень, котрі було розроблено за результатами відповідних лабораторних досліджень та покладено в основу реалізованої промислової модифікації АРМ оператора ВА. Крім того, за отриманими результатами були визначені напрямки подальших досліджень САК процесом варки цукрових утфелів у ВА.

Розглянуто проблему використання технології віртуалізації імітаційних моделей технічних об’єктів управління (ОУ) при розробці керуючих програм для контролерних платформ (ПЛК) польового рівня промислової автоматизації. Пропонується узагальнена концепція віртуальних об’єктів автоматизації (ВОА), що дозволяє значно підвищити якість та швидкість розв’язання системними інтеграторами проектних рішень при розробці автоматизованих систем управління як у навчальному процесі так і у промисловій галузі. Структурними елементами ВОА є віртуальні технічні засоби автоматизації та віртуальна імітаційна модель ОУ. Розглянуто приклад впровадження концепції ВОА у навчально-методичній сфері технічного університету. У якості засобів розробки ВОА в лабораторному практикумі пропонується використовувати вільний програмний симулятор ПЛК та мову програмування BASIC. У якості розширення запропонованої концепції пропонується віртуалізувати розподілену систему управління, до складу якої входитимуть декілька відокремлених ВОА та один віртуальний контролер.

Розглядаються технічні рішення з розробки підсистеми автоматичного оперативного обліку цукрового утфелю в модернізованій системі керування для продуктового відділення цукрового виробництва. Наведений аналіз відомих рішень із розробки аналогічних систем. Проведені лабораторні дослідження програми оперативного обліку цукрового утфелю, що був зварений у вакуум-апараті періодичної дії (ВА) протягом зміни. Програма була складена FBD подібною мовою програмування контролера МІК52 українського виробництва. Імітаційне моделювання підсистеми проводилось на спеціалізованому стенді із застосуванням промислових контролерів та програмних засобів українського виробництва, в тому числі SCADA-системи «ІНДЕЛ». Для зв'язку програмованого контролера та комп’ютера використаний перетворювач інтерфейсів MODBUS RTU – USB типу БПІ-52. Наведені результати моделювання підсистеми оперативного обліку утфелю, аналіз котрих дозволяє зробити висновки про працездатність розроблених алгоритмів та програм. Інтегрування розробленої підсистеми обліку утфелю до системи автоматизованого керування (САК) процесами у ВА дозволило розширити перелік функцій, що виконуються у САК, та підвищити інтелектуальні можливості системи. Отримані позитивні результати проведеного дослідження дозволили сформувати рекомендації та пропозиції до модернізації АСКТП продуктового відділення, на основі методики автоматизованих розрахунків традиційних показників обліку виробництва цукрового заводу. Розроблена промислова версія АРМ оператора-варщика, котра запропонована до впровадження. Крім того, за отриманими результатами були визначені напрямки подальших досліджень САК технологічними процесами цукрового заводу.

Розглядаються технічні рішення з розробки інформаційно-керуючої системи турбінного цеху, яка, сумісно з раніше розробленої інформаційної системи котельного відділення, є складовою частиною системи керування теплової електростанції цукрового заводу. Система побудована як автоматизоване робоче місце (АРМ) оператора на базі комп’ютера, мережі мікропроцесорних контролерів та регуляторів, датчиків та виконавчих механізмів. Мережа мікропроцесорних контролерів та регуляторів реалізована на базі перетворювача MODBUS RTU – USB типу БПІ-52. АРМ включає також щит оператора для реалізації дистанційного режиму керування. На фронтальній стороні щита розташовані мікропроцесорні контролери, а також прилади, що показують, та органи дистанційного керування. На внутрішніх панелях щита розташована група клемно-блочних з’єднувачів та приладів системи живлення. Інформаційна система спроектована з використанням мікропроцесорних контролерів, приладів і SCADA українського виробництва. Імітаційне моделювання проводилося на спеціалізованому стенді із застосуванням промислових контролерів і програм. Результати досліджень застосовані для модернізації інформаційно-керуючої системи турбінного цеху цукрового заводу.

Розвиток суспільства супроводжується постійним збільшенням обсягів відпрацьованих олив та мастил. Сучасний підхід господарчих органів до цих речовин не набув системності, їх зростання та утилізація не знаходяться під належним контролем. Актуальним напрямом дослідження є визначення сукупності задач керування процесами адсорбційного очищення у промислових масштабах, їхніх взаємозв’язків та пріоритетів. Призначення технології утилізації та сучасні вимоги до промислових виробництв дали підстави сформувати такі стратегічні (загальновиробничі) задачі системи керування: забез-печення економічної ефективності виробництва; дотримання вимог до якості продукції; виконання екологічних вимог до виробництва. Аналіз хіміко-технологічної системи неперервного адсорбційного очищення показав, що наступним рівнем ієрархії задач є технологічні (тактичні) задачі, обумовлені вимогами до властивостей регенерованих олив і мастил, а також властивостями забрудненої сировини, адсор-бенту та стану самого адсорбера як основного технологічного апарата. Кожну технологічну задачу було деталізовано, це дало можливість сформулювати задачі керування наближено до типових задач керування, враховуючи особливості технології. Кінцевим етапом дослідження ієрархії задач було визначення переліку математичних методів, які можливо застосувати для систем керування адсорбційним очищенням олив та мастил. Використання різноманітних схем спрощує розуміння проблем і логіку міркувань авторів, сприяє системному підходу до автоматизації адсорбційного очищення. Отримані результати дають змогу зацікавленим особам обґрунтувати свій вибір задач і математичного забезпечення.

У роботi представленi результати проведеного цитологiчногоаналiзу апiкальних меристем коренiв кукурудзи гiбриду Блiц 160 МВза наявностi в середовищi зростання iонiв цинку, нiкелю i кадмiю.Встановлено, що сумiсна дiя iонiв важких металiв насамперед викликалазагальне зниження мiтотичного iндексу та зростання в меристематичнихклiтинах проросткiв Z. mays частки клiтин, якi знаходяться на стадiїпрофази та метафази. На вiдмiну вiд цього, вiдсоток анафазних клiтинзнижувався на 15–20%, а частка телофазних клiтин — у 1,2–1,5 разавiдносно контрольних умов вiдповiдно. У спектрi цитогенетичнихпорушень, викликаних дiєю важких металiв у коренях гiбриду кукурудзиБлiц 160 МВ, були зареєстрованi аномалiї, обумовленi пошкодженнямхромосом (одинарнi та множиннi мости, аглютинацiя хромосом) тааномалiї, обумовленi пошкодженням мiтотичного апарату (вiдставаннята випередження хромосом, дезорiєнтованi хромосоми, фрагментихромосом i багатополюснi мiтози). Порiвняно з контролем, наявнiсть усередовищi зростання iонiв кадмiю, цинку та нiкелю як в мiнiмальних,так i максимальних концентрацiях проявляла високу цитотоксичну дiюта iндукувала збiльшення в понад 5 разiв кiлькостi аберантних клiтин укореневих меристемах проросткiв кукурудзи. В цiлому, серед хромосомнихаберацiй найпоширенiшими були вiдставання хромосом (понад 75%вiд загальної кiлькостi патологiй мiтозу), одинарнi мости (8,8%),випередження (2,5%) та багатополюснiсть (2,0%). Крiм того, сумiснадiя iонiв металiв iндукувала утворення таких аномалiй, як аглютинацiя,дезорiєнтованi хромосоми та фрагменти. Установлене нами загальнезниження мiтотичного iндексу i широкий спектр хромосомних аберацiйвказують на те, що важкi метали за їх сумiсної дiї є кластогеннимиi впливають на хромосоми на рiвнi ДНК. А показана нами високацитогенетична активнiсть iонiв кадмiю, цинку та нiкелю пiдтверджуєгенетичну небезпеку промислових викидiв iз вмiстом iонiв важкихметалiв для органiзмiв в екосистемах i передбачає необхiднiсть розробкинацiональної програми широкомасштабного генетичного монiторингутехногенного забруднення територiй промислових регiонiв України.

Успішне введення в культуру і створення промислових насаджень малопоширених плодових рослин пов'язано з вивченням їх алелопатичних властивостей, які впливають на сумісність видів у змішаних посадках і ефективність вирощування рослин у монокультурі. Особливе значення має вивчення питання ґрунтовтоми у плодових садах, оскільки рослини, зростаючи впродовж багатьох років на одному місці, виділяють в навколишнє середовище речовини різного біохімічного складу, які відіграють надзвичайно важливу роль у функціонуванні фітоценозів. Досліджено явище ґрунтовтоми під час вирощування малопоширених плодових ліан Actinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. ex Miq., Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. та Vitis labrusca L. Алелопатичну активність ризосферного ґрунту вивчали методом прямого біотестування, як тест-об'єкт використовували проростки пшениці (Triticum aestivum L.). Унаслідок здійснених досліджень встановлено високу токсичність ризосферного ґрунту під рослинами V. labrusca та S. chinensis, які беззмінно зростали на одному місці понад півстоліття. Виявлено істотно нижчу фітотоксичність ґрунту у варіантах зростання рослин A. arguta упродовж 15 років після 35 років вирощування V. labrusca та S. chinensis. Довжина стебла і кореня тест-об'єктів у ґрунті з-під актинідії після винограду була на 31 % більшою порівняно з контролем і відповідно на 56 та 71 % більшою порівняно з варіантом монокультури V. labrusca. У ґрунті з-під актинідії, яка зростала після S. chinensis, також відзначено стимулювання росту тест-об'єктів: стебла – на 11 % та коренів – на 8 % відносно контролю. Ці показники відповідно на 47 і 27 % вищі порівняно з варіантом монокультури S. chinensis. Це свідчить про те, що алелохімікати актинідії позитивно впливають на алелопатичні властивості ґрунту та зменшують його фітотоксичність. У ґрунті з-під рослин A. arguta, які зростали у монокультурі, виявлено значну стимуляцію росту стебла і кореня тест-об'єктів, що становила відповідно 35 і 40 % порівняно з контролем. Це вказує на те, що продукти життєдіяльності рослин актинідії, накопичені в ґрунті, не виявляють фітотоксичного впливу на тестові рослини і не спричиняють ґрунтовтоми за умов тривалого зростання на одному місці. Виявлена видоспецифічна особливість рослин A. arguta вказує на можливість їх використання у плодових садах для фіторемедіації ґрунтів шляхом зниження їх фітотоксичності. Отримані результати досліджень можуть бути використані для оптимізації технології вирощування деревних плодових ліан та під час опрацювання чергування культур у садозмінах.

Стимуляція і синхронізація статевої охоти, а також синхронізація овуляції є ключовими біотехнологічними при-йомами промислового свинарства, які забезпечують організацію виробництва у відповідності основного принципу ком-плектації технологічних груп і розміщення свиней до вимог циклограми "пусто-зайнято". Метою нашого дослідження було вивчення впливу застосування різних гормональних препаратів для синхронізації статевої функції ремонтних сви-нок на показники відтворення. Експериментальну частину роботи проводили в умовах промислової свиноферми на ре-монтному поголів’ї великої білої породи, для цього були сформовані чотири групи-аналоги ремонтних свинок (по 5 голів у кожній) у віці 6-8 місяців з живою масою 90-110 кг. Свинкам трьох перших груп, які були дослідними, вводили препарати (відповідно до настанови): ПГ-600, Геставет, Фертіпіг. В останній групі свинки не піддавались гормональній стимуляції (контроль). Всі препарати тваринам вводили в аналогічні технологічні строки шляхом внутрішньом’язових ін’єкцій в навколовушну область у дозі 5,0 мл (однократно). У ході експерименту враховували наступні показники: ефективність приходу ремонтних свинок в охоту, тривалість терміну від обробки препаратом до часу оптимального проведення запліднення, рівень заплідненості, вихід поросят на один опорос. Отримані результати підтверджують суттєвий вплив різноманітних стресогенних технологічних чинників на формування статевої поведінки ремонтних свинок і тривалості стадії статевого збудження. Застосування препаратів ПГ-600 і Геставет показало більш високий рівень синхронізації статевого циклу в дослідних групах, а найгірший показник – (50 %) відмічено в контролі, де відстежували спонтанні статеві цикли. Найбільший вихід новонароджених поросят отримали в дослідній групі, де застосовували ПГ-600, який мав достовірну різницю як з іншими дослідними групами, так і з контролем. Експериментально встановлено, що найкращі показники відтворення отримані в дослідній групі за викори-стання однократної внутрішньом’язової ін’єкції ПГ-600 (5,0 мл), а саме: отримано опорос у всіх тварин з виходом 9,8 поросят на один опорос, що, відповідно, вірогідно вище ніж в інших дослідних групах на 1,2 (Геставет), 2,4 (Фертіпіг) і 2,8 голів у контролі за спонтанного еструсу.

Вступ. Бурхливий розвиток світового транспорту завдає непоправної шкоди довкіллю всього людства земної кулі. Морський і річковий транспорт робить свій внесок у питанні карбонізації до 18% від загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу. Мета. Основна мета науково-дослідної роботи авторів статті підпорядкована зниженню шкідливих викидів в атмосферу суден морського та річкового транспорту. Використана методика розкриття мети заснована на аналітичній і практичній дослідницькій роботі. Результати. У статті проведено аналітику кращих світових технологій щодо зниження шкідливих викидів у випускних газах в атмосферу суднових дизелів, проведено аналіз науково-дослідної роботи Дунайського інституту Національного університету «Одеська морська академія» та НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна. Протягом останніх 6 років на суднах Українського дунайського пароплавства проведено випробування паливних каталізаторів різних модифікацій, продукції НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна з контролем Українського аудитора «Науково-дослідного інституту «Охорони навколишнього середовища та економії палива», м. Київ. Отриманий матеріал досліджень на суднах пароплавства дав позитивні результати й показав зниження оксиду азоту NOx на 38%, оксиду вуглецю СОх до 50%, діоксиду вуглецю 7%, викиди сажі за показаннями димомеру знизилися на 55%, економія палива становила до 10%. Сам паливний каталізатор касетного типу є досить складною конструкцією. У металеву оболонку паливного каталізатора вмонтовано хімічні реагенти різних оксидів металів, що реструктурують дизельне паливо на молекулярному рівні. Каталізатор установлюється на гнучких звʼязках перед насосом високого тиску, ресурс каталізатора 500 т палива до заміни в ньому хімічних реагентів. Відпускна ціна каталізатора залежить від потужності двигуна, на який він планується до встановлення та знаходиться в діапазоні від 400 у.о. (автомобільний транспорт), 10 000 у.о. (суднові двигуни потужністю до 3 тис. кВт). Розглянуто технології використання у двигунах внутрішнього згоряння автомобільного, залізничного, річкового й морського транспорту палива рослинного походження. Наведено аналіз можливого використання газового палива на суднах річкового флоту Українського дунайського пароплавства. Більш детально розглянуто питання виробництва водню з використанням останніх інноваційних технологій, розроблених у створенні ядерних реакторів останнього покоління, які успішно інтегровані у виробничі хімічні модулі, що дають змогу отримувати гідроплазму в перегрітій водяній парі до 8000 С з отриманням водню й кисню. Собівартість одного літра водню із застосуванням цієї технології не перевищує 1,6 у.о., що дає повний пріоритет виробництва водню в промислових обсягах. Незважаючи на успіх виробництва водню за новою технологією, авторами статті розкрито серйозні недоліки при спалюванні водню в теплових машинах (двигунах внутрішнього згоряння, газових турбінах і котлах). Основний недолік спалювання водню – це наявність закису азоту N20 у випускних газах теплових машин, який є парниковим газом із високим ступенем згубного впливу на довкілля. Висновки. Отриманий дослідницький матеріал спільної роботи Дунайського інституту НУ «ОМА» із НВФ «Еко-Авто-Титан», Україна отримав своє схвалення на внутрішніх водних шляхах Європи. Паливні каталізатори почали купувати Індія, Туреччина, Казахстан. У статті зроблено конкретні пропозиції щодо локалізації закису азоту при згорянні водню. Узагальнено досвід використання авангардних технологій щодо використання ядерних інтегрованих сольових реакторів для отримання промислового водню.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «23» грудня 2020р. о 14.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №22 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя
В кваліфікаційній роботі було проведено аналіз сучасного стану управління промисловими роботами, також було оглянуто види роботизованих маніпуляторів, та захоплоюючих пристроїв. Розглянуто класифікацію захоплюючих пристроїв за принципом захоплення, представлено їх конструктивне виконання та принцип роботи, а також доцільність використання при різних технологічних завданнях. Також був проведений аналіз захоплювачів Бернуллі, їх основні переваги і недоліки, та можливість використання пневматичного контролю. Далі було проведено огляд можливих методів розрахунку турбулентнх течій та розглянуто популярні моделі турублентності, а також обрано оптимальну модель, для розрахунку нашого завдання. Надалі було представлено варіанти конструкцій струминних захоплювальних пристроїв з ежекторними соплами, та можливістю проведення пневматичного контролю.Наступном етапом було проведено дослідження представлених конструкцій захоплювальних пристроїв з ежекторними соплами. В результаті отриманих характеристик, методом порівняння, було визначено конструкцію з найоптимальнішими параметрами.Після цього було розглянуто програмне забезпечення, яке використовувалося впродовж виконання роботи, а саме пакет ANSYS CFX, який є одним з найпопулярніших програмних продуктів для розв'язання задач моделювання течії рідин і газів, а також SolidWorks - програмний комплекс САПР, для автоматизації робіт промислового підприємства на етапах конструкторської та технологічної підготовки виробництва.В заключній частині було проведено розрахунок освітлення робочого приміщення, та вимірювання шумої характеристики захоплювальних пристроїв.
In the qualification work the analysis of a modern condition of management of industrial works was carried out, also kinds of the robotic manipulators, and capturing devices were inspected. The classification of exciting devices according to the principle of capture is considered, their constructive execution and the principle of work, and also expediency of use at various technological tasks are presented. An analysis of Bernoulli's grippers, their main advantages and disadvantages, and the possibility of using pneumatic control was also performed. Next, a review of possible methods for calculating turbulent flows was considered and popular models of turbulence were considered, as well as the optimal model was selected to calculate our problem. Further variants of designs of jet capturing devices with ejector nozzles, and a possibility of carrying out pneumatic control were presented. The following stage carried out research of the presented designs of capturing devices with ejector nozzles. As a result of the obtained characteristics, the method of comparison was used to determine the design with the most optimal parameters. gases, as well as SolidWorks - a software package for CAD, to automate the work of an industrial enterprise at the stages of design and technological preparation of production.
Зміст ВСТУП 7 РОЗДІЛ 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 9 1.1 Аналіз сучасного стану управління промисловими роботами 9 1.2 Види маніпуляторів 11 1.3 Види захоплювальних пристроїв 12 1.3.1 Механічні захоплювальні пристрої 14 1.3.2 Вакуумні захоплювальні пристрої 15 1.3.3 Магнітні захоплювальні пристрої 16 1.4 Зaхoплювaчі Бернуллі, як ефективнa aльтеpнaтивa безкoнтaктнoгo зaхoплення вaнтaжів 18 1.5 Пневматичний контроль 29 1.5.1 Застосування пневматичного контролю 37 РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 44 2.1 Огляд методів розрахунку турбулентних течій 44 2.1.1 Пряме чисельне моделювання (Direct Numerical Simulation - DNS). 44 2.1.2 Метод моделювання великих вихорів (Large Eddy Simulation - LES) 46 2.1.3 Застосування рівнянь Рейнольдса, замкнутих за допомогою моделей турбулентності (Reynolds-averaged Navier–Stokes - RANS). 48 2.1.4 Гібридні підходи. Метод моделювання відокремлених вихорів. 49 2.1.5 Інтегральні методи. 51 2.2 Моделі турбулентності 52 2.2.1 Класифікація моделей. 52 2.2.2 Моделі з двома рівняннями 53 2.2.3 Пристінкові функції. 54 2.2.4 Модель k-ε 54 2.2.5 Модель k- 55 2.2.6 Модель Ментера 56 2.3 Методика чисельного моделювання струминних захоплювальних пристроїв 58 РОЗДІЛ 3 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 63 3.1 Кoнcтpyкція cтpyминних зaхoплюючих пpиcтpoїв для безкoнтaктнoгo мaніпyлювaння 63 3.2 Струминні захоплювальні пристрої з ежекторними соплами для 70 пневматичного контролю розмірів об 70 РОЗДІЛ 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 83 4.1 Дослідження базової конструкції. 83 4.2 Дослідження конструкції з давачами 87 РОЗДІЛ 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 99 5.1 Програмне середовище ANSYS 99 5.2 Система автоматизованого проектування SolidWorks 106 РОЗДІЛ 6 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 112 6.1 Загальна інструкція при роботі з пневмоінструментами 112 6.2 Розрахунок освітлення робочого приміщення при розробці пневматичних захоплювальних пристроїв 116 6.4 Шумова характеристика захоплювача 117 ВИСНОВКИ 119 Література 121

У цій роботі розроблено схему електричну структурну пристрою підтримання температури мангала. Розроблено схему електричну принципову пристрою підтримання температури мангала. Розроблено алгоритм керування та принципи його реалізації при програмуванні параметрів програмованого логічного шестиканального пристрою регулятора аналізатора.

В роботі виконані такі завдання: розроблена система керування дозуючими пристроями із застосуванням промислового контролеру серії S7-1200 виробництва фірми Siemens. Задавання параметрів дозування, контроль за виконанням процесу та оперативний контроль проводиться шляхом підключення до зовнішніх пристроїв оперативного контролю та керування за допомогою мережі ProfiNet. Для дозування використано чотири крокові двигуни, три з яких обертають на заданий кут шнекі подавання гранул поліпропілену, четвертий змішує суміш для досягнення рівномірності суміші. Вагозважувальні елементи вимірюють значення ваги у баках матеріалів, також використано ультразвукові сенсори визначення наповненості баків з матеріалами.

Івченко К. В. Розробка модуля вводу-виводу інформації на базі сучасних мікроконтролерів: кваліфікаційна робота магістра спеціальності 171 "Електроніка"/ наук. керівник C. Л. Шмалій. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 80 с.
UA : Програмовані логічні контролери є одними з найбільш розповсюджених пристроїв для автоматизації технологічних процесів. Широко поширені в промисловості контролери фірми Siemens мають ряд суттєвих недоліків, обумовлених їх конструкцією та високовартісними компонентами. Існує потреба у більш економічному рішенні, в якому були б усунені відомі недоліки
EN : Programmed logic controllers є Some of the most convenient und comprehensive devices for the automation of technological processes. There is a wide range of industrial controllers from Siemens who can provide a number of short reports, designing them with viso-card components. If there is a need for more economic solutions, in some cases they will be used for a short time
RU : Программируемые логические контроллеры являются одними из наиболее распространенных приборов для автоматизации технологических процессов. Широко распространены в промышленности контроллеры фирмы Siemens имеют ряд существенных недостатков, обусловленных их конструкцией и дорогостоящими компонентами. Существует потребность в болем экономичном решении, в котором были бы устранены известные недостатки