УДК 681.05.017
Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда
АСНИ РОБОТА «МАНИПУЛЯТОР-ТРИПОД» В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ LABVIEW
ASSR OF ROBOT «MANIPULATOR-TRIANGLE» IN LABVIEW SOFTWARE ENVIROMENT
Аннотация. Работа посвящена изучению учебного стенда «Манипулятор-трипод». Для робота необходимо создать автоматизированную систему научных исследований в среде графического программирования LabVIEW. Для изучения технологии АСНИ создан комплекс лабораторных работ на базе данной среды. Требуется дополнить существующее методическое обеспечение лабораторными работами для получения студентами и магистрантами технических специальностей практических навыков по вопросам, связанным с проектированием и программированием систем автоматического контроля и управления.
Ключевые слова: робот, манипулятор, автоматизация, автоматизированная система научных исследований, проектирование, LabVIEW, лабораторный комплекс.
Key words: robot, manipulator, automation, automation system of scientific researches, designing, LabVIEW, the laboratory complex.
Кафедрой автоматизации производственных процессов (АПП) КарГТУ был приобретен лицензионный пакет среды графического программирования LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench). В среде LabVIEW возможно создание прикладного программного обеспечения для взаимодействия с измерительной и управляющей аппаратурой сбора, обработки и отображения информации и результатов расчетов, моделирования как отдельных объектов, так и автоматизированных систем в целом. LabVIEW с аппаратным обеспечением, позволяет построить лабораторно-практический комплекс для мониторинга физических координат объектов исследования (машин, механизмов, установок, робототехнических устройств), с последующим их анализом, оценкой, идентификацией свойств и характеристик.
В среде LabVIEW разработан комплекс лабораторных работ:
- №1 «Моделирование синхронного двигателя FESTO MTR-AC»;
- №2 «Запуск следящей системы управления синхронным двигателем»;
- №3 «Аналоговое и цифровое управление позиционированием»;
- №4 «Цифровое управление следящим электроприводом по каналу RS-232»;
- №5 «Моделирование шагового двигателя FESTO MTR-ST»;
- №6 «Запуск системы управления шаговым двигателем»;
- №7 «Управление угловым положением вала шагового двигателя» [1].
В настоящей работе стоит задача расширить данное методическое обеспечение, связав его с одной из разработок кафедры АПП – роботом «Манипулятор-трипод» и исследовать статические и динамические режимы в АСНИ LabVIEW [2].
Система управления и контроля роботом «Манипулятор-трипод» включает полевой, контроллерный и компьютерный уровни, содержащие: блок питания; блок сопряжения; три двигателя постоянного тока, осуществляющие перемещения штоков; плату контроллера EasyPic7; устройства интерфейсов; ПЭВМ, выполняющую функции пункта оперативно-диспетчерского управления (ОДУ).
На рисунке 1 представлена функциональная схема автоматического контроля робота «Манипулятор-трипод» в среде LabVIEW.
Рисунок 1 – Функциональная схема робота «Манипулятор-трипод»
Система управления и контроля подразумевает слежение за динамикой перемещения штоков робота в реальном времени с корректирующими вмешательствами для их изменения и нормализации. Для этого требуется выполнение следующих основных задач:
- анализ сигналов с оценкой их характеристик и результатов в реальном времени;
- включение/выключение регистрации сигналов и изменения длительности АСНИ в ответ на внешние события;
- подача тестовых сигналов на вход манипулятора;
- мониторинг состояния робота с выдачей предупредительных сигналов при его отказах, аварийных ситуациях или отклонениях от штатных режимов работы;
- конструирование и использование виртуальных приборов (virtual instruments) [4].
Эксперимент будет проводиться в среде графического программирования LabVIEW и это позволит дополнить методическое обеспечение, созданное ранее, лабораторными работами:
- №8 «Идентификация робота как объекта управления в активном режиме при действии входных ступенчатых воздействий»;
- №9 «Идентификация робота как объекта управления в пассивном режиме при действии стохастических воздействий».
Практическая значимость данного проекта заключается в повышении качества учебного процесса за счет:
- использования современных средств для автоматизации производственных процессов;
- изучения основ работы со средой LabVIEW при создании систем диспетчеризации и контроля;
- возможности работы с аналоговыми и дискретными физическими переменными;
- закрепления полученных знаний на практике в процессе выполнения лабораторных работ.
Библиографический список
1. , Разработка программного обеспечения в среде LabVIEW для учебного стенда FESTO //Научно-технический журнал «Автоматика. Информатика», №2 (31). Караганда: издательство КарГТУ, 2012. – С. 25-28.
2. , Разработка программно-аппаратного комплекса «Манипулятор-трипод //Научно-технический журнал «Автоматика. Информатика» №2 (37). Караганда: издательство КарГТУ, 2015. – С.30-34
3. АСНИ электропривода и системы управления робота «Манипулятор-трипод» в программной среде LabVIEW
4. Компьютерный контроль и анализ сигналов. – М.: Информатика и компьютеры, 1999. – 330с., ил.
