Розширення можливостей дослідження динаміки кібeр-фізичних систем з PWM-керуванням на базі стенду пневмоавтоматики компанії FESTO

О. Савицький Сергій Рубан К. Горбач
Отримано 29.06.2022, Доопрацьовано 13.09.2022, Прийнято 28.11.2022
Анотація

Мета роботи. Розширення функціональних можливостей процесів моделювання пневмосистем шляхом модернізації стенду компанії FESTO (одного з перших випусків) завдяки застосуванню додаткового сучасного контролера S7- 1200 Siemens. Методи досліджень. Проведено лабораторні експериментальні дослідження сумісності нового контролера з наявним обладнанням, електронне моделювання процесів пневмосистем, а також теоретичний аналіз та узагальнення результатів досліджень за стандартними та новими методиками. Моделювання проведено у програмному забезпеченні FluidSim. Наукова новизна. Виконано моделювання та розглянуті різні обмеження тиску дроселями зі зворотними клапанами для виявлення параметрів верхніх та нижніх частот при PWM-регулюванні руху штоків циліндрів. Запропоновані методи корекції параметрів дроселів при PWM-регулюванні руху штоків циліндрів, з урахуванням реальних процесів руху штоків циліндрів на лабораторному стенді. Практична значимість. Поліпшення параметрів при PWM-регулюванні руху штоків циліндрів, в їхніх кінцевих положеннях, з метою зменшення сили удару деталей штоку об циліндр. Результати. Наведено основні наукові та практичні результати для поліпшення параметрів характеристик при PWMрегулюванні руху штоків циліндрів в їхніх кінцевих положеннях. В результаті моделювання та фізичної реалізації визначено раціональний момент зняття прямого тиску та подачі протитиску, з урахуванням інерційності й руху штоків циліндрів в їхніх кінцевих положеннях, для поліпшення якості параметрів характеристик при PWM- регулюванні. При цьому знижується вплив ударів штоків об циліндр та відповідно збільшується їхній життєвий цикл

Ключові слова:
лабораторний стенд пневмоавтоматики; PWM-регулювання; динаміка кібeр-фізичних систем; ПЛК S7-1200

Взято з Том 20, № 2, 2022

Сторінки 93–98

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Е.В. Полилов, А.М. Батрак, Е.С. Руднев, С.П. Скорик, П.В. Горелов Донбасский государственный технический университет .Исследовательский стенд для апробации алгоритмов управления сложными электромеханическими системами.2011 -7с.: веб-сайт. URL: https://www.researchgate.net/publication/305334006_ISSLEDOVATELSKIJ_STEND_DLA_APROBACII_ALGORITMO V_UPRAVLENIA_SLOZNYMI_ELEKTROMEHANICESKIMI_SISTEMAMI.

[2] Орловський І. А., КратО. І., Зав’язун П. П., Бірюков Ю. С. Лабораторний стенд керування маніпулятором М10П від Scada-системи ТraceMode. Електротехніка та електроенергетика. 2013. № 2. – C 54-61.

[3] Dr. Maged Mikhail, Prof.Gregory P. Neff. A Non-Commercial Pneumatic Trainer with PLC Control. ASEE's 123rd Annual Conference & Exposition. New Orleans , LA June 26-29, 2016. PaperID#17334, pp. 1-7.

[4] Лимонов Г.Е., Борвинкова О Н, Смирнова Л.В. Вибрационная техника и технология в мясной промышленности .-М,: Агропромиздат, 1989.-231с.

[5] Прокопов М. Г. Конструкции элементов пневмоагрегатов : учебное пособие / М. Г. Прокопов, С. М. Ванеев, В. Н. Козин. – Сумы : Сумский государственный университет, 2015. – 148 с.

[6] Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку. Під ред. В. О. Омельченка. – К.: ІСДО, 1997 – Ч.3.

[7] Слепов Н. Н., Дроздов Б. В. Широтно- імпульсна модуляція: Під ред. А. А. Булгакова. – М.: Енергія, 1978. – 192 с.

[8] Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Кн. 2. Приводы робототехнических систем / Ж.П. Ахромеев, Н.Д. Дмитриева, В.М. Лохин и др.; Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986. – 175 с.

[9] Системы управления промышленными роботами и манипуляторами / Е.И. Юревич, Ю.Д. Андрианов, С.И. Новаченко и др. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. – 184 с.

[10] Festo Didactic SE. Fluid power: Book. Esslingen : 2019. P. 172. URL: https://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/468166/56823_2019-11_en_PG_P-H_Screen.pdf (Last accessed:01.12.2021).

[11] Festo Didactic SE. Factory Automation: Book. Esslingen : 2021. P. 256. URL: https://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/468161/PG-FA_en_2021-02_56826_Screen.pdf (Last accessed:01.12.2021).

[12] Festo Didactic GmbH & Co. KG. Учебные системы 2012: підручник. Esslingen: 2011. 420 с. URL: https://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/53887/didactic_katalog_2012_RU.pdf (дата звернення: 01.12.2021).

[13] Haring W., Metzger M., Weber R.-C. Festo Didactic Workbook TP 202 : підручник. Denkendorf: 2015. P. 48. URL: https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/541091_leseprobe_en_2.pdf (Last accessed: 01.12.2021).

Savytskyi, О., Ruban, S., & Horbach, K. (2022). Expanding the possibilities of researching the dynamics of cyber-physical systems with pwm control on the base of the pneumatic automatics stand of the FESTO company. Journal of Kryvyi Rih National University, 20(2), 93-98. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2022-1-55-93-98
uk