Автоматизированные электромеханические системы

В качестве примера автоматизированной механической системы можно привести автоматические ворота.

Рабочим органов для ворот откатного типа является консоль, а для распашного типа - створки. Они приводятся в движение электродвигателем через механический редуктор. Система управления приводом обеспечивает отпирание или запирание по команде (с стационарного пульта управления или же с радиопульта), плавный пуск, движение с определенной скоростью, определение наличие препятствий на пути движение (используются показания фотоэлементов) и торможение в случаи необходимости.

Электродвигатель с регулирующими устройствами, редуктор, система передач и консоль (створки) ворот составляют главную электромеханическую систему автоматических ворот.

Несколько автоматических ворот могут быть объединены в единую сеть под управлением отдельного контроллера, оптимизирующего их групповую работу. Таким образом организуется автоматизирования система контроля доступа. На рисунке показа схема такой системы.

Рисунок 3 – Автоматизированная электромеханическая система распашных ворот

1. Фотоэлементы безопасности

2. Стойка для фотоэлементов

3. Чувствительный профиль безопасности

4. Привод, встроенная разблокировка

5. Фотоэлементы безопасности

6. Брелок-передатчик

7. Табличка "Открывается автоматически!"

8. Привод, встроенная разблокировка, блок управления, радиоприемник

9. Ключ-выключатель

10. Разветвительная коробка

11. Сигнальная лампа, антенна

В качестве еще одного примера автоматизированной электромеханической системы можно привести автоматические теплицы. Это комплекс электромеханических приводов, представляющий собой набор электронасосов для полива растений, приводов для обеспечения открытия и закрытия вентиляционных окон, множество датчиков для определения температуры, влажности и других параметров среды в теплице и аппаратуры программного управления. В соответствии с заданной программой система управления поддерживает микроклимат помещения, управляет поливом растений. Работа множества различных электромеханических устройств нельзя рассматривать порознь, так как совместно они образуют автоматическую электромеханическую систему, выполняющую единую технологическую операцию.

Электромеханическая система, снабженная устройствами автоматического управления, обеспечивающего оптимальное (в смысле производительности, качества получаемой продукции, минимизации материальных и энергетических затрат) управление движением рабочих органов в соответствии с условиями технологического процесса – это автоматизированная электромеханическая система.

В настоящее время предметом поставки являются стандартные изделия – набор унифицированных системных элементов управления для каждого типа машин. Функциональными модулями решаются такие технологические задачи, как позиционирование и регулирование технологического параметра с обратной связью. Такими же функциональными модулями являются преобразователи и двигатели. Только точно и надежно управляемые приводы обеспечивают правильную работу машин. Для этого используется надежная система приводов в серводвигателях и преобразователи для асинхронных и синхронных электродвигателей с большой динамикой при минимальных габаритах.

Возникла концепция интеллектуального электропривода, основной идеей которой является уменьшение стоимости программного обеспечения и замена сложной и дорогостоящей механики высокой точности. Этим интеллектуальным приводом решаются такие сложные функции, как, например, синхронное движение, угловая синхронизация и другие специфические задачи регулирования, интегрированные в привод технологическим программным обеспечением.

Из этих программных модулей можно легко реализовать специфические пользовательские приложения, для примера электронный редуктор. Такое применение может быть реализовано как центральное решение на основе контроллера или как децентрализованное решение непосредственно в преобразователях привода (децентрализованный привод).

Наконец, вершиной современной технологии на рынке являются комплексные решения, подходящие как для маленькой машины, так и для крупной установки, которые обеспечивают конкурентоспособность и высокую производительность оборудования пользователя. Эти решения реализуются стандартными изделиями, а так же специализированными модулями для различных отраслей.

Комплексные решения позволяют в процессе инжиниринга получать «идеальные» решения для конкретной задачи. Комплексные решения, благодаря современных информационным технологиям, представлены в виде интеграционного программного обеспечения. Это программное обеспечение для каждой фазы конкретного проекта: для планирования, проектирования, конфигурирования и параметрирования оборудования и средств коммуникации, для программирования, документирования, тестирования, ввода в эксплуатацию и сервиса и архивации. Оно допускает кооперацию и совместную работу нескольких человек над одним проектом.

Надежные коммуникации между компонентами автоматизации – обязательное условие высокой производительности любой машины. Сейчас существуют надежные шинные системы, такие как MODBUS, CAN и т.д., обеспечивающие безотказный обмен данными между компонентами на всех уровнях. Такая система легко модернизируется и масштабируется.

Удобное взаимодействие между оператором и технологической установкой (станком) обеспечивает системе человеко-машинного интерфейса (HMI). Для этого применяются специализированные панели со специальным программным обеспечением для проектирования конкретной системы, так и базирующиеся на PC системы визуализации созданные по новейшим технологиям и работающие под управлением различных операционных систем (Linux, Solaris, Windows).

Рисунок 4 – Операторская панель выполненная по технологии Multitouch