DAQ stacjonarny układ na ZD100

Transkrypt

1 Dokument należy cytować w następujący sposób: : "Układ monitorowania na prasie ZD100". Raport grupy UFGbySPD. Instytut Technik Wytwarzania. Warszawa Układ monitorowania dla prasy ZD100 Na prasie ZD100 zainstalowano stały układ monitorowania, który służy do komputerowej rejestracji danych. Obecnie układ jest modernizowany w celu umożliwienia zapisu parametrów operacji spęczania na prasie ZD100. Na bazie tej prasy powstanie stanowisko do spęczania wyprasek, które będzie mogło być prowadzone zarówno na zimno jak i w temperaturze podwyższonej. W tym celu na prasie będzie instalowany przyrząd ZAKSet, który jest przeznaczony do spęczania prostopadłościennych wstępniaków rozmiar #8 mm wykonanych ze stopów aluminium 1. Celem jest uzyskanie płaskich wyrobów w postaci wyprasek o wysokości 3 mm, a docelowo nawet 1mm 2. W badaniach doświadczalnych operacji kształtowania istotna jest możliwość rejestrowania przebiegu siły w funkcji przemieszczenia kształtujących kowadeł. Ze względu na wysoką, przewidywaną siłę spęczania (co najmniej kn) zrezygnowano z wykorzystania tensometrycznego przetwornika siły, który można osadzić w gnieździe płyty głowicowej przyrządu. Rolę detektora siły spełni czujnik ciśnienia, dzięki któremu w sposób pośredni uzyskamy wartość siły. Czujnik ciśnienia zainstalowano w układzie hydraulicznym prasy. Natomiast do pomiaru przemieszczenia przewidziano czujnik skoku. Niniejszy dokument zawiera zarówno opis modernizowanego układu pomiarowego, jak i sposób jego zainstalowania Budowa i elementy składowe Budowane stanowisko laboratoryjne do spęczania wyprasek po przeciskaniu w kanale kątowym znajduje się w Zakładzie Obróbki Plastycznej i Odlewnictwa (ZOPiO) Instytutu Technik Wytwarzania (ITW). W skład stanowiska wchodzi prasa ZD100, przyrząd do spęcznia ZAKSet, dwa tory pomiarowe (przemieszczenia i siły) oraz odpowiedni rejestrator cyfrowy 3. Wymieniono jedynie najważniejsze części składowe stanowiska, które zbudowano z myślą o próbach spęczania na zimno i w podwyższonej temperaturze (przy spęczaniu na gorąco niezbędne będzie zainstalowanie na stanowisku dodatkowego układu komputerowej rejestracji temperatury). W skład omawianego stanowiska do spęczania wchodzą także inne przyrządy pomocnicze, niezbędne np. przy wzorcowaniu/sprawdzaniu układu pomiarowego tego stanowiska. Schemat blokowy układu komputerowej rejestracji dla stanowiska ZD100 przedstawiono na Rys. 1. Rys. 1. Schemat blokowy zmodernizowanego układu komputerowej rejestracji dla stanowiska ZD Wstępniaki, które w istocie są wypraskami uzyskanymi w operacji ECAP, wykonane z EN-AW-6060 UFG muszą być spęczane w podwyższonej temperaturze, natomiast te wykonane z EN-AW-1050 UFG mogą być spęczane na zimno 2 Planowany do spęczania przyrząd nie powinien być zamykany siłą większą niż 600 kn. Z tego względu zaplanowano przebieg spęczania, który przy sile ok. 400kN pozwoli na uzyskanie wysokości płaskiej wypraski 3mm. Spęczane to zostanie wykonane w celu doświadczalnego opracowania procesu spłaszczania wyprasek rozmiar #26 na grubość ok. 3mm. Aby geometrycznie wyskalować w górę przebieg spęczania wypraski #8 należałoby spęczyć ja do grubości 1mm 3 Drugi rejestrator posłuży do pomiaru temperatury, ale nie jest on przedmiotem tego opracowania Str.1

2 Czujnik mierzący siłę Na prasie hydraulicznej łatwo jest mierzyć siłę w sposób pośredni poprzez ciśnienie w głównym układzie napędu hydraulicznego prasy ZD100. W taki sposób postanowiono zbierać dane o obciążeniu przekazywane do stacjonarnego układu pomiarowego DAQ. Według DTR prasy ZD100, maksymalne ciśnienie w obwodzie hydraulicznym wynosi 35MPa. Ta wartość stanowi podstawę dla doboru czujnika. Wykorzystany zostanie tensometryczny przetwornik ciśnienia typu CL1 (Rys. 2) oferowany przez firmę ZEPWN. Czujnik ten ma zakres pomiarowy 40MPa (Tab. 1). Rys. 2. ZEPWN Czujnik ciśnienia typu CL1, producent Czujnik ciśnienia CL1 przeznaczony jest do pomiarów względnych ciśnień statycznych i wolnozmiennych w nie agresywnych chemicznie cieczach oraz gazach. W obudowie znajduje się zespół tensometrów w układzie pełnego mostka, zrównoważony i skompensowany termicznie. Układ tensometrów odseparowany jest od medium płaską metalową membraną. Mierzone ciśnienie działa na czujnik poprzez membranę separującą, powodując zmianę rezystancji mostka Wheatstone a. Na wyjściu mostka pojawia się obciążenie wprost proporcjonalne do mierzonego ciśnienia, a następnie jest ono przetwarzane na jeden z sygnałów standardowych (prądowy lub napięciowy ). Wybrano wersję z sygnałem napięciowym, który musi być obsługiwany przez przyrząd CL361 zamontowany na prasie ZD100. Zagadnienie dopasowania elementów torów pomiarowych oraz wyliczone dokładności pomiaru opisano w dalszej części opracowania. Tab. 1. Specyfikacja techniczna czujnika ciśnienia użytego na stanowisku ZD100 Czujnik Typ Producent Cechy ident. Parametry techniczne Zakres [MPa] Oporność [ ] Czułość [mv/v] Króciec Przyłącze (kabel) CL1 TENSOM. ZEPWN M20X1.5 ZŁĄCZE LUMBERG PEŁNY M (KLUCZ 27) W skład toru pomiaru siły wchodzi zatem tensometryczny przetwornik ciśnienia. Ten pośredni przetwornik siły jest obsługiwany za pomocą uniwersalnego programowalnego przyrządu pomiarowego CL361 z wyświetlaczem cyfrowym. Przyrząd ten należy do grupy przyrządów reprezentujących zaawansowane rozwiązania techniki mikroprocesorowej. Umożliwia on korzystanie z wielu pożytecznych funkcji, które w standardowych przyrządach były niedostępne. Cenną zaletą jest także wyświetlanie wartości siły w kn lub innych dowolnie zaprogramowanych jednostkach Czujnik mierzący przemieszczenie Tor pomiaru przemieszczenia składa się z indukcyjnego przetwornika przemieszczeń liniowych i dwukanałowego przyrządu MPL202 firmy PELTRON. Przyrząd ten umożliwia wyświetlanie wartości rzeczywistej przemieszczenia w mm. Ponieważ przy pracy na prasach dla ruchu ich elementu ruchomego powszechnie używa się określenia skok toteż w dalszej części opracowania często przemieszczenie będzie nazywane skokiem. Dokładne informacje o torach pomiarowych i zasadach działania użytkowanych przetworników są przedstawione we właściwych dokumentacjach techniczno ruchowych stanowiska. Na przyrządzie pomiarowym MPL202 znajduje się przełącznik pomiędzy poszczególnymi kanałami. Ze względu na dwukanałowość przyrządu pomiarowego przewidziano dwa czujniki przemieszczeń. Jednym z nich jest przetwornik przemieszczeń liniowych - czujnik przemieszczenia PJx200 oferowany przez firmę PELTRON. Jego specyfikacja techniczna znajduje się w Tab. 2. Jako, że czujnik ten będzie mierzył przemieszczenie ruchomej poprzeczki prasy należy zwrócić uwagę aby mógł je mierzyć w całym zakresie ruchu tej poprzeczki. Całkowite przemieszczenie ruchomej poprzeczki na prasie ZD100 wynosi 250mm. Czujnik mierzy przemieszczenie w zakresie tylko 200 mm. Jest to mniejsze przemieszczenie niż przemieszczenie poprzeczki, lecz ze względu na fakt, że zwykle w operacjach kształtowania nie wykorzystuje się całkowitego przemieszczenia poprzeczki można go zastosować. Drugim czujnikiem jest transformatorowy przetwornik przemieszczeń liniowych ze sprężyną zwrotną typu PSx20 również firmy Peltron. Zakres tego czujnika to zaledwie 20 mm, jednak jest to wystarczająca wartość ze względu na to, że czujnik ten jest mocowany bezpośrednio do przyrządu ZAKSet, na którym wykonywana operacja nie potrzebuje większego zakresu. PSx20 pozwala na zdecydowanie dokładniejszy pomiar w porównaniu do PJx200, dlatego też zdecydowano się na zastosowanie go. Specyfikacja czujnika PSx20 również znajduje się w Tab. 2. Str.2

3 Tab. 2. Specyfikacja techniczna czujnika przemieszczenia PJx200 użytego na stanowisku ZD100 Czujnik Typ Producent Cechy identyfikacyjne Parametry techniczne Zakres [mm] Zasilanie Średnica obudowy Długość obudowy Mocow rdzenia Kabel przyłącz. PJX200 INDUKCYJ. PELTRON V / 5KHZ 19MM 361MM M4 ZINTEGROWANY Z MPL202 PSX20 INDUKCYJ. PELTRON V / 5KHZ 14MM 122MM M5 LUMBERG 1.2. Montaż i podłączenie czujników Montaż czujnika skoku PJx200 Czujnik przemieszczenia PJx200 4 (dalej nazywany czujnikiem skoku) składa się z dwóch, przemieszczających się względem siebie elementów. Jeden z nich obudowa nazywana często karkas ma kształt walca, drugi zaś rdzeń to pręt walcowy o niewielkiej średnicy. Oba wymagają osadzenia w specjalnie skonstruowanych uchwytach. Na kolumnie prasy ZD100 znajduje się listwa (3) służąca do pozycjonowania liniału, wskazującego aktualne położenie ruchomej poprzeczki (8). Listwa ta może być wykorzystana do zamocowania czujnika przemieszczenia, który będzie mierzył przesuw poprzeczki w zakresie 200mm. Sposób takiego mocowania wyjaśniono za pomocą szkicu pokazanego na Rys. 3. Czujnik przemieszczenia (4+2) jest mocowany na listwie (3) za pomocą dwóch uchwytów (5). Listwa zamocowana jest na nieruchomej kolumnie (7) prasy ZD100. W celu zamocowania uchwytu czujnika należy odkręcić listwę (3) i zamocować na niej uchwyty. Regulacji wysokości zamocowania czujnika na listwie można dokonać za pomocą śrub (9,13), zaś położenie korpusu w uchwycie za pomocą śruby (11,14). Uchwyty czujnika rozsunięte są na pewną odległość za pomocą pręta mocującego (6). Odległość pomiędzy uchwytami można regulować za pomocą śrub (10,12). Mocowanie uchwytu czujnika jest dokładnie przedstawione na Rys. 4. Rys. 3. Mocowanie czujnika przemieszczenia PJx200 na kolumnie prasy ZD uchwyt rdzenia, 2-rdzeń czujnika, 3-listwa, 4-korpus czujnika, 5-uchwyty, 6-pręt mocujący, 7- nieruchoma kolumna, 8- ruchoma poprzeczka, 9,13-śruby mocujące czujnik na listwie, 10,11,12,14-śruby regulujące Rys. 4. Mocowanie uchwytu czujnika przemieszczenia na listwie powiązanej z kolumną (słupem) prasy ZD100 (1-wkręt M6x15, 2- płyta uchwytu, 3-wkręt M6x12, 4-pręt mocujący, 5-śruba M4x15, 6- wkręt M5x28, 7-korpus uchwytu, 8-listwa, 9-tuleja dystansowa, 10- wkręt M4x18, 11-słup prasy) 4 Dane techniczne zapisano w pliku [PJx MPL 'k2 metryka.jpg] Str.3

4 Rdzeń czujnika PJx200 będzie powiązany z ruchomą poprzeczką prasy. Rdzeń ten zakończony jest gwintem z dwiema nakrętkami, pomiędzy które mocuje się element przemieszczający się wraz z ruchomą poprzeczką prasy. Elementem tym jest płaskownik, którego drugi koniec przykręcony jest do poprzeczki prasy za pomocą śrub M4. Do płaskownika za pomocą trzech śrub z nakrętkami zamocowany został uchwyt rdzenia wykonany z tworzywa sztucznego. Mocowanie rdzenia czujnika PJx200 pokazano na Rys. 5. Rys. 5. Mocowanie rdzenia czujnika PJx Mocowanie czujnika skoku PSx20 5 Tak jak w przypadku czujnika PJx200, tak i PSx20 składa się z dwóch elementów: trzpienia i rdzenia. Czujnik ma sprężynę zwrotną, która zapewnia docisk rdzenia do blokady. Przetwornik PSx20 zamocowany jest bezpośrednio w przyrządzie ZAKSet. Na Rys. 6 przedstawiono konstrukcję mocowania czujnika PSx20. Trzpień czujnika umieszczony jest w uchwycie (33) przykręconym do płyty górnej (02) przyrządu, w której przewidziano otwory na śruby M8. Podczas przemieszczania się płyty dolnej (01) do końcówki rdzenia czujnika zbliża się krążek blokujący (34), kiedy krążek zetknie się z rdzeniem następuje pomiar przemieszczenia. W przypadku czujników indukcyjnych należy zadbać o odizolowanie końcówki rdzenia czujnika od przyrządu, w celu zapobiegnięcia zakłóceniom, co zostało zapewnione poprzez zastosowanie nakładki z tekstolitu (35). Ruchomy rdzeń przemieszcza się względem nieruchomego trzpienia. a) b) Rys. 6. Mocowanie rdzenia czujnika PSx20; a) przyrząd ZAKSet otwarty, b) przyrząd zamknięty (zetknięcie kowadeł); (01,02 płyta dolna/górna przyrządu ZAKSet, 33 uchwyt mocujący czujnik, 34 krążek blokujący rdzeń czujnika, 105,124,125 śruby mocujące). 5 Dokumentacja konstrukcyjna mocowania czujnika PSx20 zapisano w [ZAKSet_35.dwg] Str.4

5 Mocowanie czujnika ciśnienia CL1 Zgodnie z założeniami przedstawionymi wcześniej siła mierzona będzie poprzez pomiar ciśnienia w głównym układzie hydraulicznym. Czujnik mierzący to ciśnienie powinien więc zostać osadzony w tym układzie. Analizując działanie prasy wybrano stosowny punkt przyłączenia w układzie hydraulicznym. Miejsce w którym zostanie umieszczony czujnik znajduje się we wnętrzu szafy sterującej prasy ZD100. Pokazano je na Rys. 7. W celu sprzężenia czujnika ciśnienia z układem hydraulicznym wykonany został trójnik z mosiądzu, który nakręcono w miejsce górnej nakrętki. Nakrętka ta została nakręcona na gwint M24x1.5 nowo wykonanego trójnika. Wymiary trójnika pokazano na Rys. 8. Ze względów konstrukcyjnych, otwór boczny, który służy do wkręcenia czujnika ma niewielką średnicę. W celu zabezpieczenia przed ewentualnymi przeciekami oleju, spowodowanymi nieszczelnym połączeniem obu trójników, w gniazdo mocujące M24x1.5 włożona została uszczelka miedziana o wymiarach jak na Rys. 9. Króciec czujnika CL1 ma gwint M20x1.5 a otwór w trójniku M12x1.5. Dlatego wymaga on zastosowania redukcji przejściowej, która umożliwiłaby dopasowanie do siebie obu gwintów: otworu w trójniku i króćca czujnika. Rysunek konstrukcyjny odpowiedniej złączki redukcyjnej pokazano na Rys. 11. W celu zabezpieczenia przed wyciekami oleju na łączeniu złączki redukcyjnej i trójnika, na gwint M12x1.5 złączki redukcyjnej nałożono uszczelkę miedzianą o wymiarach pokazanych na Rys. 9. W gniazdo z gwintem M20x1.5 także włożono uszczelkę miedzianą w celu zabezpieczenia przed wyciekami oleju. Rysunek konstrukcyjny uszczelki odpowiedniej do uszczelnienia połączenia czujnika CL1 i redukcji M20 / M12 pokazano na Rys Rys. 7. Trójnik układu hydraulicznego prasy ZD100 (wygląd przed przyłączeniem czujnika): 1- nakrętka, 2- trójnik Rys. 8. Trójnik do podłączenia czujnika CL1 w układzie hydraulicznym prasy ZD100 Str.5

6 Rys. 9. Uszczelka miedziana do uszczelnienia połączenia trójników i złączki redukcyjnej Rys. 10. Uszczelka miedziana do uszczelnienia króćca czujnika ciśnienia Rys. 11. Złączka redukcyjna M20 / M Przystosowanie pulpitu operatorskiego W celu zamocowania przyrządów pomiarowych oraz pozostałych elementów takich jak listwa przyłączeniowa z wyprowadzonymi wyjściami do karty DAQ i listwa zasilająca w obudowie prasy przewidziano otwory na śruby oraz przewody. Zamocowanie MPL 202 (pokazany na Rys. 12) na przedniej części obudowy wymaga 4 otworów na śruby M6 oraz jeden na przewód wyjściowy połączony z listwą przyłączeniową. Rozmieszczenie tych otworów jest przedstawione na Rys. 13. Aby poprawnie zamontować miernik należało zastosować specjalne tulejki dystansowe między obudową a miernikiem w przypadku górnych otworów. Jest to spowodowane tym, że na górze obudowy jest uskok, który wypełnią tulejki. Przełącznik rodzaju skoku Rys. 12. Miernik przemieszczeń liniowych MPL202 Rys. 13. Rozmieszczenie otworów do zamocowania miernika MPL 202 Do zamocowania miernika CL 361, który został przedstawiony na Rys. 14, wymagany jest prostokątny otwór, którego wymiary i położenie przedstawiono na Rys. 16. W celu podłączenia miernika do zasilania konieczne jest użycie Str.6

7 zasilacza impulsowego MDR (prod. MEAN-WELL), który przetwarza napięcie przemienne z sieci energetycznej 230V na napięcie stałe +24V. Zasilacz mocowany jest na szynie DIN TS 35/F5 o długości ok. 80mm. Zasilacz znajduje się wewnątrz szafy, a szyna do której jest zamocowany jest przykręcona do wystających śrub, które mocują miernik MPL202. Na Rys. 14 są również widoczne otwory na przewody oraz śruby konieczne do zainstalowania listwy przyłączeniowej (Rys. 15). Listwa ta zawiera trzy wyjścia typu BNC, wyprowadzające sygnał do karty DAQ, dwa z pomiaru przemieszczenia, a jedno z pomiaru siły. Nowy miernik cyfrowy posiada obudowę z otwieraną klapką, która uniemożliwia zamocowanie listwy w przewidzianych otworach. W tym celu zdecydowano na wysunięcie listwy do przodu na kołkach dystansowych. Proponowane wymiary kołków przedstawiono na Rys. 17. W celu zabezpieczenia przewodów znajdujących się wewnątrz szafy sterującej prasy zdecydowano się poprzypinać je uchwytami do obudowy. Ze względu na to, że uchwyty są przyklejane należy zamocować je dosyć gęsto co ok. 70 mm. Do tego potrzeba ok. 30 takich uchwytów. a) b) Rys. 14. Miernik cyfrowy CL361 produkcji ZEPWN: a) widok z przodu na wyświetlacz, b) widok z góry Rys. 15. Listwa przyłączeniowa Skok roboczy Skok całkowity Rys. 16. Rozmieszczenie otworów do zamocowania listwy oraz miernika cyfrowego Rys. 17. Kołek dystansowy pod listwę przyłączeniową Str.7

8 W celu zapewnienia odpowiedniego ustawienia komputera sterującego procesem rejestracji przewidziano wykonanie podstawki. Proponowane ustawienie sprzętu komputerowego zapewni, że nie będzie on przeszkadzał obsłudze podczas wykonywania prób spęczania oraz wygodną obserwację zarówno monitora jak i przyrządów pomiarowych. Usytuowanie komputera w przestrzeni obok prasy przedstawia Rys. 18. Proponowane wymiary podstawki pokazano na Rys. 19. Rys. 18. Stanowisko ZD100 a) widok z przodu, b) widok z góry a) b) Rys. 19. Wymiary proponowanej podstawki pod komputer Aby podłączyć wszystkie urządzenia do zasilania przewidziana została listwa zasilająca. Dzięki temu można podłączyć większą ilość urządzeń. Listwa zostanie przykręcona do bocznej ścianki szafy sterującej za pomocą dwóch śrub M4. Rozmieszczenie otworów pokazano na Rys. 20. Na tym rysunku zostały również przedstawione otwory do zamocowania złącza 6, do którego podłączany jest regulator temperatury sterujący pracą grzałek i termopar. Konieczne jest zatem podłączenie z drugiej strony tego złącza grzałek i termopar. Grzałki podłączone zostaną za pomocą tradycyjnych wtyczek do gniazda połączonego ze złączem. Gniazdo to zostanie przykręcone do podkładki izolującej je od szafy sterującej. Natomiast do podłączenia termopar potrzebne są specjalne złączki, które zostaną zainstalowane na kątowniku przykręconym do tej ściany. Otwory potrzebne do jego zamocowania oraz otwór wprowadzający przewody termopar oraz podkładki pod gniazdo elektryczne do szafy są również widoczne na Rys Okablowanie Stanowisko laboratoryjne składa się z wielu elementów, z których większość to elektroniczne przyrządy pomiarowo-rejestrujące. Przyrządy te wymagają odpowiedniego okablowania w celu ich połączenia. Ponieważ okablowanie wymaga stosowania złączy wielopinowych i przewodów wielożyłowych, niezbędne było udokumentowanie połączeń. Dlatego też powstały schematy, wg których należy podłączyć elementy składowe torów pomiarowych dwukanałowego układu komputerowej rejestracji danych. Na poniżej prezentowanych rysunkach będą przedstawiane schematy dla torów pomiarowych przemieszczenia oraz siły. W ten sposób zostały udokumentowane niezbędne dane (np. nr seryjne) konieczne do rozróżnienia poszczególnych elementów składowych. Wszystkie złącza zostały przedstawione od przeciwnej strony niż strona lutowania (tzn. od strony użytkownika). Na Rys. 21 pokazano schemat przewodu łączącego rejestrator (kartę pomiarową) z przyrządami pomiarowymi (MPL202 i CL361). Od strony karty pomiarowej przewód jest zakończony męską wtyczką 25 PINową. Do wtyczki tej dolutowane są dwa przewody 6 Złącze składa się z wkładki męskiej typu Amphenol C146 10B , zamocowanej w oprawie typu Amphenol C146 10F Str.8

9 koncentryczne zakończone wtykami BNC. Przewód szary jest dołączony do kanału 1 karty i powinien być dołączany do wyjścia przyrządu MPL 202. Przewód czarny jest dołączony do kanału 2 i służy do podłączenia wyjścia przyrządu CL361. Ponieważ karta ma 16 kanałów pomiarowych, a wykorzystywane są tylko dwa, pozostałe wejścia zostały zwarte do masy w celu zmniejszenia zakłóceń i przesłuchów. Rys. 20. Rozmieszenie otworów potrzebnych do zamocowania listwy zasilającej 2 1 Rys. 21. Wtyki przyłączeniowe przewodu biegnącego do rejestratora cyfrowego: 1-wtyk do podłączenia do gniazd listwy przyłączeniowej Rys. 15 na panelu maszyny, 2- wtyk do podłączenia do gniazda karty DAQ osadzonej w komputerze Str.9

10 a) b) c) d) Rys. 22. Schematy torów pomiarowych a) pomiar skoku całkowitego suwaka prasy, b) pomiar skoku roboczego przyrządu ZAKSet, c) pomiar siły kształtowania, d) pomiar skoku roboczego przyrządu WFL Udokumentowane zostały również schematy połączeń rejestratorów z gniazdami BNC oraz schemat podłączenia miernika CL361 do zasilacza MDR Na listwie przyłączeniowej (Rys. 15) znajdują się trzy gniazda BNC. Dwa z nich przeznaczone są do podłączenia torów przemieszczenia, co przedstawiono na Rys. 23. Między kanałami pomiaru przemieszczenia można wybierać za pomocą przełącznika znajdującego się w mierniku MPL202, a Str.10

11 do karty DAQ podłączony może być tylko jeden tor przemieszczenia. Ostatnie gniazdo BNC z listwy przyłączeniowej przeznaczone do pomiaru siły przedstawione jest na Rys. 24. Przewody koncentryczne służące do połączenia gniazda BNC z miernikiem wpięte są w kostkę SH18C znajdującą się na tylnej części miernika. Natomiast, aby podłączyć miernik do zasilacza wykorzystana jest kostka SH18A, co widać na Rys Rys. 23. Schematy połączenia miernika MPL202 z gniazdami BNC znajdującymi się na listwie przyłączeniowej: 1- wtyk do podłączenia do gniazd listwy przyłączeniowej Rys. 15 na panelu maszyny, 2- wtyk do podłączenia do gniazda znajdującego się pod pokrywą obudowy miernika MPL Rys. 24. Schemat połączenia miernika CL361 z gniazdem BNC znajdującym się na listwie przyłączeniowej:1-wtyk do podłączenia do gniazd listwy przyłączeniowej Rys. 15 na panelu maszyny, 2- wtyk do podłączenia do gniazda SH18C znajdującego się w tylnej części miernika Str.11

12 1 Rys. 25. Schemat podłączenia miernika CL361 do zasilacza MDR-10-24: 1-wtyk do podłączenia do zasilacza MDR zamocowanego wewnątrz szafy sterującej prasy ZD100, 2- wtyk do podłączenia do gniazda SH18A znajdującego się w tylnej części miernika Rejestrator układu pomiarowego Rozsądnym rozwiązaniem dla pomiaru siły i przemieszczeń jest użycie układu z cyfrowaniem w karcie akwizycji (karcie zbierania danych, tzw. karta DAQ, stąd układ pomiarowo-rejestrujący bywa nazywany układem DAQ). Zaletą takiego układu jest możliwość zastosowania czujników analogowych dla wszystkich mierzonych wielkości. Czujników tych nie łączy się bezpośrednio z rejestratorem cyfrowym, którego rolę spełnia karta akwizycji osadzona w komputerze. Ogniwem pośredniczącym są analogowe przyrządy pomiarowe zwane niekiedy układami kondycjonującymi. Nazwa ta wywodzi się od zadań, które taki układ spełnia. Są to m.in. zasilanie czujników, odbieranie i obróbka sygnałów. To ostatnie zadanie może obejmować np. wzmacnianie sygnałów, filtrowanie, oddzielenie galwaniczne lub dostosowanie do standardów wyjścia akceptowanych przez karty akwizycji Schemat blokowy układu DAQ Ogólny schemat komputerowego układu pomiaru przemieszczenia i ciśnienia przedstawiono na Rys. 26. wielkosc mierzona przetwornik przyrzad pomiarowy rejestrator cyfrowy przemieszczenie transformatorowy przyrzad z fala nosna cisnienie tensometryczny mostek tensometryczny karta pomiarowa Rys. 26. Schemat blokowy stacjonarnego układu pomiarowego przemieszczenia i ciśnienia z przetwornikami analogowymi Podstawową różnicą widoczną na schemacie blokowym układu stacjonarnego DAQ jest brak oddzielenia galwanicznego. Zwykle układy DAQ z natury rzeczy wielozadaniowe są podłączane do urządzeń o nieznanej konfiguracji. Z tego powodu wymagany jest wysoki poziom zabezpieczeń. W przypadku układu stacjonarnego obiekt, na którym będzie on zamontowany jest dokładnie zdefiniowany. Sprawdzono poprawność połączeń elektrycznych na prasie i zbadano czy nie ma upływów prądu. Obiekt pod względem elektrycznym zachowywał się prawidłowo 7. 7 Aktualny poziom szumów należy jeszcze doświadczalnie sprawdzić za pomocą dodatkowych testów Str.12

13 Dobór karty pomiarowej i jej nastaw Z układu kondycjonującego odfiltrowane napięcia podawane są do karty pomiarowej LC sn.456/93 zainstalowanej w komputerze AT5, na którym odbywa się rejestracja parametrów procesów kształtowania prowadzonych na prasie ZD100. Karta pomiarowa LC jest 12-bitową kartą produkcji AMBEX. Do pracy wymaga komputera PC oraz odpowiedniego programu sterującego. Do obsługi karty użyto program o nazwie N1.exe w wersji Zadaniem karty jest cyfrowanie napięcia z wyjścia układu kondycjonującego w odpowiednich odstępach czasu zadanych programowo. Ponieważ napięcie wyjściowe układu kondycjonującego wynosi 10V karta pomiarowa powinna być ustawiona na taki sam zakres. Odpowiednie nastawy wprowadza się przy pomocy mikroprzełączników. Karta ta ma możliwość zmiany zakresu napięcia wejściowego. Zmiana zakresu wiąże się ze zmianą rozdzielczości, oznaczaną jako wielkość napięcia V przypadającą na poziom, który jest rozpoznawalny przez układ cyfrujący karty. Rozdzielczość 12 bitowej karty dla różnych zakresów ustawionego napięcia wejściowego wynosi: mV; 5V/2 12 = V na zakresie 2.5V mV; 10V/2 12 = V na zakresie 5V mV; 20V/2 12 = V na zakresie 10V Z rozdzielczości przetwornika A/C w karcie pomiarowej i odpowiedniego wzmocnienia przyrządu MPL202 wynika dokładność przemieszczenia i możliwy do osiągnięcia zakres pomiaru przemieszczenia. Należy zauważyć, że karta pomiarowa ma możliwość podłączenia nawet szesnastu wejść. W układzie wykorzystujemy jedynie 2 z nich: tor DAQ1 dla pomiaru przemieszczenia (skoku całkowitego lub roboczego wybór przełącznikiem na MPL202 Rys. 12 i listwie przyłączeniowej Rys. 15). Tab. 3. Specyfikacja karty DAQ stacjonarnego układu pomiarowego dla prasy ZD100* Typ Dane identyfik. Producent Liczba kanałów analog in Liczba kanałów analog out Rozdzielczość Rozdzielczość LC /93 Ambex bitów 2 12 bitów ISA Standardy wejść an 10V 5V 2.5V 0 5V Sposób podłączenia (analog) D25 wspólny An in An out (female) Standard sygnałów typu przełączającego TTL Sposób podłączenia (digital) D9 wspólne Dig in Dig out (female) *) UWAGA: przy ustawianiu karty niezbędna jest instrukcja użytkowa karty Magistrala danych Zastosowane nastawy sprzętowe IRQ4 5V C/A A/C wzm.ukł. k=1 DRQ3 DRQ1 Do obsługi karty DAQ w stacjonarnym układzie pomiarowym przewidziano komputer PC zarejestrowany w inwentarzu sprzętu komputerowego grupy badawczej UFGbySPD pod nazwą AT5. Pracę komputera na tym stanowisku tak skonfigurowano, żeby obsługiwał kartę DAQ przy pracy w zakresie napięć wejściowych 10V. Do takiego zakresu przystosowano kartę DAQ LC ustawiając za pomocą mikroprzełączników 8 odpowiednią konfigurację wejścia analogowego. Oprogramowanie użytkowe N1.exe opcjonalnie ustawione jest do pracy przy zakresie napięć wejściowych 5V. Docelowo przy uruchomieniu oprogramowania należy zmienić ten zakres 5V na zakres powiększony 10V. 8 Skrótowa instrukcja ustawienia mikroprzełączników dla karty DAQ znajduje się w [ LC-ustawienia.doc ] Str.13