Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Paweł Pełczyński ppelczynski@swspiz.pl

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Paweł Pełczyński ppelczynski@swspiz.pl"

Laura Grzybowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne Paweł Pełczyński ppelczynski@swspiz.pl 1

2 Program przedmiotu Wprowadzenie definicja, cel i zastosowania mechatroniki Urządzenie mechatroniczne - przykłady Sensory definicja i przegląd Aktory definicja i przegląd Procesory definicja i przykłady Systemy mechatroniczne Projektowanie mechatroniczne 2

definicja i przegląd Aktory definicja i przegląd Procesory

3 Literatura Gawrysiak M., Mechatronika i projektowanie mechatroniczne, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok Heimann B., Mechatronika, PWN, Warszawa Oleksiuk W., Paprocki K., Konstrukcja mechanicznych zespołów sprzętu elektronicznego, WKiŁ,

Politechniki Białostockiej, Białystok 1997. Heimann B.

4 Zaliczenie przedmiotu Test zaliczeniowy jednokrotnego wyboru Warunkiem zwolnienia z testu jest zaliczenie zajęć laboratoryjnych na ocenę nie mniejszą, niż 4,5 4

5 Pochodzenie słowa mechatronika Słowo mechatronika jest wynikiem połączenia dwóch słów: Mechanika i elektronika Po raz pierwszy to słowo zostało użyte w japońskiej firmie Yaskawa Electric w 1969r. 5

elektronika Po raz pierwszy to słowo zostało

6 Definicja mechatroniki Synergiczna integracja inżynierii mechanicznej z elektroniką i inteligentnym sterowaniem komputerowym w konstruowaniu i wytwarzaniu produktów oraz procesów. 6

7 Cel mechatroniki Poprawianie funkcjonalności systemów technicznych przez powiązanie mechaniki, elektroniki i informatyki. Mechatronika ma charakter interdyscyplinarny. 7

8 Składowe mechatroniki Mechanika Modelowanie Aktoryka/sensoryka Mechatronika Elektronika/ elektrotechnika Procesowa technika obliczeniowa Przetwarzanie informacji/ sztuczna inteligencja 8

9 Obszary zastosowań mechatroniki Automatyka przemysłowa Robotyka Motoryzacja Sprzęt elektroniczny powszechnego użytku Sprzęt AGD Wiele innych 9

10 Przykłady systemów mechatronicznych Źródło: 10

11 Przykłady systemów mechatronicznych Źródło: 11

12 Przykłady systemów mechatronicznych Źródło: 12

13 Przykłady systemów mechatronicznych Źródło: 13

14 Schemat systemu mechatronicznego Energia Sensory Procesor Aktory Układ mechaniczny Otoczenie 14

15 Cechy charakterystyczne systemu mechatronicznego Integrują układy mechaniczne, elektroniczne i przetwarzające dane Są w dużym stopniu autonomiczne Ich właściwości w dużej mierze są określone przez oprogramowanie 15

przetwarzające dane Są w dużym stopniu autonomiczne

16 Wielkości pomiarowe w systemach mechatronicznych Elektryczne: prąd, napięcie, natężenie pola elektrycznego i magnetycznego itd. Mechaniczne: droga, prędkość, przyspieszenie, siła, moment obrotowy Inne: natężenie światła, temperatura, ciśnienie itd Zazwyczaj czujniki wielkości nieelektrycznych przetwarzają mierzoną wielkość do prądu lub napięcia. 16

Mechaniczne: droga, prędkość, przyspieszenie, siła, moment obrotowy Inne: natężenie

17 Wielkości nastawcze w systemach mechatronicznych Są to wielkości wytwarzane przez aktory na podstawie sygnałów nastawczych: Wielkości nastawcze mają zazwyczaj charakter mechaniczny a ich wytworzenie wymaga dostarczenia energii: sprężonego gazu, płynu, elektrycznej itd. 17

Wielkości nastawcze mają zazwyczaj charakter mechaniczny a ich

18 Przetwarzanie danych procesowych w systemach mechatronicznych Jest realizowane przez mikrokontrolery, komputery przemysłowe lub procesory sygnałowe dedykowane do wykonywania określonego zadania systemy wbudowane Wymaga użycia mikroprocesora o wystarczającej mocy obliczeniowej i zasobach Jest często przetwarzaniem wielopłaszczyznowym 18

wykonywania określonego zadania systemy wbudowane Wymaga użycia mikroprocesora o

19 Płaszczyzny przetwarzania danych procesowych Płaszczyzna 1. sterowanie i regulacja Płaszczyzna 2. monitorowanie wartości granicznych i alarmowych oraz nadzór i diagnoza uszkodzeń Płaszczyzna 3. koordynacja systemów częściowych i optymalizacja Zazwyczaj płaszczyzna dolna reaguje szybko i działa lokalnie, a górna reaguje wolno i działa globalnie. 19

monitorowanie wartości granicznych i alarmowych oraz nadzór i diagnoza uszkodzeń

20 Analiza procesowa systemów mechatronicznych System jest układem oddziałujących na siebie podsystemów lub elementów W skład systemu mechatronicznego wchodzą podsystemy: mechaniczne, sensory, aktory, procesory System jest osadzany w większym systemie (nadsystemie), tak, że daje się go wyodrębnić. Komunikacja z nadsystemem, zwanym otoczeniem, odbywa się za pomocą sygnałów. 20

sensory, aktory, procesory System jest osadzany w większym systemie (nadsystemie), tak, że

21 Analiza procesowa systemów mechatronicznych System mechatroniczny jest układem dynamcznym (zmiana stanu w czasie) System mechatroniczny jest układem aktywnym (przetwarza dostarczoną energię na wielkości nastawcze) 21

22 Sygnały i wektor stanu systemu mechatronicznego Historię stanów systemu w czasie opisuje się za pomocą wektora stanu: z(t) Zmianę stany inicjuje się za pomocą wektora wielkości wejściowych f(t) System odpowiada za pomocą wektora odpowiedzi y(t) 22

23 Procesy w systemach mechatronicznych Proces jest ciągiem kolejno następujących po sobie w czasie zjawisk lub stanów w systemie. Procesem jest przekształcanie i transport energii oraz informacji. Proces może być obserwowany i prezentowany za pomocą czasowych przebiegów sygnałów, stanów itd. 23

24 Prezentacja graficzna systemu mechatronicznego f 1 (t) f 2 (t) f k (t) Sygnały wejściowe Stany systemu: z i (t); i=1,,m y 1 (t) y 2 (t) y l (t) Sygnały wyjściowe 24

25 Tworzenie modelu matematycznego systemu i procesu Proces modelowania matematycznego może być przeprowadzony na dwa sposoby: Na drodze teoretycznej - zakłada się znajomość ogólnych praw rządzących procesem lub systemem Na drodze eksperymentalnej opiera się na obserwacjach (pomiarach) i jest określany mianem identyfikacji modelu 25

26 Sterowanie procesem oparte na jego modelu f(t) System rzeczywisty z(t) y(t) Tworzenie modelu doświadczenia Sterowanie procesem cele u(t) 26

27 Projektowanie mechatroniczne Wymaga wiedzy interdyscyplinarnej Jest to projekt zarówno sprzętu jak i oprogramowania. 27

Podobne dokumenty

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Głogowie Instytut Politechniczny mgr Ireneusz Podolski MECHATRONIKA

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Głogowie Instytut Politechniczny mgr Ireneusz Podolski MECHATRONIKA WPROWADZENIE Produkt mechatroniczny lub system mechatroniczny: Integracja komponentów mechanicznych,