PLC 1) Podaj i opisz znane ci języki programowania sterowników opisanych w normie IEC 61131-3. 1.Ladder Diagram (LD) język graficzny schematów drabinkowych 2. Function Block Diagram (FBD) jezyk bloków funkcyjnych 3. Instruction List (IL) język listy instrukcji 4.Sequential Function Chart (SFC) język,,technologów podobny do j. maszynowego 5.Structured Text (ST) tekst strukturalny, język wysokiego rzędu 2) Podaj schemat ideowy sterownika oraz krótko opisz jego podstatwowe elementy. CPU jednostka obliczeniowa, której zadaniem jest wykonywanie obliczeń niezbędnych do poprawnej pracy sterownika (np. częstotliwość wysyłania sygnałów) Programator urządzenie tworzące oprogramowanie dla sterownika (np. PC); System we/wy system, który odbiera sygnały z urządzenia wejściowego, przetwarza je zgodnie z zaaplikowanym oprogramowanie, i przetworzony sygnał przesyła do urządzenia wyjściowego. Przetwarza także sygnał analogowy na cyfrowy, i na odwót, w zależności od potrzeb. 3) Sygnały cyforwe - krótka charakterystyka, przykłady, napięcia stosowane w przemyśle, Sygnał cyfrowy to inaczej sygnał dwustanowy. Najczęściej stanowi wysokiemu (1) odpowiada napięcie 24v
a stanowi niskiemu (0) 0v. Sygnał cyfrowy jest najczęściej stosowany w układach PLC, służący min do komunikacji z urządzeniami mikroprocesorowymi oraz do sterowania przekaźnikami/stycznikami. 4) Sygnały analogowe - krótka charakterystyka, przykłady, napięcia stosowane w przemyśle, Sygnał analogowy to inaczej sygnał ciągły, mogący przybierać każdą wartość z określonego zakresu. Rozróżniamy syganły analogowe prądowe 4 20mA, 0 20mA oraz napięciowe 0 10V, -10 10V. Sygnał analogowy najczęściej jest stosowany jako sygnał pochodzący od czujników, np. temperatury, ciśnienia, tensometrów(odkształcenia). DIAGNOSTYKA 5) Jakie są główne zadania systemów automatyki? Zadaniem układu diagnostyki jest wczesne i dokładne rozpoznawanie nieprawidłowych stanów procesu oraz uszkodzeń urządzeń technologicznych, wykonawczych i pomiarowych. 6) Jakie są główne wady sytemów alarmowych? -przeciażenie informacyjne operatorów -brak możliwości detekcji uszkodzeń parametrycznych -duże opóźnienia detekcji -brak mechanizmów formułowania diagnoz o uszkodzeniach -niedogodności sposobu prezentacji alarmów -uszkodzenie objawia się wystąpieniem wielu alarmów na różnych obrazach -alarmy będące skutkiem różnych uszkodzeń sygnalizowane mogą być równocześnie na tym samym obrazie 7) Co to jest DSC? System odpowiadający za sterowanie i wizualizację procesu przemysłowego posiadający wspólną bazę danych dla sterowania i wizualizacji procesu. Jest to poziom odpowiedzialny za działanie całości. Wszystkie funkcje bezpieczeństwa realizowane są na tym poziomie. Produkcja (proces) nie może być realizowana bez tej warstwy 8) Wyjaśnij pojęcie redundancji oraz opisz znane ci rodzaje. -Hot standby- dwa identyczne sterowniki, jeden on-line drugi w trybie standby. PLC zapasowy monitoruje stan działania sterownika on-line. (kosztowne rozwiązanie); -Cold standby- Oszczędność procesora na mobilnych rackach, muszą umożliwiać podmianę komponentu podczas działania maszyny (np. wymieniamy sterownik podczas biegu maszyny, nie powodując przerwy w procesie) ROBOTYKA
9. Jakie znasz rodzaje manipulatorów przemysłowych? Budowa jednostki kinematycznej Można wydzielić roboty o strukturze: Monolitycznej (stałej strukturze kinematycznej) konstrukcje można uzupełnić chwytakiem lub akcesorium dopuszczonym przez producenta. Modułowej (zmienna struktura kinematyczna) konstrukcje można całkowicie przekonfigurować dokładając, zabierając lub wymieniając moduł. Pseudo modułowej Posiadają jednolitą strukturę kinematyczną z możliwością wymiany niektórych elementów (zazwyczaj ostatnich ogniw w łańcuchu kinematycznym) Struktura kinematyczna Jednostki robotów przemysłowych jako manipulatorów łączone są ze sobą za pomącą par kinematycznych. Człony można łączyć: Szeregowo - tworzące otwarty łańcuch kinematyczny Roboty kartezjańskie - Układ współrzędnych jest prostokątny a przestrzeń ruchu prostopadłościenna. Roboty tego typu wykorzystywane do transportu elementów oraz montażu. Nazywane także robotami suwnicowymi. Roboty cylindryczne - Posiadają cylindryczną przestrzeń ruchową. Posiadają dwie prostopadłe względem siebie osie obrotowe i jedną przesuwną. Roboty SCARA - Posiadają trzy osie, przy czym dwie o ruchu obrotowym równoległym względem siebie, jedną postępową. Dzięki swojej budowie pozwalają na precyzyjny i szybki montaż lub pakowanie. Roboty sferyczne - Posiadają jeden liniowy i dwa obrotowe zespoły ruchu. Roboty przegubowe (antropomorficzne) - Są one najbardziej rozpowszechnione wśród robotów przemysłowych. Wszystkie 3 osie są obrotowe, działaniem i budową przypominające górną kończynę człowieka. Stosuje się je w przenoszeniu, paletyzacji, spawaniu, zgrzewaniu, lakierowaniu i innych. Równolegle - tworząc zamknięty łańcuch kinematyczny. Tripody - składające się z trzech ramion równoległych. Hexapody - składające się z sześciu ramion równoległych. Hybrydowe - będące połączeniem manipulatorów szeregowych i równoległych. 10. Co wchodzi w skład sterownika robota przemysłowego? - interpolator (generator trajektorii); - zintegrowany CPU z zapisanymi układami kinematyki (kinematyka prosta i odwrotna) - interfejs; - pulpit operatorski; 11. Jakie są różnice pomiędzy szeregowym, a równoległym robotem przemysłowym? Robot szeregowy - składa się z wielu mechanizmów umiejscowionych jeden za drugim - błędy pomiarowe kumulują się z segmentu na segment; tworzy otwarty łańcuch kinetyczny;
Robot równoległy - poszczególne człony robota równoległego są zazwyczaj krótkie i dzięki temu sztywne. Błędy pozycjonowania w jednym łańcuchu są uśredniane w połączeniu z innymi, a nie kumulowane; jego człony tworzą zamknięty łańcuch kinematyczny 12. Co to jest kinematyka robota? Proste zadanie kinematyki jest to zadanie statyczno-geometryczne polegające na obliczeniu pozycji i orientacji członu roboczego manipulatora. Mając dane wszystkie współrzędne konfiguracyjne należy obliczyć pozycję danego punktu związanego z robotem (przede wszystkim chwytaka) względem globalnego układu współrzędnych. Zadanie to traktujemy jako zadanie odwzorowania opisu położenia manipulatora w przestrzeni współrzędnych konfiguracyjnych na opis w przestrzeni współrzędnych kartezjańskiej. 13. Wymień rodzaje robotów mobilnych. -ze względu na ośrodek ruchu: a) Ośrodek narzucający więzy b) ośrodek nienarzucający więzy - ze wzgl. na sposób poruszania się: a) jeżdżące b) kroczące c) holomoniczne/nieholomoniczne 14. Co to jest zjawisko osobliwości i czym się objawia? To takie wartości współrzędnych wewnętrznych manipulatora robotycznego, przy których układ zaczyna się zachowywać w inny sposób niż przewidziano. Przykładowo efektor robota może znaleźć się w takim położeniu, w którym pozostanie pomimo ruchów silników. 15. Jak zbudowany jest manipulator przemysłowy? - zespół ruchu część układu ruchu złożona z jednego napędu i członów układu kinematycznego, których położenie względem siebie zmienia ten napęd - układ ruchu układ wykonujący pożądane zmiany położenia elementu roboczego składający się z układu kinematycznego oraz napędów wprawiających w ruch odpowiednie człony układu kinematycznego - układ kinematyczny układ przenoszący ruch od zespołów napędowych do elementu roboczego, będący zbiorem członów mechanicznych połączonych ruchowo. Za pierwszy człon układu kinematycznego uważa się podstawę lub człon połączony nieruchomo z podstawą, natomiast za ostatni człon układu uważa się człon do którego przymocowany jest element roboczy - układ sterujący manipulatora urządzenie manipulatora przemysłowego, sterowane ręcznie lub działające automatycznie według stałego programu, wytwarzające sygnały sterujące napędami manipulatora i urządzeniami współpracującymi z manipulatorem - panel programowania przenośna część układu sterującego manipulatora przemysłowego 16. Co oznacza pojęcie robot holonomiczny?
Robot holonomiczny to taki robot, jeśli może zmienić kierunek swojego ruchu (swoją orientację) w miejscu. 17. Jakie znasz czujniki stosowane w robotyce? Wewnętrzne stosuje się je do otrzymywania informacji o stanach wewnętrznych systemu (np. przełącznik) Zewnętrzne stosowane do odbierania bodźców zewnętrznych (np. optyczne kamerka) Interakcyjne stosowane do komunikacji z otoczeniem na zewnątrz robota (np. czujnik dotykowy) lub: - czujniki kontaktu (taktylne): przełączniki, zderzaki, bariery, optyczne, bezkontaktowe czujniki zbliżeniowe - czujniki serwomechanizmów: mechaniczne czujniki obrotu (ang. brush encoder), potencjometr, rezolwer, enkodery optyczne lub magnetyczne - czujniki kierunku: kompas, żyrokompas, inklinometr - czujniki przyspieszeń: akcelerometr - dalmierze: ultradźwiękowe, optyczne i laserowe - czujniki wizyjne: kamery CCD/CMOS 18. Opisz metody programowania manipulatorów przemysłowych. -metody On-line: a) Panel operatorski b)oprogramowanie firmowe c) Play-back -Metody Off-line: a) symulacja 3D b) tworzenie I kompilacja programu użytkownika c) edycja kodu źródłowego -Programowanie zorientowane na zadania 19. Jakie zabezpieczenia stosowane są na stanowiskach zrobotyzowanych? Na stosowane zabezpieczenia składają się głównie wyłączniki awaryjne będące w zasięgu zarówno osoby operującej robotem, jak i często umieszczone w powierzchniach roboczych stanowiska zrobotyzowanego. Dodatkowo stosuje się ogrodzenia, osłony, syrenki, lampki ostrzegawcze, maty naciskowe, czujniki ruchu, kamery monitorujące przestrzeń roboczą manipulatora. 20. Co to jest stopień swobody ruchu? - jest to niezależna zmienna; - stopień swobody ruchu to zamienna określajaca ruch elementu roboczego w przestrzeni 21. Co oznacza pojęcie sztuczna inteligencja? Sztuczna inteligencja obejmuje rozwiązywanie problemów sposobami wzorowanymi na naturalnych działaniach i procesach poznawczych człowieka za pomocą symulujących je programów komputerowych (R.J. Schalkoff). 22. Jaka jest różnica miedzy metodami programowania robotów on-line i off-line? Programowanie on-line polega na bezpośrednim połączeniu się z robotem i programowaniu go będąc podłączonym do maszyny;
programowanie offline to napisanie kodu z dala od stanowiska (czasem też sprawdzenia jego poprawności przy użyciu symulacji 3D) a następnie zuploadowanie go do sterownika. 23. Jakie znasz układy ruchu w robotyce i co to jest kinematyka? Słowo kinematyka w robotyce odpowiada pojęciu kinematyka we współrzędnych i opisuje najczęściej zależność pomiędzy strukturą manipulatora robotycznego, nastawami poszczególnych ramion (współrzędne wewnętrzne zapisywane jako wektor ), a położeniem efektora. Kinematyka zaś to to wszelkie procesy i funkcje związane z opisem ruchu robota, zmianą współrzędnych jego członów bez udziału sił zewnętrznych. Układy ruchu: - Współrzędne konfiguracyjne; - Współrzędne kartezjańskie: a) globalne(związane ze stanowiskiem zrobotyzowanym) b) podstawowy(związany z podstawą robota) c) interfejsu mechanicznego(związany z ostatnią częścią członu, do której montuje sie narzędzie) d) narzędziowe(zwiąane z połozeniem samego narzędzia). 24. W jakim celu stosowane jest programowanie off-line w robotyce? Programowanie z dala od stanowiska (nie w środowisku produkcyjnym), dzięki czemu robot cały czas pracuje i zarabia Wiarygodne testy i możliwość optymalizacji programów Pełna symulacja zachowania robota, łacznie z dodatkowym oprzyrządowaniem i otoczeniem robota Narzędzia rozwiązywania różnych problemów technicznych i technologicznych