Osnove krmilne tehnike

1. Osnove krmilne tehnike Predmet: TM 2014-10-21, Franc Dimc Lit.: Strmčnik, Amon, Jakimčuk

2. Osnove tehniških meritev • Proces merjenja (narediti merljivo) • Vplivne veličine (okolica) • Preoblikovanje merjenih veličin (v elektriške, tudi digitalizacija) • Ponavljanje meritev (povečanje zaupanja v rezultate) • Vrednotenje rezultatov [1], str. 23 • srednja vrednost, varianca in standardni odmik • Napake merjenja [1], str. 26 (sistematske napake, naključne napake VEDNO, pomote LAHKO IZLOČIMO, merilna negotovost) • Točnost in natančnost

3. Seminarji - stanje

4. 21. oktober 2014 ?

5. Sheme sistemov na ladji • Sheme: procesna, vezalna shema, bločna

6. Procesna shema Lin Edwards: Split-cycle engine now more efficient than traditional combustion engine, 2011

7. Procesna shema M. Perkovič, 2001 Sistem morske vode

8. Vezalnashema Krmiljenje sušenja VN indukcijskega motorja s PLK AN EXPERIMENTAL METHOD OF CONTROL OF THE PROCESS OF DRYING OF SHIP HIGH-VOLTAGE INDUCTION MOTORS BY PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

9. Procesna shema Oskrba ladijskega stroja z gorivom FuelOilSystem

10. Procesna shema Aparat za analizo vzorcev tal na Marsu Emily Lakdawalla, More than you probably wanted to know about Curiosity's SAM instrument

11. Avtomatizacija • Avtomatizacija je prenos človekovih misli v proces upravljanja. Beseda avtomatizacija izhaja iz grške besede αύτόματος ki označuje kar se dogaja samo od sebe, samodejno. • Osnovni namen avtomatizacije je regulacija. Naloga avtomatske regulacije je, da s pomočjo ustreznih strojev in navodil čimbolj izničuje razliko (napako) med trenutnim in želenim stanjem nekega procesa. Upoštevati je treba vplive notranjih in zunanjih motenj. • V avtomatiki uporabljamo sisteme nadzora in informacijske tehnologije, ki omogočajo zmanjšanje potreb po človeškem delu v proizvodnji blaga in storitev. V sklopu industrializacije je avtomatika korak naprej od mehanizacije. Mehanizacija ljudi nadomešča s stroji in nam pomaga pri zahtevnem fizičnem delu, medtem ko nas avtomatika zamenjuje tudi z umskega vidika, saj regulira in nadzira namesto nas. • za samodejne procese potrebujemo kvalificirane strokovnjake, ki bodo znali upravljati z avtomatiziranimi stroji. • Krmiljenje (upravljanje) je proces, v katerem ena ali več vhodnih veličin v omejenem sistemu, vpliva na izhodno veličino v skladu z načeli, ki so vgrajeni v ta sistem. Zato podatki potujejo vzdolž odprte zanke. Izraz kontrola oz. krmiljenje se ponavadi uporablja, če v procesu ni prisoten človek, s čimer izraz avtomatska ali samodejna regulacija skrajšamo v samoregulacija. • Pri regulaciji se izhodna veličina v zaprtem sistemu odzove na spremembo vhodne (želene) veličine, s čimer se ohranjajo oz. vzdržujejo želene vrednosti veličin v procesu. Te informacije se posredujejo v regulacijski zanki. Regulacija je lahko ročna, polavtomatska ali avtomatska - odvisno od potreb po prisotnosti človeka v regulacijski zanki. Nadzorna plošča jedrske elektrarne

12. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Smisel tehniških regulacij

13. Sistem regulacije Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

14. 0 1 1 0 1 U U T U U u S amp LPF S&H ADC PC Digitalizacija signala merjena veličina v električno • Največja dopustna hitrost spreminjanja signala je določena z: ločljivostjo ADC (št. bitov) in hitrostjo A/D pretvorbe, pri danem Uref. • Primer: (Uobm= 5V) prim. S. Amon: Osnove senzorike

15. Prenos signala Izhodni signali senzorjev so majhni [mV, A, C], vzdolž dolgih vodnikov (ladja..) se inducirajo napetostišum • zato VCC (voltage-currentconv.) 20-100 mV -> 4-20 mA • VCC: če I pade na 0 mA – znamenje napake, s 4 mA lahko napajamo oddaljene senzorje - nato pred obdelavo CVC (current-voltageconv.) Signale senzorjev ojačujemo z operacijskimi ali instrumentacijskimi ojačevalniki prim. S. Amon: Osnove senzorike

16. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Priključitev na merilnik

17. Izvršni členi Za uravnavanje potreb procesa izberemo primeren izvršni člen: • za uravnavanje pretoka tekočine • uporabimo ventil • za uravnavanje pretoka plina • uporabimo loputo • za uravnavanje električnega toka • uporabimo reostat • za uravnavanje električne napetosti • uporabimo nastavljivi transformator • za uravnavanje električne moči • uporabimo tiristor

18. Izvršni sistem Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

19. Primeri izvršnih sistemov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

20. Primeri izvršnih sistemov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

21. Prenos signala Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

22. Digitalne povezave (EU/ZDA) Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

23. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Servisno stikalo

24. Komunikacijski vmesnik • digitalni Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

25. Regulatorji Delitev glede na izvedbo in način delovanja • mehanski (hidravlični): • za posebne namene, za velika bremena, krmilo smeri ladje • če je zahtevana majhna natančnost • pnevmatski: v procesih, v katerih lahko pride do eksplozije ali korozije • sistemi za krmiljenje sklopke, smeri vrtenja gredi • analogni elektronski: • kjer (še) ni potrebna hitra in natančna nastavitev (PID) parametrov • z mehanskimi stikali za upravljanje • mikroračunalniški: • široko uporabni – uporabnik se lahko posveti procesu manj navajanju na regulator, • nižja cena, • čelna plošča s tipkovnico in prikazovalniki, fiksna aparaturna oprema, • prikazovalniki prikazujejo regulirano, želeno in regulirno veličino, • s tipkami dosegamo ročni način vodenja, možnost izbire: ročno - avtomatsko www.boschrexroth-us.com www.boschrexroth-us.com

26. računalniški regulatorji Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

27. Lastnosti regulatorjev • Galvanska ločitev: če so vhodi galvansko ločeni lahko nanje priključimo merilne pretvornike, ki so na različnih električnih potencialih (med njimi ne nastanejo el. toki) • Razločljivost analognih vhodnih in izhodnih signalov pomeni, da bomo s takšnim najmanjšim deležem merilnega območja (kvantom) lahko zajeli ali oddali nek signal. • Primer: • 16 bitni A/D pretvornik, največja napaka merjenje napetosti na intervalu (1,0 V .. 12,0 V) zaradi kvantizacije znaša: Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

28. Programirljivi Logični Krmilnik • Je krmilna naprava, ki vsebuje mikroprocesor in je naslednik relejne logike. • Za izvedbo sekvenčnega vodenja in preprostejših regulacijskih nalog. • Dejansko mikroračunalnik, prilagojen ‘neračunalniškim’ strokovnjakom • Primera krmilnikov • Cybro(Integriran modularni atomatizacijski sistem odprtega tipa ) • LOGO!(the intelligent logic module for small-scale automation projects )

29. PLK • Množična uporaba je PLKje pocenila • So zanesljivi • Enostavni za uporabo • Za: • Logične operacije • Krmiljenje • Zbiranje podatkov za nadzor • Vmesnik za izvajanje ukazov na daljavo

30. Deli PLK Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

31. Deli PLK Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

32. PLK – digitalni I/O • Priključitev dig. signalov • Priključitev relejev Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

33. PLK – analogni I/O • Priključitev analognih vhodov • Priključitev analognih izhodov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

34. Čelna plošča Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

35. r regulacija temperature Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

36. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Delo v realnem času

37. Procesne enote Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

38. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Osnova mikroračunalnika

39. Komunikacija s človekom • Sinoptične plošče • Komandni pulti

40. Moderna komunikacija s človekom • Video zasloni • Funkcijske tipkovnice • Samodejno razpoznavanje glasu, čustev • Generatorji glasu

41. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Združeni sistem vodenja • Enoračunalniški/večračunalniški sistem 41

42. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Združeni sistem vodenja • Enoračunalniški sistem

43. Porazdeljeni sistem vodenja

44. Ladijsko omrežje NMEA-2000 Ključno za varnost ladje

45. izvor toplote se ohlaja nosilci naboja tečejo proti ISTEMU telesu, ki vsrkava toploto električna izolacija tip p polprevodnika tip n polprevodnika telo vsrkava toploto UDC (Peltierov pojav) • Kaj je hlajenje? [2] Valič, str. 17

46. spletišče • Sušenje VN motorja s PLK • Delovanje ladijskega stroja