NASTAVNO-NAUČNOM VEĆU ELEKTRONSKOG FAKULTETA U NIŠU PRIJAVA TEHNIČKOG REŠENJA

Transcript

1

2 NASTAVNO-NAUČNOM VEĆU ELEKTRONSKOG FAKULTETA U NIŠU PRIJAVA TEHNIČKOG REŠENJA U skladu sa odredbama Pravilnika o postupku i načinu vrednovanja, i kvantitavnom iskazivanju naučnoistraživačkih rezultata istraživača, koji je doneo Nacionalni savet za naučni i tehnološki razvoj Republike Srbije («Službeni glasnik RS», br. /00,) dostavljam sledeće podatke: Obavezni podaci: Autori rešenja Stanko Stankov, Zoran Icić, Dragan Antić, Nikola Danković, Miroslav Veselinović Naziv tehničkog rešenja: Upravljački sistem pilane s jednom trakastom testerom Kategorija tehničkog rešenja: M Bitno poboljšan postojeći proizvod Za koga je rešenje rađeno i u okviru kog projekta MNTR: Rešenje je urađeno za potrebe preduzeća za proizvodnja drvne ambalaže DOO S&L AMBALAGE, Globoder, Kruševac u okviru projekata III00 i TR00 Ko rešenje koristi tj. ko je prihvatio primenjuje rešenje Firma S&L AMBALAGE, Globoder, Kruševac Godina izrade rešenja 0. Kako su rezultati verifikovani (od strane kog tela) Verifikacija je izvršena od strane Službe održavanja preduzeća DOO S&L AMBALAGE i NASTAVNO- NAUČNOG VEĆA ELEKTRONSKOG FAKULTETA U NIŠU Na koji način se koriste rezultati tehničkog rešenja Upravljački sistem, koje je rezultat tehničkog rešenja, ugrađen je u komandnom ormaru pilane, koja je neprekidno u eksploataciji četiri godine.

3 Oblast na koju se odnosi tehničko rešenje Automatika, elektronika, mašinstvo Problem koji se tehničkim rešenjem rešava Budući da postoji više vrsta sistema za rezanje, sa različitim mehaničkim rešenjima, teško se može napraviti univerzalna upravljačka jedinica. Opisano tehničko rešenje obuhvata projektovanje i realizaciju upravljačkog sistema koji omogućava automatski rad konkretne pilane s jednom trakastom testerom. Upravljačka jedinica na bazi mikrokontroleru ATmega uz primenu frekvencijskih regulatora elektromotornih pogona obezbeđuje kvalitativno i kvantitativno korišćenje sirovine (trupaca) uz minimalano angažovanje radne snage i smanjen utrošak energije po jedinici proizvoda. Stanje rešenosti razmatranog problema u svetu Na tržištu su dostupne savremene pilane s jednom trakastom testerom. S druge strane, ne postoje na svetskom tržištu, u slobodnoj prodaji, upravljački sistemi namenjene striktno za ovakve pilane, jer proizvođači prodaju postrojenje sa integrisanomm upravljačkom logikom. U situacijama kada je potrebno zameniti kod ranije proizvedenih mašina postojeći upravljački sistem, koji je van funkcije, pri čemu je nemoguća popravka ili necelishodna usled čestih kvarova, nameće se potreba za projektovanjem odgovarajućeg upravljačkog sistema. Pri tome su nove mašine višestruko skuplje u odnosu na remontovane s novom upravljačkom logikom. Objašnjenje suštine tehničkog rešenja i detaljan opis s karakteristikama, uključujući i prateće ilustracije i tehničke crteže. UVOD Upravljački sistem pilane s jednom trakastom testerom Pilanska industrija je važna privredna grana u mnogim zemljama, koje su bogate šumama. Za nerazvijene zemlje ona je često najznačajniji kapacitet za izvoz i osnova za prihod i privredni razvoj. Kod visokorazvijenih zemalja, poput skandinavskih, ova grana kao deo razvijene drvno prerađivačke industrije preko finalnih proizvoda ostvaruje značajne prihode. Testera, kao mašina za rezanje je osnovni element svake pilane. Kod nas postoje dva načina piljenja trupaca: grupni način piljenja i individualni način. Uglavnom pilane su s trakastim testerama, koje su se u odnosu na kružne testere pokazale pogodnijim za računarsko upravljanje. Ove pilane su raznih konstrukcija od kojih svaka ima svoje karakteristike i prednosti. Budući da još uvek ne postoji mogućnost za snimanje kvaliteta trupaca po celom preseku, način rezanja se određuje na osnovu tri elementa: prečnik, pad prečnika i dužina na osnovu kojih upravljačka jedinica, uz određeni program, donosi odluku o načinu rezanja. Operater kao kontrolor vrši izmene programa u zavisnosti od kvaliteta i dimenzija materijala. Nakon promene programa upravljačka logika vrši optimalno pozicioniranje testere i nadgleda proces rezanja.

4 . OPIS PRINCIPSKE ŠEME U ovom tehničkom rešenju je sadržan sistem upravljanje pilanom za piljenje pojedinačnih trupaca. Blok šema sistema je prikazana na slici. INDUKTIVNI SENZORI I MIKROPREKIDACI F Enkoder Kompresor FR FREKVENCIJSKI REGULATOR L, L, L F K A A A B * Gore Dole M ~ M PODIZANJE/SPUŠTANJE POSTOLJA TESTERE LCD MODUL UPRAVLJACKA LOGIKA Napred Nazad TASTATURA L, L, L FR FREKVENCIJSKI REGULATOR Slika. Blok šema upravljanja pilanom Skica pilane, koja je predmet ovog tehničkog rešenja data je na slici. Sastavni elementi pilane su: - mehanička konstrukcija, - trofazni elektromotor (M) za pogon testere (koji radi u sistemu zvezda trougao), - trofazni elektromotor (M) s frekvencijskom regulacijom za podizanje i spuštanje postolja testere (kretanje po vertikali), - trofazni elektromotor (M) s frekvencijskom regulacijom, za pokretanje postolja testere (kretanje po horizontali), - tri hidraulična motora koji pokreću transportni mehanizam za okretanje trupaca, - dvokanalni obrtni enkoder, koji je spregnut preko reduktora s motorom M, daje 00 impulsa po obrtaju pri čemu se vrši regulacija pozicije sklopa po vertikali, F STOP/START TESTERE A K K K Kompresor A Upravljacki signali K M ~ A A F L, L, L F POGON TESTERE Signali sa senzora i prekidaca M ~ M KRETANJE SKLOPA PO HORIZONTALI M

5 Slika. Skica pilane sa sastavnim delovima

6 - induktivni senzori početnog položaja mehanizma po horizontali, - senzori za registrovanje dužina trupaca, - granični mikroprekidači, koji služe za određivanje krajnjih položaja mehanizma po horizontali i vertikali, - kompresor na električni pogon, koji služi za održavanje pritiska hidraulike hidrauličnih motora i ventila, - kompresor, takođe na elektrićni pogon, namenjen za zatezanje trakaste testere. Preko tastature, koja se nalazi na upravljačkoj konzoli, zadaju se parametri rezanja, a na LCD displeju se vrši očitavanje. Na slici je prikazana fotografija pilane, a na slici fotografija upravljačke konzole. Slika. Fotografija pilane Slika. Fotografija upravljačke konzole

7 . UPRAVLJAČKA JEDINICA Upravljačka logika je koncipirana u skladu sa zahtevima i iskustvom operatera, kao i sagledavanjem sigurnosnih aspekata u smislu bezbednog rada operatera i opreme. Upravljačka jedinica (slika ) je izvedena s mikrokontrolerom ATmega i pratećim elementima i povezana je s konzolom (pultom), na kojoj je tastatura i LCD displej. 0 µf, V V R K K K 0 µf, V V K Vcc Vcc C R K K C 0nF R PD PB0 PD PB PB PB PB PB PC0 R 0 kω CL. kω D D D D D D D D Vcc 0nF 0 Vcc IC Q Q Q Q Q Q Q Q IN IN IN IN IN IN IN IN V O O O O O O O O ULN 0 IC 0 µf, V R R R 0 µf, V 0 µf, V V V V K K K K K K K K K C Q pf pf C A MHz PB0 PB PB PB PB PB RELE TXD PD PD PD PD PD PD PB0 PB PB PB PB PB XT XT PD0 PD PD/INT0 PD/INT PD PD/T PD PD RES R Vcc kω PC/SCL PC PC/SCL PC PC/SDA PC PC PC PC PC PC PC PC0 PC0 Vcc Vcc 0 nf Ω C R A AVcc AREF 0 A 0 nf C C 0 Ω R VREF IC TL (.V) ATmega IC. µf C. µf A 0 µf, V R R R 0 µf, V V V 0 µf, V V K K K K K K K K K Slika. Šema povezivanja mikrokontrolera s releima

8 Pinovi PB0 PB, PD i PD čine dvosmernu magistralu podataka. Preko ove magistrale šalju se podaci na LCD displej, čitaju se statusi induktivnih senzora i davača položaja krajnjih mikroprekidača, odvija se komunikacija s tastaturom i releima preko čijih kontakata se daju signali za rad motora (sistem zvezda trougao i frekvencijski regulatori) i kompresora za hidrauliku odnosno zatezanje testere. Ulazni signali (sa senzora) su galvanski odvojeni od upravljačke jedinice preko opto kaplera. Izlazi, preko kojih se prosleđuju upravljački signali do izvršnih elemenata motora, takođe su galvanski odvojeni preko kontakata relea. Podaci o izlazima se vode do leča (IC), a zatim preko drajvera (IC) na namotaje pomoćnih relea R R (slika ). Dvokanalni obrtni enkoder šalje u mikrokontroler dve povorke impulsa (svaka za jedan smer), koje su fazno pomerene, pri čemu određen broj impulsa odgovara određenoj brzini. Na slici je prikazana šema elektronike koja omogućava rad tastature pomoću koje se zadaju parametri rezanja. PB T T TASTATURA Vcc T T 0 µf V Vcc * kω PB T T T T DU DU DU DU DU DU DU DU D D D D D D D D E E Q Q Q Q Q Q Q Q LS PB PB PB0 PB PB PB PB PB PB PB T T T T T T UT UT UT UT A A A A B B B B GAB GBA LS PC PB PB0 PB PB Vcc *. kω PD Vcc T T PB T T * kω T PD T0 Slika. Deo upravljačke jedinice za podršku tastature

9 Algoritam rada pilane nije jednostavan. Ovde je na vrlo pojednostavljen način, zbog ograničenog prostora, prikazan dijagram toka rada pilane (slike i ). Slika. Pojednostavljeni dijagram toka rezanja deo I

10 Slika. Pojednostavljeni dijagram toka rezanja deo II Podnosilac prijave Mr Stanko Stankov, el. inž.