Универзитет у Крагујевцу ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА ЧАЧАК

1. Универзитет уКрагујевцу ФАКУЛТЕТТЕХНИЧКИХ НАУКА ЧАЧАК МАСТЕРРАД РЕГУЛАЦИЈА ДИСТАНЦЕ СЕРВО КОЛИЦА И ПРАТЕЋЕГ ОБЈЕКТА СА СЕРВО КОНТРОЛЕРОМ LEXIUM 32M Ментор Др Мирослав Бјекић Кандидат Небојша Томић 874/2012 Чачак, 2014. године

2. Задатак мастер рада • Одржавање задатe дистанце између серво колица и пратећег објекта; • За реализацију овог задатка коришћени су: • PLC контролер; • сервосистем; • ултразвучни сензор на Аrduino Unoплатформи; • софтверски алати SoMachine и Arduino IDE.

3. Садржај Теоријске основе Хардверске компоненте Софтверски алати Пројектни задатак Закључак

4. Управљање • Управљање је скуп радњи којима се обезбеђује одређени ток радног процеса у условима поремећаја. • Управљање се остварује: • прикупљањем; • меморисањем; • обрадом; • извршавањем управљачког дејства.

5. Управљање у отвореној повратној спрези • Предности: • једноставно пројектовање; • мањи проблеми у погледу стабилности; • нижа цена коштања. • Недостаци: • захтевају тачно познавање улазно–излазне карактеристике; • не мере грешку већ подразумевају да је излаз тачан.

6. Управљање у затвореној повратној спрези – регулација • Предности: • већа тачност; • мањи утицај сметњи; • повећање пропусног опсега. • Недостаци: • смањење стабилности система; • већа цена коштања.

7. Сервосистем • Сервосистем обезбеђује три повратне спреге: • позициону; • брзинску; • струјну.

8. PID контролер • Пропорцоионално (Р)дејство; • Интегрално (I) дејство; • Диференцијално (D) дејство;

9. САNopen протокол • Повезивање и рад уређаја различити произвиђача; • Једноставност реализације; • Висока поузданост; • Изузетно кратко време реаговања;

10. Серво контролер LEXIUM 32M • Омогућава управљање серво мотором;

11. Серво мотор серије BSH • Трофазни синхрони серво мотор произвођача фирме Schneider Electric, серије BSH, ознаке BSH0551Т11А2А; 4 • Кућиште 5 • Фланша за причвршћивање мотора 1 • Осовина 2 • Конектор за енергетски кабл 3 • Конектор за кабл енкодера

12. PLC контролер M238 • PLC контролер произвођача Schnеider Electric, серије M238, типа TM238LFDC24DT; 1 2 • Брзи бројачки улази • Kласични транзисторски улази • Брзи транзисторски излази • Стандардни транзисторски излази • USB Mini–B порт • CANopen конекција • LED индикација 7 5 6 3 4

13. Ултразвучни сензор HC–SR04 • Мери дистанцу између сензора и објекта који се налази испред њега. • Техничке карактеристике уређаја: • ефективни угао: < 15º; • опсег мерења: 2 cm – 500 cm; • напајање: 5V DC; • потрошња струје: < 2 mA;

14. Ултразвучни сензор HC–SR04 Предајник Контролна електроника Пријемник 1 2 3 4 • VCC – напајање модула, 5V • Trig – окидање/активирање мерења • Echo – повратни сигнал, дужина импулса пропорционална удаљености од објекта • GND – уземљење

15. Принцип рада ултразвучног сензора • Активирање сензора контролним импулсом дужине 10µs; • Сензор шаље 8 ултразвучних импулса фреквенције 40 kHz; • Генерисање излазног сигнала чија је дужина пропорционална удаљености;

16. Принцип рада ултразвучног сензора • Брзина звука:

17. Arduino Uno модул • Физичко рачунарска платформа са отвореним кодом; • Модул користи осмобитни Atmel AVR микроконтролер; • Стандардизован распоред конектора;

18. Arduino Uno модул – распоред пинова • Arduino Uno Revision3 модул; • USB конектор • 2.1конектор • Пинови за напајање • Аналогни улази • 14 дигиталних I/O пинова од којих 6 могу имати улогу PWM излаза • Додатни пинови

19. Софтвер SoMachine • Програмирање PLC уређаја; • Програмирање и визуелизација процеса;

20. Софтвер Arduino IDE • Arduino IDE интегрисано развојно окружење је апликација написана у Java програмском језику. Главни мени Тастери за рад с програмским кодом Радна површина Информације о грешкама у програмском коду

21. Програмирање софтвера Arduino • setup() – функција која се извршава само једном на почетку; • loop() – функција која се извршава у петљи све време док је плоча укључена;

22. Пројектни задатак • Позиционирање серво колица помоћу PLC контролера применом ултразвучног сензора;

23. Пројектни задатак • PLC контролер омогућава управљање процесом; • Ултразвучни сензор мери удаљеност између сензора и пратећег објекта; • Arduino Uno модул обезбеђује подршку ултразвучном сензору; • Креирање програмских кодова у софтверима SoMachineи Arduino IDE;

24. Креирање програмског кода за PLC контролер • Функционални блокови (Function Block Diagram - FBD); • Извршни део програмскг кода је реализован на два начина: преко апсолутног и преко релативног кретања;

25. Визуелизација кода за управљање PLC контролером • Праћење и управљање променљивих у програмском коду;

26. Креирање програмског кода у софтверу Arduino IDE • Програмирање Arduino Uno модула, тј. креирање кода за мерење дистанце ултразвучним сензором;

27. Баждарење ултразвучног сензора • Утврђивање оптималног опсега за мерење удаљености; • Ултразвучни сензор мери удаљеност у опсегу 2-500 cm; • Опсег тестирања 2-50 cm, са кораком 0,5 cm;

28. Баждарење ултразвучног сензора – прво мерење • Оптимални опсег за мерење удаљености: од 20 сm до 30 сm;

29. Одржавање задате дистанце – видео

30. Закључак • Предности: • Једноставно управљање процесом применом PLC -а; • Релативно ниска цена ултразвучног сензора; • Једноставно креирање програмског кода. • Недостаци: • Релативно скромне могућности ултразвучног сензора; • Недовољно брзо ’’освежавање’’ вредности измерене дистанце на PLC-у; • Присуство шума у случају примене аналогног сигнала. • Будући кораци: • Примена другог сензора за мерење дистанце; • Постављање ултразвучног сензора на већу удаљеност; • Примена Аrduino модула уместо PLC контролера.

31. ХВАЛА НА ПАЖЊИ