Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

печать / Андр 1

.docx
Скачиваний:
22
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
180.61 Кб
Скачать

Министерство образования и науки, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА украины

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

институт компьютерных систем

кафедра компьютеризированных систем управления

Автоматизация типовых производственных процессов

Практическая работа №1

«Автоматизированная лазерная система ориентации и управления движением дно углубительного судна»

Выполнили:

Cтуденты

группы АТ-092

Задыр И.Г

Калигаева А.А.

Соломянный А.

Орманжи А.

Проверил: Андриевский Г.Г.

Одесса

2012г.

Дано:

Представлена функциональная схема рассматриваемой системы. Описано назначение системы, подробно рассмотрена ее работа. Сообщается о заданиях и параметрах, которые должны быть введены в систему для ее нормального функционирования об индикации, которая должна быть получена оператором в процессе работы системы, об информации, выдаваемой самой системой и о том что при этом система обеспечивает.

Цель работы:

  1. Изучить представленное описание функциональной схемы системы и ее работу.

  2. На основании изучения функциональной схемы системы составить общую блок-схему системы ориентации и управления для «рекламного» представления этой сложной системы опираясь на один из обычных подходов при составлении схем аналогичных автоматизированных систем, а именно: представить схему в виде следующих подсистем:

  1. Объектовая подсистема,

  2. Измерительная и приемно-передающая подсистема,

  3. Управляющий вычислительный комплекс и задающая подсистема.

Система предназначена для автоматического определения координат многочерпакового папильонажного земснаряда в реальном масштабе времени, автоматического управления его движением по технологической траектории.

При установке системы на борту объекта ориентация осуществляется с помощью двух уголковых отражателей, установленных в определенных опорных пунктах вне объекта (в частности, на берегу).

Для автоматического определения необходимых координат объекта и движения с заданным углом папилонирования система обеспечивает измерение двух расстояний до двух опорных пунктов, измерение угловых направлений на них, сопровождение полем опорных пунктов в горизонтальной (если нужно и в вертикальной) плоскости, выдачу информации о расстояниях и углах для управляющей вычислительной машины (УВМ) . Программа УВМ выполняет необходимые вычисления для получения топоцентрических координат местонахождения самой системы, привязанных к плану дноуглубительных работ и для управления движением судна по заданной траектории.

Система состоит из:

  1. УВМ (управляющая вычислительная машина)

  2. Блок индикации

  3. Блок управления лебедками

  4. Блок обмена информацией

  5. Блоки измерения расстояния

  6. аналоговый блок (оптико электронных узлов)

  7. цифровой блок (оптико электронных узлов)

  8. оптико электронные узлы

  9. блок вертикального наведения

  10. блок горизонтального наведения

  11. оптико-электронный узел

  12. лазер

  13. передающий объектив

  14. генератор накачки лазера

  15. приемный объектив

  16. регулируемая диафрагма

  17. фотоприемник

  18. четырехканальный усилитель

  19. блок слежения

  20. световод

  21. суммирующий усилитель

  22. блок сравнения

  23. микродвигатель диафрагмы

  24. блок нормирования 1

  25. блок нормирования 2

  26. блок автопоиска

  27. нормально разомкнутый ключ

  28. амплитудный детектор

  29. нормально замкнутый ключ

  30. амплитудный детектор

  31. входной сумматор 1

  32. входной сумматор 2

  33. выходной вычитающий усилитель

  34. нормирующий усилитель

  35. амплитудный детектор

  36. управляемый делитель

  37. нормально замкнутый ключ

  38. нормально замкнутый ключ

  39. управляемый делитель

  40. амплитудный детектор

  41. входной сумматор

  42. усилитель

  43. нелинейный элемент типа «гистерезис»

  44. ключ

  45. выходной вычитающий усилитель

  46. отражатели

рис.1 Функциональная схема предполагаемой системы

Обозначения:

ЛД1,ЛД2 – лазерные дальномеры

ИУ1,ИУ2 – измерители углов

УН1,УН2 – устройства наведения

ВЧБ – датчик привода верхнего черпакового барабана

ПАК1, ПАК2, ПАК3, ПАК4, ПАК5 – измерительные преобразователи

ОТ1, ОТ2 – отражатели

УСО – устройство связи с объектом

ПАА1 – согласующий преобразователь

ПКА1 – усилитель мощности выходов ПКА

ПОП – пульт оператора процесса

БИ - блок индикации

УСсО – устройство связи с оператором

УВМ – управляющая вычислительная машина

ПМО – программно математическое обеспечение

БУН – блок управления наведением

УОИ (интерфейс) – устройство обработки информации

ИМ – исполнительный механизм

УВК – управляющий вычислительный комплекс и задающая подсистема

  1. Объектовая подсистема включает в себя сам объект управления (ОУ), условно разбиваемый на исполнительные механизмы (ИМ) т.е. лебедки, обеспечивающие движение объекта по траектории; датчик привода верхнего черпакового барабана (ВЧБ), с которого берется информация о силе тока в приводе ВЧБ, датчики лазерной системы ориентации: ЛД1 и ЛД2 – лазерные дальномеры; ИУ1 и ИУ2 – измерители углов (угломерные устройства), блок слежения и устройства наведения УН1 и УН2 необходимы для поиска отражателей, слежения за ними при движении судна.

Перечисленные датчики выдают информацию о расстояниях до отражателей, о курсовых углах на отражатели и о рассогласовании оптической оси дальномера с направлением на отражатель.

Лазерные дальномеры выполняют циклические измерения расстояний до отражателей и выдают их числовые эквиваленты.

В качестве устройства наведения может быть использовано серийно выпускаемое промышленностью двух координатное механическое устройство типа УН-16 от телеустановки типа ПТУ(или другое устройство). На поворотной площадке УН-16 устанавливается лазерный приёмопередатчик. Устройство наведения обеспечивает повороты приёмопередатчика в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Блок управления наведением (блок слежения, входит в состав оптико-электронного узла) на основе анализа отраженных от призм сигналов формирует сигналы управления двигателями устройства наведения для выполнения сопровождения лучом отражателей, поиска последних в начале работы или затем при срыве сопровождения.

Поиск и сопровождение может вестись как в горизонтальной так и в вертикальной плоскости, однако при обеспечении достаточно широкой диаграммы излучения по вертикали (около 5 градусов) обычно слежение ведется в одной плоскости.

Угломерные устройства преобразуют углы положения оптико-электронных узлов в горизонтальной плоскости в числовые эквиваленты.

  1. Измерительная и приемно-передающая подсистемы – это устройства связи с объектом (УСО), измерительные преобразователи код-аналог (ПКА) или аналог-код (ПАК), передающие и приемные устройства.

Устройство связи с объектом дает возможность преобразовать аналоговые и цифровые сигналы, реагировать на них, позволяет осуществлять связь с объектом, функционирующем в реальном масштабе времени.

Измерительный преобразователь ПАК1 служит для преобразования информации о силе тока в приводе ВЧБ. (чем больше сила тока, тем скорость движения по прорези должна быть меньше).

Измерительные преобразователи ПАК2 и ПАК4 – для преобразования информации о курсовых углах на отражатели ОТ1 и ОТ2.

ПАК3 и ПАК5 – для преобразования информации об измеренных расстояниях до отражателей ОТ1 и ОТ2.

Преобразователь ПКА1 (преобразователь код-аналог) служит для управления работой лебёдок. Поскольку выходящие электрические характеристики УСО и цифро-аналогового канала (например канала лебёдки) существенно выше, чем входов УСО, то между ПКА1 и УСО включен согласующий преобразователь ПАА1, основными задачами которого являются:

- усиление мощности выходов ПКА до входного диапазона мощностей соответствующей аппаратуры объекта управления (ОУ);

- нормирование сигналов;

- преобразование информации между выходом ПКА и входами аппаратуры объекта управления.

  1. Управляющий вычислительный комплекс и задающая подсистема включает в себя: пульт оператора процесса(ПОП) с блоком управления, буферным устройством (устройством обмена информацией), блоком задатчиков, блоком адресов, а также управляющую вычислительную машину с программно-математическим обеспечением и наконец – блок индикации (БИ).

Управляющий вычислительный комплекс позволяет обрабатывать информацию для определения координат судна в реальном масштабе времени и осуществлять управление движением судна.

Буферное устройство состоит из схем управления регистрами, регистра углов и регистра расстояний. Блок предназначен для приема информации о расстояниях и углах из ввода УВМ параллельным кодом для вычисления координат управляемого объекта.

Кодовые сигналы значения отклонений фактического угла подхода к бровке от заданного подаются в блок регистров индикатора и блок адресов.

Блок управления содержит все органы для ввода заданий, управления системой и получения промежуточной информации, результатов расчёта и т.д.

Выводы:

В ходе данной работы мы изучили представленное описание функциональной схемы и систему ее работы. На основании ее составили общую блок-схему данной системы с описанием ее работы. При составлении блок-схемы использовали обычный подход построения аналогичных автоматизированных систем т.е. представили ее в виде трех подсистем: объектовая, измерительная и приемо-передающая, управляющий вычислительный комплекс и задающая подсистема.

Соседние файлы в папке печать