UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE PAPEL QUE UTILIZA UN RODILLO CONDUCIDO POR UN MOTOR DE CC CONTROLADO POR POSICION

UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE PAPEL QUE UTILIZA UN RODILLO CONDUCIDO POR UN MOTOR DE CC CONTROLADO POR POSICION

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Este proyecto se centra en el control de un sistema dispensador de papel utilizando un PC como medio de control. Los objetivos del proyecto son ilustrar:

• Control de un sistema que involucra actividades de control de evento discreto y retroalimentación

• Modelado y control de un sistema de posicionamiento

• Desarrollo de una GUI de PC usando VBE

• Interfaz de PC y adquisición de datos

• Uso del contador de rendimiento para el mantenimiento del tiempo

• Uso del perfil de movimiento trapezoidal

• Simulación de un controlador de realimentación

DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN

El rodillo de papel higiénico se tira entre dos rodillos cargados por resorte, uno de los cuales es accionado por un motor DC de engranaje de imán permanente con un codificador incremental, como se muestra en la Figura 10.10. La relación de transmisión es de 5.9: 1, el codificador tiene 512 líneas por revolución y funciona en modo de cuadratura (ver Sección 7.3.3). Un brazo accionado por solenoide actúa como un tapón cuando se necesita extraer una cierta longitud de papel (no se demuestra aquí). La señal de control se envía a un servoamplificador (véase la figura 8.19) utilizando un convertidor D / A de 12 bits. La posición del motor se obtiene de un contador de hardware de 24 bits que está conectado al codificador incremental.

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En la figura 10.11 se muestra un diagrama de bloques de los componentes del sistema de control para esta configuración. El flujo de señales y las unidades de las cantidades relevantes en este sistema se muestran en la Figura 10.12. La figura supone una ganancia simple para el amplificador y un modelo lineal para la dinámica del motor y de la caja de cambios. El diámetro del rodillo es 1,55 pulgadas.

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INTERFAZ DE USUARIO

Se debe desarrollar una interfaz gráfica de usuario (GUI) para controlar el funcionamiento de la máquina dispensadora de papel. El usuario especifica el desenrollado de 'trabajos' que la máquina necesita para realizar. Cada trabajo se especifica mediante dos entradas: el número de hojas de papel a dispensar y la velocidad de desenrollado (en unidades de hojas por segundo). La interfaz gráfica de usuario debe utilizar un formulario para enumerar todos los trabajos pendientes y debe tener la capacidad de eliminar un trabajo determinado después de que se ha introducido en el sistema. Para mayor flexibilidad, el sistema de control debe permitir al usuario introducir nuevos trabajos mientras se ejecuta un trabajo. El sistema también debe tener varios botones de control, incluyendo START / RESUME, ABORT y SAVE DATA. La interfaz de usuario también debe mostrar información sobre los trabajos actuales / pendientes / ejecutados. Esta información debe incluir:

• El número de trabajos en espera de ser procesados

• El número total de hojas en espera de dispensación

• El número de trabajos completados desde el inicio del sistema de control

• El número total de hojas distribuidas desde el inicio del sistema de control

• El número y los datos del trabajo en ejecución

• El número de segundos que ha transcurrido en la ejecución del trabajo actual

• El tiempo de ejecución del trabajo actual

En la Figura 10.13 se muestra un ejemplo de un diseño GUI en VBE (ver Sección 6.12.2) que cumple estos requisitos. En la figura 10.14 se muestra una captura de pantalla de la GUI mientras el programa está en funcionamiento. El usuario selecciona los datos del trabajo (número de hojas y velocidad) haciendo clic en los botones de opción apropiados. La información del trabajo se muestra utilizando un control ListView de cuatro columnas. Se agrega un trabajo a la lista haciendo clic en el botón Añadir trabajo y se elimina un trabajo de la lista resaltando el número de trabajo y luego haciendo clic en el botón Eliminar trabajo. El sistema de control comienza haciendo clic en el botón Habilitar control.

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Un trabajo se procesa haciendo clic en el botón Inicio / Reanudar. Mientras se ejecuta un trabajo, su estado en la lista de trabajos se muestra como Procesamiento. Cuando el trabajo finaliza la ejecución, la información de trabajo se elimina de la lista y se actualiza la información de estado. Se cancela un trabajo ejecutado haciendo clic en el botón Cancelar. Esto hace que la información del trabajo se elimine del sistema y que sus datos no se incluyan en la información de estado. Un control de panel se utiliza para mostrar gráficamente la posición actual del rodillo en función del tiempo. Se visualizan tanto la posición deseada como la posición real (o simulada) del rodillo.

PERFIL DE MOVIMIENTO

Para hacer que el movimiento del rodillo sea suave, debe usarse un perfil de trayectoria de velocidad trapezoidal para planificar el movimiento del rodillo para cada trabajo. Un perfil típico de velocidad trapezoidal se muestra en la Figura 10.15. Ta y Td son los intervalos de tiempo de la zona de aceleración y desaceleración, respectivamente, y Wcon es la velocidad durante la porción de velocidad constante del perfil (correspondiente a la velocidad de dispensación). Dado que estamos haciendo el control de posición en este proyecto, una de las cosas que hay que hacer es derivar una expresión para el desplazamiento del rodillo correspondiente a este perfil. Esto se hace integrando este perfil. Una vez que tenemos una expresión para el desplazamiento angular, podemos usarla para especificar valores para la rotación deseada del rodillo en el sistema de control de realimentación.[pic 11]

                                     [pic 12]

SOFTWARE DE CONTROL

El sistema de control para el sistema dispensador de papel se implementó en un PC con el código desarrollado con VBE 2010 (ver Apéndice A). El código implementa un programa de modo de control cooperativo (véase la Sección 6.5.2) en el que el ControlTask se llama repetidamente dentro de un bucle de doblado infinito. El programa entra en el do-loop infinito cuando el usuario hace clic en el botón de comando Enable Control. El método VBE DoEvents () se llama dentro del do-loop infinito para manejar cualquier comando de usuario pendiente. Las variables utilizadas en el proyecto se enumeran en la Figura 10.16, mientras que el código que enumera el ControlTask se muestra en las Figuras 10.17 y 10.18. El ControlTask tiene dos estados: un estado inicial y un estado de ejecución.[pic 13]

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