Tecnologia de Control i Robòtica (I)

50 %
50 %
Information about Tecnologia de Control i Robòtica (I)
Technology

Published on February 20, 2014

Author: eabadal

Source: slideshare.net

Description

Introducció a la tecnologia de control i a la robòtica.

INS Lluís Domènech i Montaner Departament de Tecnologies Professor: Enric Abadal

 La tecnologia de control abasta tots els procediments i dispositius que permeten automatitzar les màquines i els processos.

  Un sistema automàtic té per objectiu aconseguir que una màquina o un procés faci les seves funcions reduint al mínim la intervenció humana, tant física com mental. Hi ha sistemes semiautomàtics, en els quals cal la intervenció humana en alguna de les accions que fa la màquina o el procés.

Ànec de Vaucanson Porta d’Herò d’Alexandria Teler de Jacquard

  El terme robot prové d’unes màquines esclaves dels homes que apareixien a l’obra Rossum’s Universal Robots, de l’autor txec Karel Capek, representada al teatre l’any 1920, moment a partir del qual es va estendre l’ús del mot. En txec, la paraula robot vol dir “treballador”.

Robot aspirador iRobot Robot examinador de craters Robots de la Guerra de les Galaxies Braç robot per a operacions en cirurgia cranial i ortopèdica

T e cn o lo g ia d 'a u to m a tiza ció L ò g ica ca b le ja d a P n e u m á tica E lè ctrica E le ctro p n e u m à tica L ò g ica p ro g ra m a d a H id rà u lica S iste m e s in fo rm à tics E le ctro h id rà u lica M in io rd in a d o r E le ctrò n ica A u tò m a t p ro g ra m a b le M icro o rd in a d o r E le ctro m e cà n ica 7

Lògica cablejada    Fluídica Relés electromagnètics Electrònica discreta Lògica programada    Sistemes informàtics Microsistemes Autòmats programables Limitacions: Avantatges: · Equips voluminosos · Poca flexibilitat · Dificultat en la resolució de les avaries · Greus limitacions per aplicacions complexes · Equips petits · Molt flexibles · Simplificació en la resolució de les avaries · Capacitat per aplicacions complexes 8

Senyal digital Senyal analògic Una informació digital consisteix en la presència o l’absència d'un esdeveniment. Si el senyal és present l'identificarem amb un 1 i si no hi ha senyal se li atorga el valor 0. Una altra forma d'indicar-ho seria totres. Variable que pot prendre qualsevol valor dins d'un rang fixat prèviament, dins una escala continua. Exemples: temperatura, pressió, tensió, distància... Exemples: bombeta (encesaapagada), interruptor (obert-tancat)... 9

  Els sistemes de control automàtics estan formats per diferents components o automatismes que serveixen per controlar màquines i processos a través d’ordres reduint al mínim al intervenció humana. Poden ser de dos tipus: Control de llaç obert i Control de llaç tancat

  Un sistema de control de llaç obert, quan s’activa, executa un procés durant un temps prefixat, amb independència de resultat obtingut. Exemples: torradora de pa, rentadores, rentavaixelles, llums d’escala, etc.

 Els sistemes de control de llaç tancat, quan s’activen, executen el procés, supervisant constantment la sortida o resultat final fins a obtenir el resultat desitjat.

  La consigna és el valor de referència que es desitja obtenir com a resultat de l’acció. La realimentació consisteix en mantenir la màquina o el procés activats mentre la sortida o resultat final no sigui l’establert a la consigna.

F lotador V areta de subjecció V àlv ula d’entrada C anonada d’entrada d’aigua Nivell de consigna D etall de la v àlv ula d’entrada. O bturador tancat V àlv ula de sortida C anonada de sortida d’aigua D etall de la v àlv ula d’entrada. O bturador obert

      Calefacció o aire condicionat amb termòstat. Cisterna del wàter. Llums d’escala amb sensors de presència. Portes automàtiques Alarmes. La marieta !!!

   Controlador Actuadors Sensors

Tip u s d e con trol C on trol en llaç ob ert C on trol en llaç tan cat S istem a d e con trol S istem a d e con trol A ctu ad ors S en sors actu ad ors 17

 El controlador és el dispositiu que determina i executa el control del procés o de la maquina. El controlador sol ser un circuit elèctric o electrònic i fins i tot un ordinador.

  Conjunt de passos o instruccions que contenen les accions a efectuar sobre els actuadors per controlar el procés o la màquina, segons la informació subministrada pels sensors. Si el controlador és un ordinador, l’algorisme de control és el programa.

   S’agrupen en dos conjunts: els elements de comandament i els sensors o detectors. Els primers permeten activar, desactivar o modificar el procés de control: interruptors, polsadors, potenciòmetres, etc. Els segons recullen informació del procés o de la màquina. Normalment transformen una magnitud física ( posició, calor, llum, etc) en un senyal elèctric.

 Els sensors són dispositius que prenen dades de la situació del procés (posició, temperatura, etc.) i les transmeten al controlador. Són dispositius d’entrada. Detector o sensor de fums Detector fotoelèctric Detectors de presència

   Detector de proximitat Fotoelèctric Detector de proximitat Inductiu Detector de proximitat Capacitiu Característiques dels sensors de proximitat: · Sense manteniment i resistents al desgast · No hi ha contacte físic · Sense contacte, i per tant lliures de rebots · Alta freqüència operativa · Es poden instal·lar en qualsevol posició · Temps de vida independent de la freqüència operativa · Insensibles a les vibracions · Insensibles a l'acumulació de pols · Estancs a l'aigua · Molt resistents als productes químics 23

A les fotocèl·lules de reflexió directa, el transmissor i el receptor de llum infraroig estan integrats a la mateixa unitat. La sensibilitat del receptor pot ajustar-se amb un potenciòmetre. 24

Sistema Tipus de rosca Abast nominal Tipus de cos Estat de sortida Tensió assignada d'alimentació Límits de tensió Ondulació Intensitat de Sortida (Ie) Intensitat Corrent (Io) sense carrega Caiguda de Tensió (Ud) Freqüència operativa Color cables Marró/Blanc (BN) Negre (BK) Blau (BU) Proximitat fixa M18 x 1 400 mm fixa Recte 3 fils, PNP 12 ~ 24 Vcc (amb protecció contra la inversió dels tres fils) 10 ~ 40 Vcc (ondulació inclosa). 10% Continua: 200mA (màxima) Màx. 20mA Màx. 2,5 V a 200mA 120 Hz, relació llum/Foscor 1:2 Connexió + alimentació Senyal - alimentació 25

Els detectors de proximitat inductius detecten qualsevol objecte metàl·lic fèrric o no fèrric dins de la seva zona activa, emetent el corresponent senyal de control. 26

Sistema Tipus de rosca Abast nominal Tipus de cos Estat de sortida Tensió assignada d’alimentació Límits de tensió Intensitat de sortida (le) Continua Intensitat de corrent (lo) Sortida ON Sortida OFF Freqüència màxima de commutació Led de visualització Color cables Marró (BN) Negre (BK) Blau (BU) Proximitat a nivell de superfície M12 x 1. 4 mm. Recte. 3 fils, PNP 12 ~ 24 VDC amb protecció contra la inversió dels tres fils 10 ~ 40 VDC (ondulació inclosa) < 200mA < 6,5mA < 2,7mA 500 Hz Si (Vermell) Connexió + alimentació Senyal - alimentació 27

Els sensors de proximitat capacitius detecten qualsevol objecte metàl·lic, fèrric o no fèrric, i substàncies no metàl·liques com aigua, vidre, plàstic, paper, fusta, etc dins de la seva zona activa, emetent el corresponent senyal de control. 28

Sistema Tipus de rosca Abast nominal Tipus de cos Estat de sortida Tensió assignada d’alimentació Límits de tensió Intensitat de sortida (le) Contínua Transitòria Intensitat de corrent (lo) sense càrrega Freqüència operativa Led de visualització Color cables Marró (BN) Negre (BK) Blau (BU) Proximitat a nivell de superfície M18 x 1. 8 mm. Recte. 3 fils, PNP 12 ~ 24 VDC amb protecció contra la inversió del tres fils 10 ~ 40 VDC (ondulació inclosa) < 200mA < 200mA < 10mA 25 Hz Si (Groc) Connexió + alimentació Senyal - alimentació 29

Informacions útils per aprofitar-ne o construir-ne de nous. 30

+24 V 10K 1K2 PDx LDR 0 Amb la resistència sensible a la llum (LDR) il·luminada tindrem un estat baix (0) a l’entrada digital corresponent. A les fosques l’estat contrari (1). En el circuit es pot ometre el potenciòmetre de 10 K i realitzar l’ajust amb un tub negre en el qual estigui allotjada la LDR. 31

+24 V Reed PDx L’ampolla reed en presència d’un camp magnètic tanca els seus contactes. Hi ha versions comercials per a instal·lacions d’alarmes. 32

+24 V 4K7 PAx -tº 1k5 0 En els termistors NTC en augmentar la temperatura, la seva resistència disminueix. Els termistors solen tenir una baixa sensibilitat. Per aquest motiu el seu funcionament és acceptable en les entrades analògiques, en les quals podrem ajustar el llindar de canvi d’estat amb més facilitat. 33

  Els actuadors, els presentadors de informació o visualitzadors i els indicadors acústics, són dispositius de sortida. Pantalles, indicadors lluminosos (Led’s), rellotges analògics o digitals, timbres, brunzidors, etc. formen els dispositius de sortida, a més dels actuadors.

 Els actuadors són els elements finals del procés i són els que provoquen el resultat a la sortida: motors, resistències calefactores, equips de refrigeració, cilindres pneumàtics o hidràulics. Són dispositius de sortida.

 El controlador: és un circuit integrat.

  Són sensor de posició. . Quan el robot troba un n’informen al controlador. obstacle els detectors

 Llavors, el controlador dona l’ordre als motors que són els actuadors per tal que girin a l’inrevés, corregint la trajectòria de la marieta o robot. Els Led’s són visualitzadors i per tant dispositius de sortida. Informen que la marieta està activada.

 El cotxe robot du un control de llaç obert o de llaç tancat?

Entrada energia (piles) Moviment controlat Robot Actuadors Controlador (circuit) Interruptor Sensors Control Led’s

 Un autòmat programable és un equip electrònic, programable amb llenguatges específics, dissenyat per controlar processos industrials.

Esquema de blocs d’un autòmat Actuadors Unitat de sortides Màquina o procés Sensors i detectors Unitat central Comunicació perifèrics Perifèrics Unitat d‘entrades Consola de programació

  L’ordinador, entre les moltes aplicacions que té, també pot efectuar tasques de control. Té tots els dispositius d’entrada i sortida necessaris, pantalla, teclat, processador,etc. i s’usa en aplicacions complexes. ENTRADES Consigna ORDINADOR Realimentació SORTIDES DISPOSITIU O PROCÉS A CONTROLAR Algorisme Acció de control ACTUADORS SENSORS I DETECTORS

 Per a poder comunicar-se amb els dispositius d’entrada i de sortida i controlar-los, l’ordinador necessita un circuit electrònic intermedi, la interfície electrònica de control

SORTIDES Consigna (Programa) ORDINADOR INTERFÍCIE + ACTUADORS DE SORTIDES PROGRAMA Acció de control DISPOSITIU O PROCÉS A CONTROLAR INTERFÍCIE SENSORS D'ENTRADES I DETECTORS ENTRADES INTERFÍCIE

   La comunicació entre l’ordinador i la interfície es realitza a través d’un llenguatge de programació amb el que s’escriu el programa. Els llenguatges més utilitzats són llenguatges d’alt nivell com ara el Visual Basic, el Logo, el C++, el Pascal, etc.. El programa conté l’algorisme de control.

  Els manipuladors, són braços articulats que no permeten la realització simultània de moviments. S’usen en tasques senzilles de càrrega i descàrrega. Els robots industrials en canvi, poden efectuar moviments complexos i es controlen per ordinador. S’usen molt a la indústria per efectuar operacions perilloses i/o repetitives com la soldadura, el muntatge, la pintura, etc.

   L’arquitectura dels robots i manipuladors es refereix a les formes constructives dels robots i a les seves capacitats de mobilitat (moviment). El més important són els graus de llibertat o moviments que pot efectuar l’element terminal, que és on se situa l’eina o dispositiu a controlar. Els graus de llibertat depenen de com s’enllacen els diferents elements (articulacions) i de l’estructura.

Tipus d’enllaç (articulació) Graus de llibertat Pla 1 Prismàtic 1 Rotacional (de revolució) 1 Cilíndric 2 Esfèric 3 Rotacional Actuadors elèctrics: motors o servomotors Prismàtica Plana Cilíndrica Esfèrica

C artesiana P olar C ilíndrica A ngular

    El robot amb estructura cartesiana es pot moure linealment en tres eixos, totes les articulacions són prismàtiques. L’espai de treball de l’element terminal serà un volum paral·lelepipèdic. El robot amb estructura cilíndrica substitueix el moviment lineal sobre la base per un moviment giratori, aleshores disposa de dues articulacions prismàtiques i una de rotacional. L’espai de treball de l’element terminal serà un volum cilíndric. El robot amb estructura polar té dos moviments giratoris i un de lineal, amb dues articulacions rotacionals i una prismàtica. El robot amb estructura angular té tres moviments giratoris, amb tres articulacions rotacionals. És el més versàtil atès que el seu espai de treball és el més ampli.

   Els primers robots tenien funcions de manipuladors industrials i progressivament s’han anat introduint en molts camps, especialment en la fabricació i en l’exploració. La manipulació inclou operacions com la càrrega i descàrrega de peces en màquines o en cadenes de producció; la fabricació inclou operacions de tall, de trepanat, de fressat, de soldadura, d’encolat, d’inserció, de mesura, etc. En l’àmbit de l’exploració els robots s’han usat en diferents medis: el terrestre, el marítim i en l’espai.

Add a comment

Related presentations

Related pages

Projectes de tecnologia: Tecno de control

Apunts tecnologia de control i robòtica: Autòmat programable Zelio; Visualitza les següents presentacions: Automatització i domòtica ...
Read more

Unidad didáctica: “Control y Robótica”

Este control se puede hacer de forma continua, es decir en todo momento o de forma discreta, es decir cada cierto tiempo.
Read more

TECNOLOGIA AL CONTROL

TECNOLOGIA AL CONTROL ... En el taller vam fer una pràctica d'introducció de la robòtica ... d'un control del semàfor veiem que les condicions ...
Read more

Control i robòtica - Wiki del Nigul

Control i robòtica. ... Què és la tecnologia del control i la automàtica. La tecnología de control és qualsevol tecnologia que permet controlar, ...
Read more

4t d'ESO: T7 i T8 -Tecnologia de control i Robòtica by ...

TEMA 7: TECNOLOGIA DE CONTROL Tecnologia de control: Són els procediments i dispositius per AUTOMATITZAR màquines i processos Anem a a veure alguns ...
Read more

Tecnologia de Control i robòtica - iesalmenar.xtec.cat

Tecnologia de control i robòtica IES Lluís Domènech i Montaner Departament de Tecnologia Professor: Joan Joseph i Gual Tecnologia de control La ...
Read more

Control i robòtica - TECNOLOGIA - Ins. Frederic Martí Carreras

Web del departament de tecnologia de l'Institut Frederic Martí Carreras de Palafrugell
Read more

Robótica - Wikipedia, la enciclopedia libre

... disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. [3] ...
Read more

PortalESO (Portal Educativo)

Prácticas relacionadas con Control y Robótica: Autor: Descripción: Curso: Descargas: Antonio Bueno: Actividades de programación con la tarjeta CONTROL ...
Read more